Vaihtovirtajäähdyttimien periaatteet ja kokeellinen analyysi sähköverkoissa

I. Voiman järjestelmän jänniteohjainten periaatteen analyysi

Voiman järjestelmän jänniteohjaimen periaatteen analysoinnin ennen on analysoitava intohdytysregulaattori ja johtaa päätelmiin vertailun kautta. Käytännössä intohdytysregulaattori käyttää jännitteen poikkeamaa palautetta varten, pitäen siten generaattorin päätepisteen jännitteen standardirajissa. Tämäntyyppinen jänniteohjaaja, erityisesti verkon ongelmissa, vaatii suuren määrän reaktiivista voimaa parantaakseen verkon jännitteen vakautta ja varmistaakseen voiman laatu. Koska intohdytysregulaattorin tavoitteena on hallita generaattorin päätepisteen jännitettä, on vaikea taata verkon jännitteen vakaus.

Tässä tapauksessa jänniteohjaajaa tulisi parantaa. Aiheeseen liittyvät tutkimukset osoittavat, että järjestelmäjännitteen ottamalla huomioon, generaattorin päämuunnin ja intohdytysregulaattori hallitsevat yhdessä generaattorin päätepistettä, ja generaattorin lisämuunnin ohjataan korvausmenetelmällä lisäämällä generaattorin reaktiivista voimaa, mikä parantaa voiman järjestelmän vakautta. Voiman järjestelmän jänniteohjaajan periaate on hallita generaattoria ottamalla huomioon vastaava jännite yhdessä intohdytysjännitteen kanssa. Kun vaihtovirtagenaattorin nopeus kasvaa, voiman järjestelmän jänniteohjaaja vähentää intohdytysvirran ja magnetivirtauksen jännitteen vakauttamiseksi, varmistamalla näin sähköverkon turvallisen ja vakauden toiminnan.

Käytännössä jänniteohjaaja koostuu komponenteista, kuten korkeajännitebussi, generaattorin päätepisteen jännitteen asetusarvo, vahvistustekijä, vaihekorjaus, ulostulojen rajoitus ja päälle/pois-ohjaus. Jänniteohjaajan käynnistäminen tai sammuttaminen ei vaikuta merkittävästi ohjaimeen tai generaattorin voimaan. Vastaavissa olosuhteissa voiman järjestelmän jänniteohjaaja voi vähentää päämuunnin vastusta ja reaktanssia tietyssä määrin toiminnassa; vähennyksen määrä vaihtelee generaattorin päätepisteen jännitteen asetusarvon suhteen, mutta kokonaisuudessaan sillä on vähän vaikutusta laskevuuskertoimeen ja tehon laskevuuskertoimeen.

Kuitenkin, jotta voidaan estää reaktiivisen voiman kilpailu, kun kahden generaattorin voiman järjestelmän jänniteohjaaja kytketään pois, loppupisteen paralleeliset generaattorit on asetettava korjatun laskevuuskertoimen perusteella, samalla kiinnittäen huomiota päämuunnin reaktanssiin ja vastustukseen. Kun voiman järjestelmän jänniteohjaajan päämuunnin reaktanssi ja vastus vähenevät, loppupisteen päämuunnin reaktanssi ja vastus ovat yleensä nollia. Jos yksikkö toimii laskevuuskertoimen perusteella, on pyrittävä lisäämään voiman järjestelmän vakausarvoa ja intohdytysjärjestelmän tukea verkkojännitelle. Tällä tavoin varmistaa voiman järjestelmän vakaus on kuitenkin edelleen haastavaa.

II. Voiman järjestelmän jänniteohjaajan kokeiden analyysi

Voiman järjestelmän jänniteohjaajan todellisessa toiminnassa, erityisesti kun yksittäinen yksikkö on kytketty äärettömään bussijärjestelmään kaksipaikkaiseen linjaan, piirissä on mahdollista, että tapahtuu lyhyys. Kun lyhyys tapahtuu, loppujännite ja sähkömagneettinen voima alenevat. Yhdistettynä siihen, että primäärimoottorin voima ei ole säädetty, roottori pyrkii kiihtymään, ja reaktiivinen voima saattaa jopa katoa, heikentäen voiman järjestelmän jännitteen vakautta.

Perinteiset intohdytysjärjestelmät eivät pysty hallitsemaan jännitettä tehokkaasti. Toisaalta, loppujännitteen korkean puolen ohjaus, joka on tiiviisti yhteydessä korkeajännitebussiin ja järjestelmään, aiheuttaa nopean jännitteen pudotuksen ongelman alkuvaiheessa, tekemässä sen reaktion herkkäksi. Lyhyysongelman jälkeen generaattorin loppujännite ja päämuunnin korkean puolen jännite nousevat nopeammin kuin intohdytysregulaattorilla, vakauttaen jännitteen lyhyessä ajassa ja varmistamalla jännitebussin vakauden.

