Spannungsregelgeräte in industriellen Netzwerken

Um Mittel zur Spannungsregulierung und deren Platzierung im Stromversorgungssystem auszuwählen, ist es notwendig, die Spannungspegel an den verschiedenen Punkten zu ermitteln und dabei die durch die einzelnen Abschnitte übertragenen Leistungen, die technischen Parameter dieser Abschnitte und den Querschnitt zu berücksichtigen Abschnitt der Leitungen, die Leistung der Transformatoren, die Typen der Drosseln usw. Regulierungen basieren nicht nur auf technischen, sondern auch auf wirtschaftlichen Kriterien.

Die wichtigsten technischen Mittel zur Spannungsregelung in Stromversorgungssystemen von Industrieunternehmen sind:

• Leistungstransformatoren mit Laststeuergeräten (OLTC),

• Aufwärtstransformatoren mit Lastregelung,

• Kondensatorbänke mit Längs- und Querverbindung, Synchronmotoren mit automatischer Regelung des Erregerstroms,

• statische Blindleistungsquellen,

• lokale Kraftwerksgeneratoren, die in den meisten großen Industrieanlagen zu finden sind.

In Abb.In Abb. 1 zeigt ein Diagramm der zentralen Spannungsregelung im Verteilungsnetz eines Industrieunternehmens. Sie erfolgt durch einen Transformator mit einer automatischen Spannungsregelungseinrichtung unter Last... Der Transformator ist in der Hauptabspannstation (GPP) von installiert das Unternehmen. Transformatoren mit Lastschalter, sind mit Einheiten zur automatischen Lastspannungsregelung (AVR) ausgestattet.

Reis. 1. Schema zur zentralen Spannungsregelung im Verteilungsnetz eines Industrieunternehmens

Eine zentrale Spannungsregelung erweist sich in manchen Fällen als unzureichend. Daher werden bei elektrischen Empfängern, die empfindlich auf Spannungsschwankungen reagieren, Aufwärtstransformatoren oder einzelne Spannungsstabilisatoren in das Verteilungsnetz eingebaut.

Arbeitstransformatoren von Verteilungsnetzen, Transformatoren T1 – TZ (siehe Abb. 1), verfügen in der Regel nicht über Vorrichtungen zur Regelung der Lastspannung und sind mit Steuergeräten ohne Erregung vom Typ PBV ausgestattet, die das Schalten der Leistungszweige ermöglichen Transformator, wenn er vom Netz getrennt wird. Diese Geräte werden im Allgemeinen zur saisonalen Spannungsregelung eingesetzt.

Ein wichtiges Element, das das Spannungsregime im Netz eines Industrieunternehmens verbessert, ist Blindleistungskompensationsgeräte — Kondensatorbatterien mit Quer- und Längsverbindung. Der Einbau von in Reihe geschalteten Kondensatoren (UPC) ermöglicht die Reduzierung des induktiven Widerstands und des Spannungsverlusts in der Leitung.Für UPK wird das Verhältnis des kapazitiven Widerstands der Kondensatoren xk zum induktiven Widerstand der Leitung xl als Kompensationsprozentsatz bezeichnet: C = (xc / chl) x 100 [%].

UPC-Geräte passen die Spannung im Netzwerk parametrisch an, abhängig von der Größe und Phase des Laststroms. In der Praxis wird nur auf eine teilweise Kompensation der Leitungsreaktanz (C < 100 %) zurückgegriffen.

Vollständige Kompensation bei plötzlichen Lastwechseln und im Notbetrieb kann zu Überspannungen führen. In diesem Zusammenhang müssen UPK-Geräte bei signifikanten C-Werten mit Schaltern ausgestattet sein, die einen Teil der Batterien umgehen.

Für Stromversorgungssysteme werden CCPs mit Überbrückung eines Teils der Batterieabschnitte durch Thyristorschalter entwickelt, was den Anwendungsbereich von CCPs in den Stromversorgungssystemen von Industrieunternehmen erweitern wird.

Parallel zum Netz geschaltete Kondensatoren erzeugen gleichzeitig x Blindleistung und Spannung, da sie Netzverluste reduzieren. Von ähnlichen Batterien erzeugte Blindleistung – seitliche Kompensationsgeräte, Qk = U22πfC. Daher hängt die von der Bank aus kreuzgeschalteten Kondensatoren gelieferte Blindleistung weitgehend von der Spannung an ihren Anschlüssen ab.

