Elektrik alıcılarının voltaj düzenleme yöntemleri ve araçları
Elektrik alıcıları için önceden belirlenmiş bazı voltaj sapma değerleri sağlamak için aşağıdaki yöntemler kullanılır:
1. Enerji merkezinin baralarındaki voltajın düzenlenmesi;
2. Şebeke elemanlarında gerilim kaybı miktarındaki değişim;
3. İletilen reaktif gücün değerindeki değişiklik.
4. Transformatörlerin dönüşüm oranının değiştirilmesi.
Güç merkezi baralarında voltaj regülasyonu
Güç kaynağı merkezindeki (CPU) voltaj regülasyonu, CPU'ya bağlı tüm ağda voltaj değişikliklerine yol açar ve merkezi olarak adlandırılır, geri kalan regülasyon yöntemleri belirli bir alandaki voltajı değiştirir ve yerel voltaj düzenleme yöntemleri olarak adlandırılır. Şehir ağlarının işlemcisi olarak düşünülebilir. termik santralin jeneratör voltajı için otobüsler veya bölge trafo merkezlerinin veya derin yerleştirme trafo merkezlerinin alçak gerilim baraları. Bu nedenle, voltaj düzenleme yöntemleri takip eder.
Jeneratör geriliminde, jeneratörlerin uyarma akımı değiştirilerek otomatik olarak üretilir. Nominal gerilimden ± %5 sapmalara izin verilir. Bölgesel trafo merkezlerinin alçak gerilim tarafında, yük kontrollü transformatörler (OLTC'ler), lineer regülatörler (LR'ler) ve senkron kompansatörler (SK'ler) kullanılarak düzenleme yapılır.
Farklı müşteri gereksinimleri için kontrol cihazları birlikte kullanılabilir. Bu tür sistemlere denir merkezi grup voltaj regülasyonu.
Kural olarak, işlemci veri yollarında karşı düzenleme yapılır, yani en büyük yüklerin olduğu saatlerde, ağdaki voltaj kayıplarının da en büyük olduğu, voltajın yükseldiği ve saat boyunca voltajın yükseldiği bir düzenleme. minimum yüklerde azalır.
Yük anahtarlı transformatörler, ±% 10-12'ye kadar oldukça geniş bir kontrol aralığına izin verir ve bazı durumlarda (110 kV daha yüksek gerilime sahip TDN tipi transformatörler, 9 regülasyon aşamasında% 16'ya kadar) Modülasyon projeleri vardır. yük kontrolü , ancak yine de pahalıdırlar ve özellikle yüksek gereksinimlerin olduğu istisnai durumlarda kullanılırlar.
Ağ elemanlarındaki gerilim kaybı derecesindeki değişiklik
Şebeke elemanlarındaki gerilim kaybının değiştirilmesi, devrenin direnci değiştirilerek, örneğin tellerin ve kabloların kesitinin değiştirilmesi, paralel bağlı hatların ve transformatörlerin sayısının kapatılması veya açılmasıyla yapılabilir (bkz. Transformatörlerin paralel çalışması).
Bilindiği gibi, tellerin enine kesitlerinin seçimi, ısıtma koşulları, ekonomik akım yoğunluğu ve izin verilen voltaj kaybının yanı sıra mekanik dayanım koşulları temelinde yapılır. Şebekenin, özellikle yüksek voltajın, izin verilen voltaj kaybına dayalı olarak hesaplanması, elektrik alıcıları için her zaman normalleştirilmiş voltaj sapmaları sağlamaz. bu yüzden PUE'de kayıplar normalize edilmez, ancak voltaj sapmaları.
Şebeke direnci, kondansatörleri seri bağlayarak değiştirilebilir (uzunlamasına kapasitif kompanzasyon).
Boyuna kapasitif kompanzasyon, statik kondansatörlerin hattın her bir fazının bölümünde voltaj yükselmeleri oluşturmak için seri olarak bağlandığı bir voltaj regülasyonu yöntemi olarak adlandırılır.
Bir elektrik devresinin toplam reaktansının endüktif ve kapasitif direnç arasındaki farkla belirlendiği bilinmektedir.
Dahil edilen kapasitörlerin kapasitans değerini ve buna bağlı olarak kapasitif direncin değerini değiştirerek, terminallerde karşılık gelen voltaj artışına eşdeğer hattaki farklı voltaj kaybı değerlerini elde etmek mümkündür. elektrik alıcılarından.
Gerilim kaybının esas olarak reaktif bileşen tarafından belirlendiği havai şebekelerdeki düşük güç faktörleri için kapasitörlerin şebekeye seri bağlanması önerilir.
Boyuna kompanzasyon, hareketi tamamen otomatik olduğundan ve akan akımın büyüklüğüne bağlı olduğundan, özellikle keskin yük dalgalanmalarının olduğu şebekelerde etkilidir.
Boyuna kapasitif kompanzasyonun şebekedeki kısa devre akımlarında artışa yol açtığı ve özel bir kontrol gerektiren rezonans aşırı gerilimlerine neden olabileceği de dikkate alınmalıdır.
Boyuna kompanzasyon amacıyla, şebekenin tam çalışma voltajı için derecelendirilmiş kondansatörlerin kurulması gerekli değildir, ancak bunlar topraktan güvenilir bir şekilde izole edilmelidir.
