Πώς λειτουργούν ο πρωταρχικός διανομέας τροφοδοσίας, ο μετατροπέας κατανομής, τα πυρηνάκια και η υπηρεσία σε ακτινοειδή δίκτυα

Πρόληψη διακοπής υπηρεσίας

Όπως γνωστό, οι μετατροπείς διανομής μειώνουν την τάση διανομής ή πρωτεύουσας γραμμής στην εκμετάλλευση τάση. Συνδέονται με την πρωτεύουσα γραμμή, τις υπογραμμές και τις παρακαμπτήριες μέσω πρωτεύουσων φυσαλίδων ή φυσαλίδων-κόβη. Όταν συμβαίνει σφάλμα στον μετατροπέα ή σφάλμα χαμηλής αντίστασης στο δευτερεύον κύκλωμα, η πρωτεύουσα φυσαλίδα αποσυνδέει τον συνδεδεμένο μετατροπέα διανομής από την πρωτεύουσα γραμμή. Οι ανακλειστές δεν εξετάζονται σε αυτό το άρθρο.

Η παραμύθιαση της πρωτεύουσας φυσαλίδας προλαμβάνει διακοπή υπηρεσίας σε άλλες φορτίες που εφοδιάζονται μέσω της γραμμής, αλλά διακόπτει την υπηρεσία σε όλους τους καταναλωτές που εφοδιάζονται μέσω του μετατροπέα τους.

Οι φυσαλίδες-κόβη (όπως φαίνεται στο Σχήμα 1, οι οποίες είναι συνήθως κλειστές) παρέχουν μια βολική μέθοδο για την αποσύνδεση μικρών μετατροπέων διανομής για εξέταση και συντήρηση.

Λόγω της διαφοράς στη μορφή της καμπύλης ροής-χρόνου της πρωτεύουσας φυσαλίδας και της καμπύλης ασφαλούς ροής-χρόνου του μετατροπέα διανομής, η ικανοποιητική προστασία υπερφόρτωσης για τον μετατροπέα διανομής δεν μπορεί να επιτευχθεί με πρωτεύουσα φυσαλίδα. Η μορφή αυτών των δύο καμπυλών είναι τέτοια ώστε, αν χρησιμοποιηθεί μια αρκετά μικρή φυσαλίδα για πλήρη προστασία υπερφόρτωσης του μετατροπέα, θα χαθεί μεγάλο μέρος της πολύτιμης ικανότητας υπερφόρτωσης του μετατροπέα, καθώς η φυσαλίδα θα παραμυθίσει και θα εμποδίσει τον μετατροπέα να χρησιμοποιήσει την ικανότητα υπερφόρτωσης του. Επιπλέον, μια τέτοια μικρή φυσαλίδα συχνά παραμυθίζεται ανάγκης λόγω των ξαφνικών ροών.

Οι μετατροπείς διανομής που συνδέονται με ανοιχτά καλώδια αέριας διανομής είναι συχνά υπόκειμαι σε σοβαρές διαταραχές από τον κεραυνό. Για να μειωθεί η κατάρρευση της μόνωσης και τα σφάλματα των μετατροπέων λόγω κεραυνού, συνήθως εγκαθίστανται προστατευτικά στοιχεία κατά του κεραυνού για αυτούς τους μετατροπείς.

Τα δευτερεύοντα σύνδεσμα ενός μετατροπέα διανομής είναι συνήθως στερεά συνδεδεμένα με δευτερεύοντα κύκλωμα. Ως φαίνεται στο Σχήμα 1, οι υπηρεσίες των καταναλωτών παίρνονται από αυτά τα κύκλωμα. Αυτή η σύνδεση υποδηλώνει ότι ο μετατροπέας δεν διαθέτει προστασία ενάντια σε υπερφόρτωση και σε σφάλματα υψηλής αντίστασης στα δευτερεύοντα κύκλωμά του. Πράγματι, λίγοι μετατροπείς διανομής βλάπτονται από υπερφόρτωση.

Αυτή η κατάσταση προέρχεται κυρίως από την εφαρμογή των μετατροπέων διανομής, όπου η ικανότητα υπερφόρτωσης τους χρησιμοποιείται σπάνια πλήρως.

Σχετικά με την προστασία, οι φυσαλίδες στα δευτερεύοντα σύνδεσμα των μετατροπέων διανομής είναι ελάχιστα πιο αποτελεσματικές από τις πρωτεύουσες φυσαλίδες στην πρόληψη της καύσης των μετατροπέων, για παρόμοιους λόγους. Η κατάλληλη προσέγγιση για την αποτελεσματική προστασία ενός μετατροπέα διανομής ενάντια σε υπερφόρτωση και σε σφάλματα υψηλής αντίστασης είναι η εγκατάσταση ενός ανακλειστήρα στα δευτερεύοντα σύνδεσμα του μετατροπέα. Σημαντικό είναι η καμπύλη τροποποίησης αυτού του ανακλειστήρα να συντονίζεται ακριβώς με την καμπύλη ασφαλούς ροής-χρόνου του μετατροπέα.

