Güç Sistemlerinde Gerilim Düzenleyicilerinin İlkeleri ve Deneysel Analizi

I. Güç Sistemi Gerilim Düzenleyicilerinin Prensibinin Analizi

Güç sistemi gerilim düzenleyicilerinin prensibini analiz etmeden önce, tahrik düzenleyicisini analiz etmek ve karşılaştırmalı olarak sonuçlar çekerken gerekli olduğunu belirtmekte fayda var. Uygulamada, tahrik düzenleyici ayarlama için gerilim sapmasını bir geri bildirim miktarı olarak kullanır, bu da jeneratör terminal geriliminin standart aralıkta kalmasını sağlar. Ancak, bu tür bir gerilim düzenleyici, özellikle şebeke hataları sırasında, şebeke gerilim istikrarını artırmak ve güç sistem kalitesini sağlamak için büyük miktarda reaktif güç gerektirir. Tahrik düzenleyicinin ana hedefi jeneratör terminal gerilimini kontrol etmek olduğundan, şebeke gerilim istikrarını sağlamak zordur.

Bu durumda, gerilim düzenleyicisi geliştirilmelidir. İlgili araştırmalar gösteriyor ki, sistem geriliminin tanıtılmasıyla, jeneratörün ana transformatörü ve tahrik düzenleyicisi jeneratör terminalini ortaklaşa kontrol eder ve jeneratör yükseltme transformatörü, jeneratörün reaktif gücünü artırırken kompensasyon yöntemine dayalı olarak kontrol edilir, bu da güç sisteminin istikrarını artırır. Güç sistemi gerilim düzenleyicisinin prensibi, tahrik gerilimi ile birlikte uygun gerilimi tanıtmak suretiyle jeneratörü kontrol etmektir. Alternatif akım jeneratörünün hızı arttığında, güç sistemi gerilim düzenleyicisi, gerilimi istikrarlaştırmak için tahrik akımını ve manyetik akıyı azaltarak, şebekenin güvenli ve istikrarlı çalışmasını sağlar.

Uygulamada, gerilim sistemi gerilim düzenleyicisi yüksek gerilimli otobüsü, jeneratör terminal gerilimi set noktası, amplifikasyon faktörü, faz kompansasyonu, çıkış sınırlaması ve açık/kapalı kontrol gibi bileşenlerden oluşur. Güç sistemi gerilim düzenleyicisinin açılıp kapanma anı, düzenleyici ve jeneratör gücü üzerinde çok az etkiye sahiptir. Eşdeğer koşullar altında, güç sistemi gerilim düzenleyicisi, çalışma sırasında ana transformatörün direnç ve reaktansını belirli bir dereceye kadar azaltabilir; azalma derecesi, jeneratör terminal gerilimi set noktasının oranına bağlı olarak değişir, ancak genel olarak, bu düşme katsayısı ve güç düşme katsayısına çok az etki eder.

Ancak, iki-jeneratörlü bir güç sisteminin gerilim düzenleyicisi aktif olarak kapatıldığında reaktif güç rekabetini önlemek için, terminal paralel jeneratörleri düzeltilmiş düşme oranı temelinde ayarlanması gerekir, aynı zamanda ana transformatörün reaktansı ve direncine dikkat edilmelidir. Güç sistemi gerilim düzenleyicisinin ana transformatörünün reaktansı ve direnci azaldığında, terminal ana transformatörünün reaktansı ve direnci genellikle sıfırdır. Birime düşme oranı temelinde işletilecekse, güç sisteminin istikrar değerini ve tahrik sisteminin şebeke gerilimine desteği artırmaya yönelik çaba sarf edilmelidir. Ancak, bu şekilde güç sistemi istikrarını sağlamak yine de belirli zorlukları taşır.

II. Güç Sistemi Gerilim Düzenleyicilerinin Deneysel Analizi

Güç sistemi gerilim düzenleyicisinin gerçek işlemi sırasında, özellikle tek bir birim çift hatlı bir hat üzerinden sonsuz otobus sistemine bağlandığında, devrede kısa devre meydana gelme olasılığı yüksektir. Kısa devre olduğunda, terminal gerilimi ve elektromanyetik güç azalır. Ayarlanmamış asıl motor gücü ile birlikte, rotor hızlanmaya eğilimlidir ve reaktif güç tamamen tükenmiş olabilir, bu da güç sisteminin gerilim istikrarını zedeler.