Bu konuda ayrıca bakınız: Boyuna telafi - fiziksel anlam ve teknik uygulama
İletilen reaktif güç değerindeki değişiklik
Reaktif güç, yalnızca enerji santrallerinin jeneratörleri tarafından değil, aynı zamanda senkron kompansatörler ve aşırı uyarılmış senkron elektrik motorları ile ağa paralel bağlanmış statik kapasitörler (enine kompanzasyon) tarafından da üretilebilir.
Şebekeye kurulacak kompanzasyon cihazlarının gücü, teknik ve ekonomik hesaplamalara dayalı olarak güç sisteminin belirli bir düğümündeki reaktif güç dengesi ile belirlenir.
Senkron motorlar ve kapasitör sıraları, reaktif güç kaynakları, elektrik şebekesindeki voltaj rejimi üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilir. Bu durumda, senkron motorların voltajının ve şebekesinin otomatik regülasyonu sorunsuz bir şekilde gerçekleştirilebilir.
Büyük bölgesel trafo merkezlerinde reaktif güç kaynakları olarak, genellikle boş modda çalışan hafif yapılı özel senkron motorlar kullanılır. Bu tür motorlara denir senkron kompansatörler.
En yaygın ve endüstri, 380 - 660 V nominal voltaj için üretilmiş, 0,8'e eşit bir ana güç faktörü ile normal çalışma için tasarlanmış bir dizi elektrik motoruna sahiptir.
Güçlü senkron kompansatörler genellikle bölgesel trafo merkezlerine kurulur ve senkron motorlar daha çok endüstride çeşitli sürücüler (güçlü pompalar, kompresörler) için kullanılır.
Senkron motorlarda nispeten büyük enerji kayıplarının bulunması, bunların küçük yüklerin olduğu şebekelerde kullanılmasını zorlaştırır. Hesaplamalar, bu durumda statik kapasitör banklarının daha uygun olduğunu göstermektedir. Prensip olarak, şönt kompanzasyon kondansatörlerinin şebeke voltaj seviyeleri üzerindeki etkisi, aşırı uyarılmış senkron motorların etkisine benzer.
Makalede kapasitörler hakkında daha fazla ayrıntı açıklanmaktadır. Reaktif güç kompanzasyonu için statik kapasitörlergüç faktörü iyileştirmesi açısından değerlendirildikleri yer.
Dengeleme pillerinin otomasyonu için bir dizi şema vardır. Bu cihazlar, kapasitörlerle birlikte ticari olarak temin edilebilir. Böyle bir diyagram burada gösterilmektedir: Kondansatör bankası bağlantı şemaları
Transformatörlerin dönüşüm oranlarının değiştirilmesi
Şu anda, dağıtım şebekelerine kurulum için 35 kV'a kadar gerilime sahip güç transformatörleri üretilmektedir. anahtarı kapatır birincil sargıdaki kontrol kademelerini değiştirmek için Genellikle ana kola ek olarak bu tür 4 kol vardır, bu da beş dönüşüm oranı elde etmeyi mümkün kılar (ana kolda 0 ila +% 10 arasındaki voltaj adımları - +% 5) ).
Muslukları yeniden düzenlemek en ucuz regülasyon yöntemidir ancak trafoyu şebekeden ayırmayı gerektirir ve bu da tüketicilerin güç kaynağında kısa süreli de olsa bir kesintiye neden olur, bu nedenle sadece mevsimsel voltaj regülasyonu için kullanılır, yani. Yaz ve kış mevsimlerinden önce yılda 1-2 kez.
En avantajlı dönüşüm oranını seçmek için çeşitli hesaplamalı ve grafiksel yöntemler vardır.
Burada en basit ve en açıklayıcı olanlardan yalnızca birini ele alalım. Hesaplama prosedürü aşağıdaki gibidir:
1. PUE'ye göre, belirli bir kullanıcı (veya kullanıcı grubu) için izin verilen voltaj sapmaları alınır.
2. Devrenin dikkate alınan bölümünün tüm dirençlerini bir (daha sık olarak yüksek) voltaja getirin.
3. Yüksek voltaj şebekesinin başlangıcındaki voltajı bilmek, gerekli yük modları için tüketiciye toplam azaltılmış voltaj kaybını ondan çıkarın.
ile donatılmış güç transformatörleri yükte voltaj regülatörü (OLTC)... Avantajları, düzenlemenin trafoyu şebekeden ayırmadan gerçekleştirilmesinde yatmaktadır. Otomatik kontrollü ve otomatik kontrollü olmayan çok sayıda devre vardır.
Bir aşamadan diğerine geçiş, yüksek gerilim sargı devresinde çalışma akımında kesinti olmaksızın bir elektrikli sürücü kullanılarak uzaktan kumanda ile gerçekleştirilir. Bu, düzenlenmiş akım sınırlama bölümünün (boğma) kısa devre edilmesiyle elde edilir.
Otomatik regülatörler çok kullanışlıdır ve günde 30 adede kadar anahtarlamaya izin verir.Regülatörler, kontrol adımından %20 - 40 daha büyük olması gereken bir ölü bölgeye sahip olacak şekilde ayarlanır. Aynı zamanda, uzak kısa devrelerin, büyük elektrik motorlarının çalıştırılmasının vb. neden olduğu kısa süreli voltaj değişikliklerine tepki vermemelidirler.
Trafo merkezi şemasının, homojen yük eğrilerine ve yaklaşık olarak aynı tüketicilere sahip olacak şekilde inşa edilmesi önerilir. voltaj kalite gereksinimleri.