การออกแบบและการดำเนินการของหม้อแปลงพิเศษพร้อมระบบปรับความจุอัตโนมัติ

1. บทนำ

พลังงานเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการดำเนินงานและการพัฒนาของสังคม เพื่อตอบสนองนโยบายการประหยัดพลังงานและการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกของประเทศ การปรับปรุงการใช้ทรัพยากรซึ่งสำคัญสำหรับธุรกิจพลังงานไฟฟ้าเป็นสิ่งที่จำเป็น การปรับปรุงระบบสายส่งในชนบทหลายขั้นตอนช่วยผลักดันการพัฒนาหม้อแปลงจำหน่าย แม้ว่าหม้อแปลงจะมีประสิทธิภาพสูง แต่ยังคงมีความสูญเสียรวมอย่างมากเนื่องจากปัญหาเกี่ยวกับกำลังและวิธีการใช้งาน 70% ของความสูญเสียในระบบสายส่งแรงดันกลางและต่ำมาจากหม้อแปลงจำหน่าย ระบบสายส่งในชนบทมีภาระโหลดที่มีความเข้มข้นและได้รับผลกระทบจากฤดูกาล มีความแตกต่างระหว่างช่วงเวลาสูงสุดและต่ำสุดที่ทำให้ค่าเฉลี่ยของการโหลดของหม้อแปลงลดลง การใช้หม้อแปลงปรับกำลังในพื้นที่เหล่านี้ช่วยให้กำลังตรงกับโหลด ทำให้การดำเนินงานทางเศรษฐกิจและความปลอดภัยเพิ่มขึ้น ลดการโหลดเกินและการสิ้นเปลืองพลังงาน การออกแบบหม้อแปลงพิเศษที่สามารถปรับกำลังโดยอัตโนมัติมีการสร้างสรรค์ทางเทคนิคและมีคุณค่าทั้งในทางปฏิบัติและทฤษฎี

2. กลไกการสร้างความสูญเสียของหม้อแปลง

หม้อแปลงเป็นส่วนสำคัญในการกระจายพลังงานและปรับแรงดัน/กระแสในระบบจำหน่าย ประสบความสูญเสียพลังงานขนาดใหญ่ในการทำงานปกติ ประกอบด้วยความสูญเสียจากการป้อนไฟ (โหลด) และไม่มีโหลด

ความสูญเสียจากการป้อนไฟ (โหลด) เกิดขึ้นเมื่อมีกระแสตามกำหนดไหลผ่านขดลวดภายใต้โหลด ตรวจพบโดยการทดสอบป้อนไฟ (ใช้แรงดันต่ำที่ขั้วหลัก วัดกระแสตามกำหนดที่ขั้วลำเลียง โดยไม่สนใจความสูญเสียในแกน) ซึ่งประมาณค่าความสูญเสียทองแดง ความสูญเสียนี้เพิ่มขึ้นตามโหลด จำกัดโดยสัมประสิทธิ์โหลดและค่าความสูญเสียจากการป้อนไฟตามกำหนด

3. การออกแบบและการดำเนินการของหม้อแปลงพิเศษที่สามารถปรับกำลังโดยอัตโนมัติ
3.1 โครงสร้างของหม้อแปลงปรับกำลัง

หม้อแปลงจำหน่ายที่ใช้การเปลี่ยนขั้ว D - Y ใช้วิธีการขดลวดที่ต่างกันสำหรับการทำงานที่กำลังมากและน้อย: รูปสามเหลี่ยม (D) สำหรับกำลังมาก และรูปดาว (Y) สำหรับกำลังน้อย (เรียกว่าการแปลงดาว-สามเหลี่ยม) ขดลวดแรงดันต่ำรวมถึงสาย 27% - รอบและ 73% - รอบ ซึ่งมีพื้นที่หน้าตัดประมาณครึ่งหนึ่งของสายแรก

3.2 การปรับกำลังโดยอัตโนมัติ

หม้อแปลงปรับกำลังโดยอัตโนมัติที่โหลดขึ้นอยู่กับโมดูลควบคุมอัตโนมัติ: การรวบรวมข้อมูล การเก็บข้อมูล หม้อแปลง การสื่อสารระหว่างมนุษย์และเครื่อง แหล่งจ่ายไฟ และวงจร I/O หม้อแปลงแรงดัน/กระแสรวบรวมสัญญาณ วงจรแอนะล็อกที่มีไมโครโปรเซสเซอร์ประมวลผลข้อมูล ข้อมูลที่ประมวลผลแล้วเก็บไว้ในหน่วยความจำสำหรับอินเทอร์เฟซภายนอกหรือการแลกเปลี่ยนในอนาคต รูปที่ 1 แสดงองค์ประกอบของระบบควบคุมอัตโนมัติ

