Dispositivi di regolazione della tensione nelle reti industriali

Per scegliere i mezzi di regolazione della tensione e la loro collocazione nel sistema di alimentazione, è necessario individuare i livelli di tensione nei suoi vari punti, tenendo conto delle potenze trasmesse attraverso le sue singole sezioni, dei parametri tecnici di queste sezioni, della trasversalità sezione delle linee, la potenza dei trasformatori, i tipi di reattori, ecc. i regolamenti sono basati non solo su criteri tecnici ma anche economici.

I principali mezzi tecnici di regolazione della tensione nei sistemi di alimentazione delle imprese industriali sono:

• trasformatori di potenza con dispositivi di controllo del carico (OLTC),

• trasformatori elevatori con regolazione del carico,

• batterie di condensatori con collegamento longitudinale e trasversale, motori sincroni con regolazione automatica della corrente di eccitazione,

• sorgenti statiche di potenza reattiva,

• generatori di centrali elettriche locali che si trovano nella maggior parte dei grandi impianti industriali.

Nella fig.1 mostra uno schema di regolazione centralizzata della tensione nella rete di distribuzione di un'impresa industriale, viene eseguito da un trasformatore con un dispositivo di regolazione automatica della tensione sotto carico... Il trasformatore è installato nella sottostazione principale step-down (GPP) di l'impresa. Trasformatori con interruttori di carico, sono dotati di unità di regolazione automatica della tensione di carico (AVR).

Riso. 1. Schema per la regolazione centralizzata della tensione nella rete di distribuzione di un'impresa industriale

La regolazione centralizzata della tensione in alcuni casi risulta insufficiente. Pertanto, per i ricevitori elettrici sensibili alle deviazioni di tensione, vengono installati nella rete di distribuzione trasformatori elevatori o stabilizzatori di tensione individuali.

I trasformatori funzionanti delle reti di distribuzione, i trasformatori T1 - TZ (vedi Fig. 1), di norma, non dispongono di dispositivi per la regolazione della tensione di carico e sono dotati di dispositivi di controllo senza eccitazione, tipo PBV, che consentono di commutare i rami della potenza trasformatore quando è disconnesso dalla rete. Questi dispositivi sono generalmente utilizzati per la regolazione stagionale della tensione.

Un elemento importante che migliora il regime di tensione nella rete di un'impresa industriale è dispositivi di compensazione della potenza reattiva — batterie di condensatori con collegamento trasversale e longitudinale. L'installazione di condensatori collegati in serie (UPC) consente di ridurre la resistenza induttiva e la perdita di tensione nella linea.Per UPK, il rapporto tra la resistenza capacitiva dei condensatori xk e la resistenza induttiva della linea xl è chiamato percentuale di compensazione: C = (xc / chl) x 100 [%].

I dispositivi UPC parametricamente, a seconda dell'entità e della fase della corrente di carico, regolano la tensione nella rete. In pratica si ricorre solo alla compensazione parziale della reattanza di linea (C < 100%).

La piena compensazione in caso di improvvise variazioni di carico e in modalità di emergenza può causare sovratensioni. A questo proposito, a valori significativi di C, i dispositivi UPK devono essere dotati di interruttori che bypassano parte delle batterie.

Per i sistemi di alimentazione, i CCP sono in fase di sviluppo con lo smistamento di parte delle sezioni della batteria con interruttori a tiristori, che amplieranno l'ambito dei CCP nei sistemi di alimentazione delle imprese industriali.

I condensatori collegati in parallelo alla rete generano contemporaneamente x potenza reattiva e tensione in quanto riducono le perdite di rete. Potenza reattiva generata da batterie simili — dispositivi di compensazione laterale, Qk = U22πfC. Pertanto, la potenza reattiva fornita dal banco di condensatori interconnessi dipende in gran parte dalla tensione ai suoi terminali.

