Uchafuzi wa kasi ya kati ya mawimbi ya kuingiza kwa kutumia kifaa cha kubadilisha nyumba

Vifaa vya Kutumia Kivu katika Mteremko wa Kimataifa

Zaidi ya miaka minne tangu hivi, vifaa vya kutumia kivu (CSDs) vilianzishwa kwanza kushughulikia mabadiliko ya kutumia kivu ulizopatikana wakati vifaa vya kutumia kivu vya kiwango cha juu vilikuwa vinavyunganishwa na reactors za shunt na mikundi ya capacitors. Maongezi yaliyofuata yalifanikiwa kuongeza matumizi yao kwenye mstari wa kutuma umeme na transformers. Mara ya kwanza, vifaa hivi vilipanga muda bora wa kutumia kivu kwa kila phase kwa kutumia vifaa vya kutumia kivu vya kutumia pole zote (IPO).

Hivi karibuni, maombi ya umeme duniani kote yameongezeka, kusababisha integretion ya chombo za umeme yenye kujifunza kwenye mitandao ya kimataifa ya mteremko wa kimataifa badala ya kutumia tu mitandao ya kutuma umeme ya kiwango cha juu (HV). Hii imehitaji kutafuta suluhisho la mabadiliko ya kilowatts kutokana na inrush current isiyotumika sahihi wakati transformer anapokuwa na umeme.

Vifaa vya kutumia kivu vya mteremko wa kimataifa mara nyingi hutumika pamoja na poles tatu, ambayo ni tofauti na kutumia pole zote kwa utaratibu katika matumizi ya HV. Hii ilihitaji maendeleo makubwa katika teknolojia ya CSD ili kusimamia vizuri inrush current za transformer kwa kutumia switches za kimataifa na kutumia pole zote pamoja. Leo, ubunifu huu unatumika sana si tu kwenye majengo ya umeme yenye kujifunza kama vile wind farms na solar plants, lakini pia kwenye viwanda na mitandao ya usafiri, ambako kusimamia inrush current ni muhimu kwa kutosha transformer kwa umeme wa mteremko wa kimataifa na HV.

Inrush Current katika Transformers wa Mteremko wa Kimataifa

Ukubwa wa inrush current wakati transformer anapokuwa na umeme unategemea sana flux wa mgongo wa transformer; kiwango cha juu cha flux unaweza kusababisha inrush current kubwa zaidi wakati transformer anapokuwa na umeme kwa kila uwezo. Matumizi sahihi ya njia za kutumia kivu ni muhimu kutoa msingi mzuri wa kazi na uhakika ya mtandao.

Kutumia njia za kutumia kivu zenye ubunifu, inaweza kupunguza au kuelekea kwenda inrush current. Njia hizi haitengeneza tu uhakika ya mfumo, bali zinazidi muda wa kutumia vifaa, kupunguza gharama za huduma, na kuboresha jinsi ya kutumia umeme kwa utaratibu katika mitandao ya mteremko wa kimataifa. Utumiaji wa teknolojia hizi unaonyesha mchakato muhimu wa kujaribu kusimamia mahitaji ya mitandao ya umeme yenye kujifunza ya leo.

Mhusiano kati ya Flux wa Mgongo na Inrush Current wa Transformer

Data ya jiji liliyopata wakati kutumia CSDs kwenye vifaa vya kutumia kivu na kutumia pole zote pamoja imeonyesha mhusiano kati ya flux wa mgongo na inrush current wa transformer. Kutumia CSDs huwasilisha upunguzo wa 3:1 kwa inrush current kulingana na kutumia kivu kwa kila uwezo, kusaidia kupunguza magumu yanayoweza kuwa.

Njia za Kupunguza Inrush Current kwa Kutumia Pole Zote Pamoja

Maoni haya yanakupa maelezo kuhusu kutumia kivu kwa kutosha kwa kutumia inrush current kwenye transformers:

Wakati phase R ya transformer ambaye imekuwa na umeme ukifanyika kwenye zero crossing ya voltage (kama linavyoonyeshwa kushoto katika Figure 1), hufanya core ya transformer kuanza kwa saturation, kuiweka flux ya ziada 2 per-unit (p.u.) kwenye core. Hali hii inaweza kusababisha inrush current kubwa kutokana na saturation ya core.

Lakini, wakati transformer anapokuwa na umeme kwenye positive voltage crest, quarter cycle ya mwanzo huo tu huiweka 1 p.u. ya flux kwenye core. Kama voltage inaanza kuchukua negative half-cycle, huanza kupunguza flux kwenye core. Tangu transformer hajafika saturation limit yake kwa hali hii, saturation ya core hainaonekana, kusaidia kupunguza inrush current.

Hali hii inawasilisha kwenye energization ya steady-state ya transformer, ambapo flux ya core inalalia voltage kwa masafa 90 degrees. Kwa kuchagua muda sahihi wa kutumia umeme ili kusambana na points sahihi katika waveform ya voltage, hatari ya inrush currents imepunguzwa, husaidia kusimamia transformer kwa utaratibu na ukosefu wa magumu.

Kwa ufupi, njia za kutumia kivu zinaumia muda sahihi ili kupunguza inrush currents kwa kutosha. Kwa kuevita saturation ya core kwa kutumia points sahihi katika voltage cycle, njia hizi hufanya transformer iwe rahisi na ukosefu wa magumu. Ubinadamu huu unaonyesha mchakato muhimu katika teknolojia ya vifaa vya kutumia kivu vya mteremko wa kimataifa, akitoa faida nyingi kwa majengo mapya na kujenga tena vifaa vilivyopo.

