Орта басқару арқылы түндік ағынды азайту арқылы орта басым трансформаторындағы жедел кірістіру ағынын басқару

Орта басындағы бақылау шартындағы жүйелердің ауытқулықты өзгерткіштері

Үш науқастан бұрын, Controlled Switching Devices (CSDs) алғаш рет жоғары напруга коммутаторларымен байланыстырылған параллель реакторлар мен конденсаторлық банкалар туралы ауытқулықтарды азайту үшін енгізілген. Кейінгі зерттеулер оларды электр энергиясын өткізу сызықтарына және күш трансформаторларына қолдануды кеңейтті. Бастапқыда, бұл құрылғылар негізгі өзара жұмыс істеуге мүмкіндік беретін коммутаторлар (IPO) арқылы фаза сайын оптимизацияланған.

Соңғы уақытта, дүние жүзіндегі энергия талаптарының өсуі орта напруга тарату желілеріне жаңартылу энергия басқарылымдарын интеграциялауға ықпал етті, жоғары напруга (HV) өткізу системаларына тәуелді болуға көптеген. Бұл өзгеріс трансформаторларды энергияландыру кезінде басқарылмаған токтардың пайда болуынан туындайды.

Орта напругадағы коммутаторлар көбінесе үш полюстарын бірдей уақытта жұмыс істейді, бұл ЖН-дағы өзара жұмыс істеуімен салыстырмалы. Бұл CSD технологиясында маңызды өнімдерге әкелді, стандартты коммутаторлар арқылы үш полюстарды бірдей уақытта жұмыс істеу арқылы трансформаторларды энергияландыру кезінде пайда болатын токтарды басқару үшін. Азықта, бұл инновация жаңартылу энергия басқарылымдары, мысалы, шамал жабдықтары және фотогальваникалық күн энергиясы құрылғыларында, деңгейлі өнеркәсіптік және транспорт желілерінде өзара жұмыс істеу токтарын басқаруды өнімдері үшін маңызды қызмет етеді.

Орта напруга трансформаторларындағы ток

Трансформаторды энергияландыру кезінде пайда болатын токтың өлшемі трансформатордың магниттік құбырдың ішіндегі қалдық магниттық потенциалына әсер етеді; жоғары қалдық магниттық потенциал деңгейлері рандомды энергияландыру кезінде жоғары токтарды пайда көрсетеді. Эффективті басқару стратегиялары өзінің қызмет етуінен тыңдатылған және түрлі өзгерістерді қолдамау үшін қажет.

Жаңартылған басқарылған коммутация әдістерін қолдану арқылы бұл токтарды азайту немесе жоюға болады. Бұл әдістер өзара жүйеліктілікті жақсартып, құрылғылардың өмір мезгілін ұзақтатып, техникалық қызмет көрсету заттарын азайтады және орта напруга тарату желілерінде жалпы өнімділікті жақсартады. Бұл технологияларды қолдану өзара жүйеліктілікті жақсарту үшін маңызды қадам болып табылады.

Қалдық магниттық потенциал мен трансформатор токтарының арасындағы байланыс

Коммутаторлар және бірдей уақытта жұмыс істеуі мүмкін болатын коммутаторларда CSD-лерді енгізу кезінде жиналған мәліметтер қалдық магниттық потенциал мен трансформатор токтарының арасындағы байланысты дәлелдейді. CSD-лерді қолдану токты рандомды энергияландыруға салыстырмалы 3:1 есе азайтады, бұл өзара жүйеліктілікті жақсартады.

Бірдей уақытта жұмыс істеуі мүмкін болатын коммутаторлар арқылы токты азайту әдістері

Төмендегі түсіндірме трансформаторлар үшін токты азайту үшін басқарылған коммутация ұғымын көрсетеді:

Егер демагнетиздік трансформатордың R фазасы напруганың нөлдік пересечениясында (Сурет 1-де сол жақта көрсетілгендей) энергияландырылса, трансформатордың құбырының магниттік потенциалына қосымша 2 условных единиц (у.е.) магниттық потенциал қосылады. Бұл жағдай трансформатордың құбырының магниттік потенциалына қосылатын қосымша 2 условных единиц (у.е.) магниттық потенциал қосылады, бұл токтарды пайда көрсетеді.

Бірақ, трансформаторды напруганың оң төбесінде энергияландыру кезінде, бұл бастапқы оң четверть циклі құбырға қосымша 1 у.е. магниттық потенциал қосады. Напруга кейін теріс жарты циклге өту кезінде, құбырдагы магниттық потенциал азайады. Трансформатор құбыры сондай-ақ сатыраққа жетпейді, бұл токтарды пайда болуын талдайды.

Бұл сценарий трансформатордың стабилизацияланған режимін көрсетеді, мұнда құбырдың магниттық потенциалы напругадан 90 градусқа қалып кетеді. Энергияландыру моментін напруганың волна формасының оптималь нүктелерімен дәл сәйкестендіру арқылы токтарды азайту ықпалы минималдауға болады, бұл трансформатордың жұмысын жақсартады.

Жалпысында, басқарылған коммутация әдістері дәл уақыттау арқылы токтарды азайтуға болады. Құбырдың магниттік потенциалын сатыраққа жетпейтін стратегиялық энергияландыру моменттері арқылы, бұл әдістер өзара жүйеліктілікті жақсартады, желідің стабилдігін қамтамасыз етеді және өзара жүйеліктілікті талдайды. Бұл подход орта напруга коммутаторлар технологиясында маңызды қадам болып табылады, жаңа жоспарлар және жүзеге асырылған системалардың жаңартулары үшін маңызды қызмет етеді.