Quando si sceglie la potenza dei condensatori, si basa sulla necessità di garantire una deviazione di tensione corrispondente alle norme al valore calcolato del carico attivo, che è determinato dalla differenza delle perdite lineari prima e dopo l'accensione dei condensatori:

dove P1, Q2, P2, Q2 sono potenze attive e reattive trasmesse sulla linea prima e dopo l'installazione di condensatori, rs, xc - resistenza di rete.

Considerando l'invarianza della potenza attiva trasmessa lungo la linea (P1 = P2), si ha:

L'effetto di regolazione del collegamento di una batteria di condensatori in parallelo alla rete è proporzionale a xc, ovvero l'aumento di tensione nell'utenza alla fine della linea è maggiore rispetto al suo inizio.

I principali mezzi di regolazione della tensione nelle reti di distribuzione delle imprese industriali sono trasformatori controllati dal carico... Le prese di controllo di tali trasformatori si trovano sull'avvolgimento ad alta tensione. L'interruttore è solitamente collocato in un comune serbatoio con circuito magnetico e azionato da un motore elettrico. L'attuatore è dotato di interruttori di finecorsa che aprono il circuito elettrico per alimentare il motore quando l'interruttore raggiunge la posizione di finecorsa.

Nella fig. 2, a mostra lo schema di un interruttore multilivello del tipo RNT-9, che ha otto posizioni e una profondità di regolazione di ± 10%. La transizione tra gli stadi si ottiene manovrando gli stadi adiacenti al reattore.

Riso. 2. Dispositivi di commutazione dei trasformatori di potenza: a - interruttore del tipo RNT, R - reattore, RO - parte di regolazione dell'avvolgimento, PC - contatti mobili dell'interruttore, b - interruttore del tipo RNTA, TC - resistenza di limitazione della corrente, Interruttore PGR per regolazione grossolana, PTR - interruttore di regolazione fine

L'industria nativa produce anche interruttori della serie RNTA con resistenza di limitazione della corrente attiva con passi di regolazione più piccoli dell'1,5% ciascuno. Mostrato in fig. 2b, l'interruttore RNTA ha sette passi di sintonia fine (PTR) e un passo di sintonia grossolana (PGR).

Attualmente, l'industria elettrica produce anche commutatori statici per trasformatori di potenza, consentendo la regolazione della tensione ad alta velocità nelle reti industriali.

Nella fig. 3 mostra uno dei sistemi di disconnessione dei trasformatori di potenza utilizzati dall'industria elettrica: un interruttore "attraverso la resistenza".

La figura mostra la zona di controllo del trasformatore, che ha otto prese collegate al suo terminale di uscita tramite gruppi bipolari VS1-VS8. Oltre a questi gruppi, è presente un gruppo di commutazione a tiristori bipolari collegato in serie al limitatore di corrente R.

Riso. 3. Interruttore statico con limitatore di corrente

Il principio di funzionamento dell'interruttore è il seguente: quando si passa da presa a presa, per evitare un cortocircuito della sezione o un circuito aperto, il gruppo bipolare di uscita viene completamente spento trasferendo la corrente alla presa con un resistore , quindi la corrente viene trasferita al rubinetto richiesto. Ad esempio, quando si passa dal rubinetto VS3 a VS4, si verifica il seguente ciclo: VS si accende.

La corrente di cortocircuito della sezione è limitata dal resistore limitatore di corrente R, i tiristori VS3 sono spenti, VS4 è acceso, i tiristori VS sono spenti. Altre commutazioni vengono eseguite allo stesso modo. I gruppi di tiristori bipolari VS10 e VS11 invertono la zona di regolazione. L'interruttore ha un blocco a tiristori rinforzato VS9, che realizza la posizione zero del regolatore.

Una caratteristica dell'interruttore è la presenza di un'unità di controllo automatico (ACU), che invia comandi di controllo a VS9 nell'intervallo in cui il trasformatore viene acceso al minimo.BAU funziona per un po 'di tempo, ci vogliono le sorgenti che alimentano i gruppi di tiristori VS1 - VS11 e VS per entrare in modalità, poiché il trasformatore stesso funge da alimentatore per il sistema di controllo dell'interruttore.