Hali hiyo inakuwa ngumu zaidi wakati kutumia switch ya 3-phase kwa kutumia pole zote pamoja. Kweli, kuchagua muda sahihi wa kutumia umeme ambao unapunguza inrush current kwenye moja phase inaweza kuwa na athari nzuri kwa phase zingine mbili. Hii inaonyeshwa kwenye Figure 2, ambapo kutumia inrush current kwa phase R ya transformer ambaye imekuwa na umeme (kushoto) inaweza kuwa na athari hasi kwa phase Y na B (kulia).

Kwa kuboresha muda wa kutumia umeme kwa moja phase ili kupunguza inrush current wake, masharti kwa phase zingine mbili zinaweza kusababisha inrush current kubwa zaidi, kusaidia kuelezea hitaji la mtaani katika mfumo wa phase zaidi.

Kama ilivyoelezwa hapo awali, pattern ya flux wa mgongo wa transformer ni matokeo ya de-energization yake ya mwishoni.

Wakati transformer anarudi kwenye umeme, dynamic flux ulioinduliwa na voltage iliyotumika inaongezwa au kutoa kutoka kwenye flux wa mgongo kutegemea na polarity ya voltage iliyotumika. Kulingana na principles za kutumia kivu kwa kutosha, muda bora wa kutumia umeme kwa phase ya transformer unafanyika wakati flux prospective iliyounduliwa inasambana na flux wa mgongo (Figure 3, kushoto). Kwa mfano, kwenye presence ya positive flux wa mgongo, kutumia negative voltage ingepunguza flux wa core hadi zero kwenye peak ya negative voltage na kisha ingeweza kufika steady-state operation ya transformer bila saturation ya core.

Kinyume (Figure 3, kulia), kutumia phase kwenye positive zero crossing ya voltage ingewaongeza 2 p.u. ya positive flux kwenye core juu ya existing 0.5 p.u. flux wa mgongo. Hii italeta transformer core kwenye saturation kubwa, kusababisha inrush current kubwa. Kwa hivyo, presence ya flux wa mgongo huongeza maximum inrush current wakati energization ya transformer haifanyike kwa kutosha.

Kuchagua muda sahihi wa kutumia umeme ili kusambana na flux induced na flux wa mgongo unaweza kusaidia kupunguza saturation ya core, kusaidia kupunguza inrush currents na kusimamia transformer kwa utaratibu. Ubinadamu huu haitengeneza tu uhakika ya mfumo, bali pia huanza muda wa kutumia vifaa na kupunguza gharama za huduma. Kuchagua muda sahihi wa kutumia umeme ni muhimu zaidi katika mfumo wa phase zaidi ili kubalance performance kwa phase zote, kusaidia kusimamia stability na efficiency ya grid.

Ubinadamu huu unahimiza kusikia effect ya flux wa mgongo wakati kujenga na kutumia teknolojia za kutumia kivu kwa transformers, kuleta power transmission networks zaidi za kutosha na za uhakika.

Wakati kuna flux wa mgongo katika core ya transformer, hali hiyo inakuwa ngumu zaidi kwenye circuit breaker wa gang-operated. Muda bora wa kutumia umeme lazima kusikia kutumia pole zote pamoja kulingana na magnitude na polarity ya flux wa mgongo. Lakini, kwa kila pattern inayoweza kuwa ya flux wa mgongo, kuna muda bora wa kutumia umeme unayohusisha saturation ya transformer chache (Figure 4).

Katika mfano huu, pattern ya flux wa mgongo ni 0, -0.5, na +0.5 p.u. kwenye phase R, Y, na B, kwa undani. Kutumia transformer kwenye 90° (crest ya voltage ya phase R) huwasilisha saturation chache kwa phase. Lakini, kutumia blue phase (tumaini phase B) kwenye positive zero crossing ya voltage (240°) ingeweza kusababisha inrush current chenye ubora, ambayo ingeweza kuwa 6.5 mara kubwa kuliko muda bora wa kutumia umeme uliyopatanishwa na Controlled Switching Device (CSD).

Hii hufafanulia hitaji wa kuchagua muda bora wa kutumia umeme kwa kila hali ya flux wa mgongo specific ili kupunguza saturation ya transformer na inrush currents. Kuchagua muda sahihi huchukua kusimamia transformer kwa utaratibu na kuboresha uhakika na efficiency ya power system.

Wakati kutumia umeme kwa transformer haisimamiwe, inrush current chenye ubora utapata phase kwenye flux wa mgongo chenye ubora. Controlled Switching Device (CSD) hupunguza inrush current kwa kutumia umeme kwa kuhesabu muda bora wa kutumia pole kulingana na pattern ya flux wa mgongo. Kwa hivyo, kwenye hali za flux wa mgongo chenye ubora, inrush current ingeweza kuondoka kabisa.

Figure 5 inaonyesha relative inrush current theoretical wakati kutumia umeme kulingana na flux wa mgongo chenye ubora wa phase tatu zilizomadhibika kwenye transformer (na saturation knee kwenye 1.2 p.u.). Peak inrush current ime normalized kwa maximum energization current ya core demagnetized. Wakati flux wa mgongo wa core ni chenye ubora (kwenye axis horizontal), CSD hupunguza inrush current kwa kupunguza transformer kutoka saturation (mbao chenye ubora wa mzingo wa blue line). Kinyume, kutumia transformer kwa muda wowote unaweza kusababisha transformer kufika saturation kamili (red line), kusababisha inrush current chenye ubora na dip ya voltage kwenye grid. Diagram hii inaonyesha effectiveness ya inrush current mitigation provided na CSD kulingana na random au uncontrolled energization.