Бірдей уақытта жұмыс істеуі мүмкін болатын үш фазалы коммутаторды пайдалану кезінде ситуация қиындыққа ұшырайды. Фактикалы, бір фазада токты азайту үшін таңдалған энергияландыру моменті басқа екеуіне қарама-каршы әсер етеді. Бұл Сурет 2-де көрсетілген, мұнда демагнетиздік трансформатордың R фазасында (сол жақ) токты азайту Y және B фазаларына (оң жақ) қарама-каршы әсер етеді.

Бір фазада токты азайту үшін энергияландыру моментін оптимизациялау басқа екеуіне қарама-каршы әсер етеді, бұл көптеген фазалы системаларда денсаулықтық подходты қажет етеді.

Мысалы, өзара жүйеліктілікті талдап, трансформатордың магниттік потенциалы өзінің өзінен өтуінен келеді.

Трансформаторды қайта энергияландыру кезінде, қойылған напруга арқылы индуцирленген динамикалық магниттық потенциал қалдық магниттық потенциалға қосылып же азайылады. Басқарылған коммутация принциптеріне қарай, трансформатордың фазасы үшін оптималь энергияландыру моменті индуцирленген магниттық потенциал қалдық магниттық потенциалға тең болғанда (Сурет 3, сол жақ). Мысалы, оң қалдық магниттық потенциал бар жағдайда, теріс напруганы қолдану құбырдың магниттық потенциалын теріс напруганың төбесінде нөлге айналдыратып, трансформатордың стабилизацияланған режиміне жетеді.

Ал еңбек (Сурет 3, оң жақ), фазаны напруганың оң нөлдік пересечениясында энергияландыру құбырға қосымша 2 у.е. магниттық потенциал қосады. Бұл трансформатордың құбырын сатыраққа жеткізеді, бұл токтарды пайда көрсетеді. Сондықтан, қалдық магниттық потенциал бар жағдайда, трансформатордың энергияландыруын басқару үшін қажет.

Энергияландыру моментін индуцирленген магниттық потенциал қалдық магниттық потенциалға сәйкестендіру арқылы құбырдың сатыраққа жетуін басқаруға болады, бұл токтарды азайтады және трансформатордың жұмысын жақсартады. Бұл подход көптеген фазалы системаларда фазалардың арасында өзара жүйеліктілікті баланстап, желідің стабилдігі мен өнімділігін қамтамасыз етеді.

Бұл подход өзара жүйеліктілікті жақсарту үшін трансформаторлар үшін басқарылған коммутация технологияларын қолдану кезінде қалдық магниттық потенциалды ескеру маңызды деп көрсетеді.

Трансформатордың құбырында қалдық магниттық потенциал бар жағдайда, бірдей уақытта жұмыс істеуі мүмкін болатын коммутаторлар кезінде ситуация қиындыққа ұшырайды. Оптималь энергияландыру моменті үш фазаның қалдық магниттық потенциалының өлшемі мен полярлығына қарай қарастырылуы керек. Бірақ, әрбір мүмкін қалдық магниттық потенциал үлгісі үшін, трансформатордың сатырақтықты минималдауға қол жеткізетін оптималь энергияландыру моменті бар (Сурет 4).

Мысалы, қалдық магниттық потенциал үлгісі R, Y және B фазаларында сәйкес 0, -0.5 және +0.5 у.е. болады. Трансформаторды R фазасының напруганың төбесінде (90°) энергияландыру үш фазаның минималды сатырақтықты қол жеткізеді. Бірақ, B фазасын (көк фаза деп есептеледі) напруганың оң нөлдік пересечениясында (240°) қолдану халықаралық токты өзінің үш есе үлкен етеді, бұл CSD-лер арқылы есептелген оптималь коммутация моментінен 6.5 есе үлкен.

Бұл әрбір конкретті қалдық магниттық потенциал үлгісі үшін оптималь энергияландыру моментін дәл анықтау үшін қажетті деп көрсетеді, бұл трансформатордың сатырақтықты және токтарды минималдауға қол жеткізеді. Дәл уақыттау системаға қол жеткізеді, оның жұмысын жақсартады және өзара жүйеліктілікті және өнімділікті жақсартады.

Трансформатордың энергияландыруын басқармасаңыз, ең жоғары қалдық магниттық потенциал бар фазада ең жоғары ток пайда болады. CSD трансформатордың қалдық магниттық потенциал үлгісіне негізделген оптималь коммутация моментін есептеп, токты азайтады. Сонымен, айырмашылық қалдық магниттық потенциал шарттарында, токты толығымен жоюға болады.

Сурет 5 трансформаторда өлшенген үш қалдық магниттық потенциалдың ең жоғарысына байланысты энергияландыру кезінде теориялық өлшемін көрсетеді (сатырақтық колені 1.2 у.е.). Пиктегі ток демагнетиздік құбырдың максималды энергияландыру токына нормализацияланған. Құбырдың қалдық магниттық потенциалы жоғары (горизонталь ось) болғанда, CSD трансформатордың сатыраққа жетуін талдап, токты жоиды (көк сызықтың төменгі бөлігі). Ал егер трансформаторды рандомды моментте энергияландыру кезінде, трансформатордың сатыраққа жетуіне (қызыл сызық) әкеледі, бұл токтарды және желідегі напруга құбырларын пайда көрсетеді. Бұл диаграмма CSD-лердің рандомды немесе басқарылмаған энергияландыруға қатысты токтарды азайту үшін қолданылатын әдістердің эффективтілігін көрсетеді.