Voiman järjestelmän jänniteohjaajan toimivan paremmin, sen järjestelmän tulisi lasketa vastaavasti. Laskennassa analysoidaan intohdytyskontrollitavan vaikutusta kriittiseen poistoajaksi yksinkertaisissa järjestelmissä ja todellisissa järjestelmissä. Yksikkö-ääretön bussijärjestelmän laskennassa täytyy selventää äärettömän bussirakenteen, generaattorin dynaamisen mallin, muunnin impedanssin ja kaksipaikkaisen muunnin voiman järjestelmän jänniteohjaajan impedanssi (Principles and Experimental Analysis, Zheng Changquan, Guangzhou Baiyun Electric Equipment Co., Ltd.). Tämän pohjalta analisoitiin voiman järjestelmän lyhyysongelma, ja simulointilaskennan kautta saatiin vastaavat tulokset. Tulokset osoittavat, että intohdytysregulaattori ja voiman järjestelmän jänniteohjaaja eivät ole paljon yhteydessä kriittiseen poistoajaan.

Todellisen järjestelmän laskennassa voidaan käyttää tietyssä sähköverkossa verkon rakennetta laskennaverkona, ja analysoida vastaavasti tietyssä voimalassa toimivaa generaattoria. Tämän pohjalta analysoidaan voiman järjestelmän lyhyysongelma. Tulokset osoittavat, että kun kriittinen poisto-aika on standardiarvossa, voiman järjestelmän jänniteohjaaja ei vastaa tehokkaasti ongelman aikana.

Voiman järjestelmän jänniteohjaajan paremman analysoinnin tueksi yksittäinen yksikkö voidaan kytkää suoraan verkkojärjestelmään yhdellä linjalla, suljettaessa generaattorin päämuunnin korkean puolen kytkentää (varmistetaan, että linjakytkentä on avoinna), valitaan eri vahvistustekijät tämän konfiguraation perusteella, ja analysoidaan intohdytyskontrollijärjestelmää käyttäen generaattorin tyhjän latauksen jännitteen askelvastepalautteen simulointilaskennan menetelmää. Tulokset osoittavat, että jos vahvistustekijä on liian suuri, voiman järjestelmässä ilmenee tyhjän latauksen vakausongelmat. Tämän ongelman parempaa ratkaisua varten on suositeltavaa käyttää korkeajännitebussin ohjaustoimintoa tyhjän latauksen testissä.

Voiman järjestelmän jänniteohjaajaa voidaan myös analysoida samassa bussissa. Kokeellisessa analyysissa painopiste on ratkaistavana rinnakkaisgeneraattoreiden välisen reaktiivisen voiman jakoperiaate. Käytännössä samaan voiman järjestelmän jännitteeseen on sovittu sama positiivinen laskevuus. Voimalan todellisessa toiminnassa simulointilaskennan avulla yhdistettiin alkuperäinen intohdytysregulaattori voiman järjestelmän jänniteohjaajaan, ja ne yhdessä hoitivat voiman järjestelmän reaktiivisen voiman puutteen. Tulokset osoittavat, että yksikön toiminnassa ei ollut voiman kilpailua, ja reaktiivisen voiman jako oli suhteellisen järkevä.

III. Johtopäätös

Tietotekniikan jatkuvan kehityksen myötä dynaamiset sähkölaadun ongelmat ovat tulleet keskeisiksi kysymyksiksi sähköverkkojen turvallisen ja järjestäytyneen toiminnan kannalta. Ainoastaan alkuperäisen itsellejännitteen säätimen avulla ei pystytä saavuttamaan turvallista ja järjestäytyynyttä verkoston toimintaa. Tällaisessa tilanteessa tarvitaan kompensaattilaitteita, jotka voivat ratkaista jänniteongelmia. Sähköjärjestelmän jännitesäädintä ja itsellejännitteen säätimet yhdistämällä voidaan tyydyttää käytännön tarpeet tietyssä määrin. Kuitenkin sähköjärjestelmän jännitesäätimen paremman soveltamisen sähköverkossa tarvitaan sen periaatteen ja testitulosten analysointia.

Kun aika edistyy, uusia ongelmia ilmenee sähköverkossa. Näiden ongelmien tehokkaaksi ratkaisemiseksi tarvitaan sähköjärjestelmän jännitesäätimen periaatteen syvempi analyysi.