Geleneksel tahrik sistemleri gerilimi etkili bir şekilde kontrol edemez. Buna karşın, terminal geriliminin yüksek gerilimli tarafındaki kontrolü, yüksek gerilimli otobüsün ve sistemin yakın bağlantısı nedeniyle, hata başlangıcında hızlı bir gerilim düşüşüne neden olur, bu da tepkisini daha hassas hale getirir. Kısa devre hatası sonrasında, jeneratör terminal gerilimi ve ana transformatörün yüksek yan gerilimi, tahrik düzenleyiciden daha hızlı yükselir, bu da kısa sürede gerilimi istikrarlaştırır ve dolayısıyla gerilim otobüsünün istikrarını sağlar.

Güç sistemi gerilim düzenleyicisinin daha iyi işlev görmesi için, sistemine göre hesaplamalar yapılmalıdır. Hesaplama sırasında, basit sistemler ve gerçek sistemler temel alınarak tahrik kontrol modunun kritik temizleme süresine olan etkisi analiz edilir. Tek makine sonsuz otobus sisteminin hesaplanmasında, sonsuz otobus yapısı, jeneratör dinamik modeli, transformatör empedansı ve iki hatlı transformatör güç sistemi gerilim düzenleyicisinin (Prensipleri ve Deneysel Analiz, Zheng Changquan, Guangzhou Baiyun Elektrik Ekipmanları Co., Ltd.) empedansı belirlenmelidir. Bu temele dayanarak, güç sistemi kısa devresi analiz edilir ve simülasyon hesaplamaları yoluyla ilgili sonuçlar elde edilir. Sonuçlar, tahrik düzenleyici ve güç sistemi gerilim düzenleyicisi, kritik temizleme süresiyle çok az ilişkili olduğunu gösterir.

Gerçek sistemin hesaplanmasında, belirli bir elektrik dağıtım şirketinin şebeke yapısı hesaplama ağı olarak kullanılabilir ve belirli bir santralde çalışan jeneratör analiz edilebilir. Bu temele dayanarak, güç sistemi kısa devre hatası analiz edilir. Sonuçlar, kritik temizleme süresi standart değerde olduğunda, güç sistemi gerilim düzenleyicisi, hatada etkili bir şekilde tepki vermediğini gösterir.

Güç sistemi gerilim düzenleyicisini daha iyi analiz etmek için, tek bir birimi tek hat üzerinden doğrudan şebeke sistemine bağlayın, jeneratör ana transformatörünün yüksek yan anahtarı kapalı tutun (hat anahtarı açık olduğundan emin olun), bu yapılandırmaya dayalı olarak farklı amplifikasyon faktörleri seçin ve jeneratör boş yük gerilim adım tepki simülasyon hesaplama yöntemi kullanarak tahrik kontrol sistemini analiz edin. Sonuçlar, amplifikasyon faktörü çok büyük olduğunda, güç sistemi boş yük istikrarsızlığı sorunu yaşayacağını gösterir. Bu sorunu daha iyi çözmek için, boş yük testi sırasında yüksek gerilimli otobüs kontrol fonksiyonu yöntemi kullanılması tavsiye edilir.

Güç sistemi gerilim düzenleyicisi aynı otobus altında da analiz edilebilir. Deneysel analizde, paralel jeneratörler arasındaki reaktif güç dağıtım sorununa odaklanılmalıdır. Pratikte, aynı güç sistemi geriliminin aynı pozitif düşme ile ayarlanması gerekmektedir. Bir santraldeki gerçek işlemden, orijinal tahrik düzenleyici ile güç sistemi gerilim düzenleyicisinin birleştirilmesi için simülasyon hesaplamaları kullanılmıştır ve ikisi birlikte güç sisteminin reaktif güç eksikliğini ele almışlardır. Sonuçlar, birim operasyonu sırasında güç rekabeti yaşanmadığını ve reaktif güç dağılımının oldukça uygun olduğunu göstermiştir.

III. Sonuç

Bilgi teknolojisinin sürekli gelişmesiyle birlikte, dinamik güç kalitesi sorunları, elektrik şebekelerinin güvenli ve düzenli işletimi için odak noktaya dönüştü. Sadece orijinal manyetize edici düzenleyiciye dayanmak, güvenli ve düzenli şebeke işletiminin hedefine ulaşmayı sağlayamaz. Bu durumda, gerilim sorunlarını çözmek için kompansasyon cihazlarına ihtiyaç vardır. Güç sistemi gerilim düzenleyicisi ile manyetize edici düzenleyicinin kombinasyonu, uygulamalı ihtiyaçları belirli bir ölçüde karşılar. Ancak, güç sistemi gerilim düzenleyicisinin şebekeye daha iyi uygulanması için, prensipleri ve test sonuçlarının analiz edilmesi gerekmektedir.

Zamanın ilerlemesiyle birlikte, elektrik şebekesinde yeni sorunlar ortaya çıkacaktır. Bu sorunların daha iyi çözülmesi için, güç sistemi gerilim düzenleyicisinin prensibinin daha fazla analiz edilmesi gerekmektedir.