3.3 กระบวนการควบคุมของระบบควบคุมอัตโนมัติ

กระแสแอนะล็อกของหม้อแปลงปรับกำลังและแรงดันที่ขั้วลำเลียงถูกรวบรวมโดยตัวควบคุมปรับกำลังที่โหลด ร่วมกับสถานะสวิตช์ปรับกำลัง สามารถทำการตัดสินใจเชิงตัวเลขตามลักษณะการทำงานและพารามิเตอร์การทำงานของวัตถุที่ควบคุม จากนั้น จะตรวจสอบว่าเงื่อนไขในการดำเนินงานได้รับการตอบสนองหรือไม่ตามสภาพการควบคุมที่แท้จริง

หากเงื่อนไขได้รับการตอบสนองและจำเป็นต้องปรับกำลังของหม้อแปลงจำหน่าย โปรแกรมจะเปลี่ยนไปยังโมดูลงานสำหรับการปรับกำลังหม้อแปลง เมื่อเสร็จสิ้นงานปรับกำลัง จะเข้าสู่โมดูลฟังก์ชันเสริมอื่น ๆ หากเงื่อนไขในการดำเนินงานไม่ได้รับการตอบสนอง หรือไม่มีความจำเป็นที่จะปรับกำลังหม้อแปลงในทันที โปรแกรมจะเข้าสู่โมดูลฟังก์ชันเสริมอื่น ๆ รูปที่ 2 แสดงแผนผังการไหลของระบบควบคุมอัตโนมัติ

3.4 โครงสร้างฮาร์ดแวร์ของระบบควบคุมอัตโนมัติที่ปรับกำลังที่โหลด

โครงสร้างฮาร์ดแวร์ของระบบควบคุมอัตโนมัติที่ปรับกำลังที่โหลดประกอบด้วยหน่วยรวบรวมสัญญาณ หน่วยสื่อสารข้อมูล หน่วยป้อนข้อมูล หน่วยส่งออก ระบบแผงควบคุม วงจรคริสตัลออสซิลเลเตอร์ และวงจรนาฬิกา

ระบบควบคุมอัตโนมัติที่ปรับกำลังที่โหลดมีความสามารถในการต้านทานสัญญาณรบกวนและเชื่อถือได้ในระดับสูงเนื่องจากเลือกชิประดับอุตสาหกรรมสำหรับส่วนประกอบทั้งหมด นอกจากนี้ ยังคำนึงถึงความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้าของส่วนประกอบและวงจรในการออกแบบวงจร ทำให้ระบบควบคุมอัตโนมัติที่ปรับกำลังที่โหลดมีความเชื่อถือได้ในการทำงานและมีความปลอดภัยทางไฟฟ้าในระดับสูง และสามารถตอบสนองความต้องการในการใช้งานแม้ในสภาพแวดล้อมไฟฟ้าที่รุนแรง

4. สรุป

ในระบบจำหน่าย พลังงานที่สูญเสียจากการใช้หม้อแปลงจำหน่ายจำนวนมากทำให้สัดส่วนของความสูญเสียรวมในระบบจำหน่ายสูง โหลดไฟฟ้าในชนบทถูกจำกัดโดยเงื่อนไขที่ไม่เอื้ออำนวย เช่น การเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาล ระยะเวลาการใช้งานประจำปีที่สั้น และการเกิดภาวะไม่มีโหลดหรือโหลดเบาอย่างบ่อยครั้ง ทำให้สถานการณ์ที่อัตราโหลดของหม้อแปลงอยู่ในช่วงการทำงานที่เหมาะสมนั้นหายาก

หม้อแปลงปรับกำลังสามารถปรับตามการเปลี่ยนแปลงของโหลดและสถานะของสวิตช์ปรับกำลัง โดยการเปลี่ยนวิธีการเชื่อมต่อขดลวดของหม้อแปลง ทำให้หม้อแปลงมีคุณสมบัติที่สามารถปรับกำลังได้ ดังนั้น การติดตั้งหม้อแปลงปรับกำลังอย่างเหมาะสมในพื้นที่ระบบสายส่งในชนบทที่มีโหลดสูงและมีการเปลี่ยนแปลงแรงดันบ่อยครั้ง จะมีผลต่อการประหยัดพลังงานและการควบคุมความสูญเสียในวงจรอย่างชัดเจน

ด้วยการพัฒนาและการก้าวหน้าของเทคโนโลยีการใช้ไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง ฟังก์ชันการปรับปรุงของหม้อแปลงปรับกำลังโดยอัตโนมัติที่โหลดก็กำลังสมบูรณ์ขึ้นเช่นกัน เชื่อว่าหม้อแปลงพิเศษที่สามารถปรับกำลังโดยอัตโนมัติจะทำให้เกิดการสร้างสรรค์ใหม่ในทิศทางของการประหยัดพลังงานและการลดความสูญเสียในระบบจำหน่ายในอนาคต