Thiết bị điều chỉnh điện áp trong mạng công nghiệp

Để chọn phương tiện điều chỉnh điện áp và vị trí của chúng trong hệ thống cung cấp điện, cần xác định các mức điện áp tại các điểm khác nhau của nó, có tính đến công suất truyền qua các phần riêng lẻ của nó, các thông số kỹ thuật của các phần này, đường chéo tiết diện của đường dây, công suất của máy biến áp, các loại lò phản ứng, v.v. các quy định không chỉ dựa trên các tiêu chí kỹ thuật mà còn dựa trên các tiêu chí kinh tế.

Các phương tiện kỹ thuật chính để điều chỉnh điện áp trong hệ thống cung cấp điện của các doanh nghiệp công nghiệp là:

• máy biến áp có thiết bị điều khiển tải (OLTC),

• máy biến áp tăng áp với điều chỉnh tải,

• tụ điện với kết nối dọc và ngang, động cơ đồng bộ với điều chỉnh tự động dòng điện kích thích,

• nguồn tĩnh của công suất phản kháng,

• máy phát điện địa phương được tìm thấy trong hầu hết các nhà máy công nghiệp lớn.

Trong bộ lễ phục.Hình 1 thể hiện sơ đồ điều chỉnh điện áp tập trung trong lưới điện phân phối của một xí nghiệp công nghiệp, được thực hiện bởi một máy biến áp có thiết bị tự động điều chỉnh điện áp dưới tải... Máy biến áp được lắp đặt tại trạm biến áp bậc thang chính (GPP) của doanh nghiệp. Máy biến áp với công tắc tải, được trang bị bộ điều chỉnh điện áp tải tự động (AVR).

Cơm. 1. Đề án điều hòa điện áp tập trung trong lưới điện phân phối của xí nghiệp công nghiệp

Điều chỉnh điện áp tập trung trong một số trường hợp hóa ra là không đủ. Do đó, đối với các máy thu điện nhạy cảm với độ lệch điện áp, chúng được lắp đặt trong máy biến áp tăng áp của mạng phân phối hoặc máy ổn áp riêng lẻ.

Máy biến áp làm việc của mạng phân phối, máy biến áp T1 — TZ (xem Hình 1), theo quy định, không có thiết bị điều chỉnh điện áp tải và được trang bị thiết bị điều khiển không kích từ, loại PBV, cho phép chuyển đổi các nhánh nguồn máy biến áp khi bị ngắt khỏi mạng. Các thiết bị này thường được sử dụng để điều chỉnh điện áp theo mùa.

Một yếu tố quan trọng giúp cải thiện chế độ điện áp trong mạng của một doanh nghiệp công nghiệp là thiết bị bù công suất phản kháng - acquy tụ điện có đấu nối ngang và nối dọc. Việc lắp đặt tụ điện mắc nối tiếp (UPC) giúp giảm điện trở cảm ứng và tổn thất điện áp trên đường dây.Đối với UPK, tỷ số giữa dung kháng của tụ điện xk với điện trở cảm của đường dây xl được gọi là phần trăm bù: C = (xc/chl) x 100 [%].

Các thiết bị UPC theo tham số, tùy thuộc vào cường độ và pha của dòng tải, điều chỉnh điện áp trong mạng. Trong thực tế, chỉ sử dụng bù một phần điện kháng đường dây (C < 100%).

Bù đầy đủ trong trường hợp tải thay đổi đột ngột và trong các chế độ khẩn cấp có thể gây ra đột biến. Về vấn đề này, ở các giá trị đáng kể của C, các thiết bị UPK phải được trang bị công tắc bỏ qua một phần pin.

Đối với các hệ thống cung cấp điện, các ĐCSTQ đang được phát triển với việc chuyển đổi một phần của các bộ phận pin bằng các công tắc thyristor, điều này sẽ mở rộng phạm vi của các ĐCSTQ trong hệ thống cung cấp điện của các doanh nghiệp công nghiệp.

Các tụ điện được kết nối song song với mạng đồng thời tạo ra x công suất phản kháng và điện áp khi chúng giảm tổn thất mạng. Công suất phản kháng được tạo ra bởi các loại pin tương tự — thiết bị bù bên, Qk = U22πfC. Do đó, công suất phản kháng do dãy tụ điện mắc chéo cung cấp phụ thuộc phần lớn vào điện áp trên các cực của nó.