Τα σφάλματα στη σύνδεση υπηρεσίας του καταναλωτή, η οποία τρέχει από το δευτερεύον κύκλωμα στον κόβη υπηρεσίας, είναι εξαιρετικά σπάνια. Συνεπώς, η εγκατάσταση δευτερεύουσας φυσαλίδας στο σημείο που η σύνδεση υπηρεσίας συνδέεται με το δευτερεύον κύκλωμα δεν είναι οικονομικά βιώσιμη, εκτός από ειδικές περιπτώσεις όπως μεγάλες υπηρεσίες από υπόγεια δευτερεύοντα κύκλωμα.

Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, η επιτρεπτή πτώση τάσης, μετρημένη από το σημείο που ο πρώτος μετατροπέας διανομής συνδέεται με την πρωτεύουσα γραμμή μέχρι τον κόβη υπηρεσίας του τελευταίου καταναλωτή στη γραμμή, πρέπει να κατανέμεται οικονομικά μεταξύ της πρωτεύουσας γραμμής, του μετατροπέα διανομής, του δευτερεύοντος κύκλου και της σύνδεσης υπηρεσίας του καταναλωτή.

Παρόλο που αυτά τα στοιχεία είναι τυπικά για συστήματα αέριας διανομής που εφοδιάζουν κατοικιακές φορτίες, μπορούν να προσδοκηθούν σημαντικές διαφορές σε υπόγεια συστήματα. Τα υπόγεια συστήματα συχνά χρησιμοποιούν καλωδιακά κύκλωμα και μεγάλους μετατροπείς διανομής ή είναι σχεδιασμένα για την εφοδιασμό βιομηχανικών και εμπορικών φορτίων.

Μόλις καθοριστεί η συνολική επιτρεπτή πτώση τάσης για τον μετατροπέα διανομής και το δευτερεύον κύκλωμα, είναι σχετικά εύκολο να προσδιοριστεί η πιο οικονομική συνδυασμός των μεγεθών τους για οποιαδήποτε ομοιόμορφη πυκνότητα φορτίου και τύπο κατασκευής, δεδομένων συγκεκριμένων τιμών αγοράς.

Εάν ο μετατροπέας είναι υπερδιαστημένος, η δαπάνη του δευτερεύοντος κύκλου και η συνολική δαπάνη θα είναι υπερβολική. Αντίθετα, εάν ο μετατροπέας είναι υποδιαστημένος, η δαπάνη του μετατροπέα και η συνολική δαπάνη θα είναι πολύ υψηλή.

Παρόμοια με άλλα στοιχεία μέσα στο σύστημα διανομής, οι κυμαίνονται φορτίων και οι αυξήσεις πρέπει να λαμβάνονται υπόψη στο σχεδιασμό και το διαστηματοποίηση των μετατροπέων διανομής και των δευτερεύοντων κυκλώματων. Αυτά τα στοιχεία δεν εγκαθίστανται μόνο για να εξυπηρετήσουν τα υπάρχοντα φορτία στην εποχή της εγκατάστασης, αλλά πρέπει επίσης να λαμβάνουν υπόψη τις μελλοντικές ανάγκες φορτίων.

Ωστόσο, δεν είναι οικονομικά βιώσιμο να υπεραντικιπροσωπείται η ανάπτυξη.

Όταν ένας μετατροπέας διανομής είναι επικίνδυνα υπερφορτωμένος, αυτή η ενέργεια επίσης αλληλεπιδρά με το δευτερεύον κύκλωμα του υπερφορτωμένου μετατροπέα και βελτιώνει την συνολική ρύθμιση τάσης. Σε περιοχές με σχετικά ομοιόμορφα φορτία, μπορεί να χρειαστεί να εγκατασταθούν επιπλέον μετατροπείς στα δύο πλευρά του υπερφορτωμένου μετατροπέα σε μικρό χρονικό διάστημα. Αυτό είναι απαραίτητο για να διατηρηθούν αποδεκτά επίπεδα τάσης και να προληφθεί η υπερφόρτωση οποιασδήποτε μέρους του δευτερεύοντος κύκλου.

Ωστόσο, μια εναλλακτική προσέγγιση για να επιτευχθεί το ίδιο αποτέλεσμα είναι η εγκατάσταση ενός νέου μετατροπέα και η μετακίνηση του υπερφορτωμένου μετατροπέα ώστε να εφοδιάζει το μέσο τμήμα του συντομευμένου δευτερεύοντος κύκλου του.

Εάν ο μετατροπέας είναι υπερδιαστημένος, η δαπάνη του δευτερεύοντος κύκλου και η συνολική δαπάνη θα είναι υπερβολική. Αντίθετα, εάν ο μετατροπέας είναι υποδιαστημένος, η δαπάνη του μετατροπέα και η συνολική δαπάνη θα είναι πολύ υψηλή.