Bei der Auswahl der Leistung der Kondensatoren wird darauf geachtet, dass eine Spannungsabweichung gewährleistet ist, die den Normen beim berechneten Wert der Wirklast entspricht, der durch die Differenz der linearen Verluste vor und nach dem Einschalten der Kondensatoren bestimmt wird:

wobei P1, Q2, P2, Q2 die auf der Leitung vor und nach der Installation von Kondensatoren übertragenen Wirk- und Blindleistungen sind, rs, xc – Netzwerkwiderstand.

Unter Berücksichtigung der Invarianz der entlang der Leitung übertragenen Wirkleistung (P1 = P2) ergibt sich:

Die regulierende Wirkung der Parallelschaltung einer Kondensatorbank zum Netz ist proportional zu xc, d. h. der Spannungsanstieg im Verbraucher am Ende der Leitung ist größer als am Anfang.

Das wichtigste Mittel zur Spannungsregelung in den Verteilungsnetzen von Industrieunternehmen sind lastgesteuerte Transformatoren... Die Steuerabgriffe solcher Transformatoren befinden sich an der Oberspannungswicklung. Der Schalter ist üblicherweise in einem gemeinsamen Tank mit Magnetkreis untergebracht und wird von einem Elektromotor angetrieben. Der Stellantrieb ist mit Endschaltern ausgestattet, die den Stromkreis zur Versorgung des Motors öffnen, wenn der Schalter die Endposition erreicht.

In Abb. In Abb. 2, a zeigt ein Diagramm eines mehrstufigen Schalters vom Typ RNT-9, der acht Positionen und eine Einstelltiefe von ± 10 % aufweist. Der Übergang zwischen den Stufen wird durch Manövrieren benachbarter Stufen zum Reaktor erreicht.

Reis. 2. Schaltgeräte von Leistungstransformatoren: a – Schalter vom Typ RNT, R – Drossel, RO – Regelteil der Wicklung, PC – bewegliche Kontakte des Schalters, b – Schalter vom Typ RNTA, TC – Strombegrenzungswiderstand, PGR-Schalter für Grobeinstellung, PTR – Feinabstimmungsschalter

Die einheimische Industrie fertigt auch Schalter der RNTA-Serie mit aktivem Strombegrenzungswiderstand mit kleineren Einstellschritten von jeweils 1,5 %. In Abb. dargestellt. In 2b verfügt der RNTA-Schalter über sieben Feinabstimmungsstufen (PTR) und eine Grobabstimmungsstufe (PGR).

Derzeit produziert die Elektroindustrie auch statische Schalter für Leistungstransformatoren, die eine schnelle Spannungsregelung in Industrienetzen ermöglichen.

In Abb. 3 zeigt eines der von der Elektroindustrie beherrschten Leistungstransformator-Trennsysteme – einen „Durchgangswiderstand“-Schalter.

Die Abbildung zeigt den Steuerbereich des Transformators, an dessen Ausgangsklemme acht Abgriffe über bipolare Gruppen VS1-VS8 angeschlossen sind. Zusätzlich zu diesen Gruppen gibt es eine bipolare Thyristor-Schaltgruppe, die in Reihe mit dem Strombegrenzer R geschaltet ist.

Reis. 3. Statischer Schalter mit Strombegrenzer

Das Funktionsprinzip des Schalters ist wie folgt: Beim Umschalten von Anzapfung zu Anzapfung wird die bipolare Ausgangsgruppe vollständig gelöscht, indem der Strom mit einem Widerstand auf die Anzapfung übertragen wird, um einen Kurzschluss des Abschnitts oder einen offenen Stromkreis zu vermeiden , und dann wird der Strom an den gewünschten Wasserhahn weitergeleitet. Wenn Sie beispielsweise von Wasserhahn VS3 auf VS4 umschalten, erfolgt der folgende Zyklus: VS schaltet sich ein.

Der Kurzschlussstrom des Abschnitts wird durch den Strombegrenzungswiderstand R begrenzt, die Thyristoren VS3 sind ausgeschaltet, VS4 ist eingeschaltet, die Thyristoren VS sind ausgeschaltet. Andere Kommutierungen erfolgen auf die gleiche Weise. Bipolare Thyristorgruppen VS10 und VS11 kehren die Regelzone um. Der Schalter verfügt über einen verstärkten Thyristorblock VS9, der die Nullstellung des Reglers realisiert.

Ein Merkmal des Schalters ist das Vorhandensein einer automatischen Steuereinheit (ACU), die in dem Intervall, in dem der Transformator im Leerlauf eingeschaltet wird, Steuerbefehle an VS9 ausgibt.BAU funktioniert einige Zeit, es dauert, bis die Quellen, die die Thyristorgruppen VS1 – VS11 und VS versorgen, in den Modus wechseln, da der Transformator selbst als Stromversorgung für das Schaltersteuerungssystem dient.