Khi chọn công suất của tụ điện, cần đảm bảo độ lệch điện áp tương ứng với định mức ở giá trị tính toán của tải hoạt động, được xác định bằng chênh lệch tổn thất tuyến tính trước và sau khi bật tụ điện:

trong đó P1, Q2, P2, Q2 là công suất tác dụng và phản kháng truyền trên đường dây trước và sau khi lắp đặt tụ điện, rs, xc — điện trở mạng.

Xét tính bất biến của công suất tác dụng truyền trên đường dây (P1 = P2), ta có:

Hiệu ứng điều chỉnh của việc kết nối một tụ bù song song với mạng tỷ lệ thuận với xc, tức là mức tăng điện áp ở người dùng ở cuối đường dây lớn hơn so với ở đầu đường dây.

Phương tiện chính để điều chỉnh điện áp trong mạng phân phối của các doanh nghiệp công nghiệp là máy biến áp điều khiển bằng tải... Các vòi điều khiển của những máy biến áp đó được đặt trên cuộn dây cao áp. Công tắc thường được đặt trong một bể chung có mạch từ và được truyền động bằng động cơ điện. Bộ chấp hành được trang bị các công tắc giới hạn mở mạch điện để cung cấp cho động cơ khi công tắc đạt đến vị trí giới hạn.

Trong bộ lễ phục. 2, a hiển thị sơ đồ của công tắc đa cấp loại RNT-9, có tám vị trí và độ sâu điều chỉnh ± 10%. Việc chuyển đổi giữa các giai đoạn được thực hiện bằng cách điều động các giai đoạn liền kề với lò phản ứng.

Cơm. 2. Thiết bị chuyển mạch của máy biến áp: a — công tắc loại RNT, R — cuộn kháng, RO — bộ phận điều chỉnh của cuộn dây, PC — tiếp điểm chuyển động của công tắc, b — công tắc loại RNTA, TC — điện trở giới hạn dòng điện, Công tắc PGR để điều chỉnh thô, PTR — công tắc điều chỉnh tinh

Ngành công nghiệp bản địa cũng sản xuất các thiết bị chuyển mạch sê-ri RNTA có điện trở giới hạn dòng hoạt động với các bước điều chỉnh nhỏ hơn 1,5% mỗi bước. Thể hiện trong hình. 2b, công tắc RNTA có bảy bước tinh chỉnh (PTR) và một bước tinh chỉnh thô (PGR).

Hiện nay, ngành điện cũng sản xuất các công tắc tĩnh cho máy biến áp, giúp điều chỉnh điện áp tốc độ cao trong mạng công nghiệp.

Trong bộ lễ phục. Hình 3 cho thấy một trong những hệ thống ngắt kết nối máy biến áp được ngành điện làm chủ — công tắc "thông qua điện trở".

Hình vẽ cho thấy khu vực điều khiển của máy biến áp, có tám vòi được kết nối với đầu ra của nó bằng các nhóm lưỡng cực VS1-VS8. Ngoài các nhóm này, còn có một nhóm chuyển mạch thyristor lưỡng cực mắc nối tiếp với bộ giới hạn dòng điện R.

Cơm. 3. Công tắc tĩnh với bộ giới hạn dòng điện

Nguyên lý hoạt động của công tắc như sau: khi chuyển từ vòi này sang vòi khác, để tránh ngắn mạch hoặc hở mạch, nhóm lưỡng cực đầu ra được dập tắt hoàn toàn bằng cách chuyển dòng điện sang vòi bằng điện trở , sau đó dòng điện được chuyển đến vòi cần thiết. Ví dụ: khi chuyển từ vòi VS3 sang VS4, chu trình sau sẽ xảy ra: VS bật.

Dòng điện ngắn mạch của phần được giới hạn bởi điện trở giới hạn dòng điện R, thyristor VS3 tắt, VS4 bật, thyristor VS tắt. Các giao hoán khác được thực hiện theo cách tương tự. Nhóm thyristor lưỡng cực VS10 và VS11 đảo ngược vùng quy định. Công tắc có khối thyristor tăng cường VS9, nhận ra vị trí 0 của bộ điều chỉnh.

Một tính năng của công tắc là sự hiện diện của bộ điều khiển tự động (ACU), thiết bị này đưa ra các lệnh điều khiển cho VS9 trong khoảng thời gian khi máy biến áp được bật ở chế độ chờ.BAU hoạt động trong một thời gian, nó đưa các nguồn cấp nguồn cho các nhóm thyristor VS1 — VS11 và VS vào chế độ, do chính máy biến áp đóng vai trò là nguồn cấp điện cho hệ thống điều khiển công tắc.