Zein dira 10KV jariagailuaren automatikoki tensio-regulatzailearen diseinu eta aplikazio aspektuak?

Herriko elektrizitate sarea berritzearen proiektuaren ondoren, herriko banaketa sarea oso hobetu da. Hala ere, orografian, paisajean eta investimenduaren eskaluan dagoen mugakotasunengatik, diseinua ez da optimoa. Horrela, zenbait 10 kV transmitizio lerroaren emaneko erradioa gainditzen du arrazoitzat hartutako muga. Ustekabeko aldaketak egunerokoan eta eguzki-ilara aldatzen diren bitartean, tentsioaren aldaera handia gertatzen da, hurrengo arazoak eragiten dituen: kalitate askeko energia emanaldiak eta lineako galderak altuak, kasu horretan landareen bizitzari eta produzkaritzari eragina handia izaten dio. Beraz, lan honetan diseinatu dugun tresna berria da: emantzako automatiko tentsio-reguladorea.

1 Tentsio-reguladorearen funtzionamendua

Tentsio-reguladore automatikoa sarrera tentsioaren aldaketak jarraitu egiten dituen tresna bat da, irteera tentsio estabilizatua lortzeko. 6 kV, 10 kV eta 35 kV emanaldien sistemen erabil daiteke lau, eta sarrera tentsioa 20% tartean automatikoki egokitu dezake. Lerroaren hasieratik 1/2 edo 2/3 distantziara instalatzeak lerroko tentsioaren kalitatea garantizatzen du.

Transformatore nagusia tentsio-regulazio egoeratan ez badu, tentsio-reguladore automatikoa subestazioaren transformatore nagusiaren irteera aldetan instalatu daiteke, hala nola emanalditan tentsio-regulazioa lortzeko. Transformatorearen bigarren aldetan zenbait kontaktu daude. Mikroordenagailu bakarraren kontrolpean tiristorren konmutazioa eginez, tentsio-regulazio desberdinak eskaintzen dira, horrela emantzako tentsio-regulazioa lortzen da.

2 Tentsio-reguladorearen kontaktu-aldaketen ekintza-tentsioaren ezarpena

Emantzako tentsio-reguladoreak kontaktuak aldatzen ditu baldintza karga desberdinetarako, eta transformazio maila lineako tentsioaren arabera aldatuz, tentsio-regulazioa lortzen du. 7 kontaktu ditu eta 30% tentsio-regulazio tartea, hala nola herriko tentsio-regulazio eskerrak betetzen ditu.

2.1 Tentsio-reguladorearen kontaktu-aldaketen tentsioaren ezarpenaren printzipioa

Karga-aldaketetan, lerroaren amaieran dagoen tentsioa aldatzen da. Aldaketako tentsio-desoriotzat, tentsio-reguladorearen kontaktu-ezarpenak aldatu behar dira. Irudia 1 herriko tipiko transmitizio-sarea adierazten du. Lerroaren luzera L km bezala ezarrita, eta lerroaren amaian dagoen potentzia S = P + jQ MVA.

Kontaktu-aldaketen eskerrak: Lerroaren amaian dagoen tentsioa 7% tartean aldatu egin dadin; berehala, kontaktu-saltokidetarik ez; kontaktu-aldaketen kopurua gutxienez posiblea.

Transformazio maila K dela, lerroaren hasieran dagoen tentsioa U₀, lerroaren amaian dagoen tentsioa U₁, tentsio-reguladorearen sarrera tentsioa U_in, eta irteera tentsioa U_out direla suposatuta, U_out=KU_in.

Modeluan oinarrituta, hurrengo ekuazioa betetzen da:U₁=U_out−ΔU_1.

Non Δ U₁ tentsio-reguladorearen instalazio-puntutik lerroaren amaiera arteko tentsio-desorioa den, eta x tentsio-reguladorearen instalazio-puntutik lerroaren hasiera arteko distantzia. Hortaz:

(U₀ - U_in) lerroaren hasieratik tentsio-reguladorearen instalazio-puntura arteko tentsio-desorioa.α = U₀/U_out tentsio-mailaren erlazioa tentsio-reguladorearen instalazio-puntuan aurretik eta ondoren. (L-x)/x=K₁ bada, ordezkatuz, hurrengoa lortzen da:

Horretan, lerroaren amaian dagoen tentsio U₁ 9.7 < U₁ < 10.7 murrizketan egon behar du. Ordezkatuz, K ezaguna denean, U_in-rako tartea lortzen da. Ezagutik, U₀/U_out dagoenez, aldagai bakarreko ekuazio koadratiko bat ebaztu behar da, eta erroi faltsuak sortuko ditu. Artikuluak ekuazio hau sinplifikatzen du.

Analisi &alpha;=U₀/ U_out, U_out eta U₁ goruntzeko edo beherantzeko tendentzia bera dute. U₀ konstante bat da, beraz, &alpha;=U₀/ U_out, U_out proportzionalki alderantzikatzen da U₁ rekin. Analizatuz, U₁ = 9.3 denean, &alpha;&asymp;1; eta U₁=10.7 denean, &alpha; 1 baino txikiagoa da. Hortaz, murrizketa ekuazioa idatz daiteke:

Hona hemen:

2.2 Ezarpen adibidea

Formula (5) ikusten bezala, kontaktu-aldaketen ekintza tentsio-reguladorearen sarrera tentsio U_in eta tentsio-reguladorearen instalazio-puntutik lerroaren luzerara arteko distantziaren erlazioa K_t bakarrekin zerikusia du. Ez da beharrezkoa lerroaren amaian dagoen karga erreala neurtzea, horrela ingeniaritzako zailtasuna handitzen da.

Adibidez, 20 km luze neuritako transmitizio lerro bat hartuta, tentsio-reguladorea lerroaren erdigunean instalatzen da. Hemen, lerroaren hasieratik x = 9, km ditu, eta K_t = 11/9. Formula (5)an ordezkatuz, hurrengoa lortzen da:

Zerrendako tentsio bakoitzarentzat, lerroaren amaian dagoen energia-kalitate-esperoak betetzen dituzten sarrera tentsioaren muga goiak eta beheak daude, hauen ekintza-tentsioak dira. Zerrenda bakoitzak bere ekintza-tentsioa du, eta horrek zenbakizko eskualdean ikus daitezkeela ulertzeko modu intuitiboagoa da.

Horietan, 1. Zerrenda ez da erabiltzen, askotan sarrera tentsioa 1. Zerrendaren muga goiaren gainditu ez duen. 1. Zerrenda erabil daiteke kasu berezi batean, adibidez, monofaseko oinarri-lurra itxi duelarik. Hurrengoak kontuan hartzen ditu tentsio-zerrenda ekintza-tentsiora heldu denean:

Oharra: 4. Zerrendatik behera aldatzean, zuzenean 2. Zerrendara aldatzen da. Hori 3. eta 4. Zerrenden muga beheak hurbil daudelako. Tentsioa gehiegi aldatzen bada, 4. Zerrendatik 3. Zerrendara aldatzean, zuzenean 2. Zerrendara joatea beharrezkoa izan daiteke, horrela ekintza-kopurua gehitzen da. Beraz, ekintza-kopurua murrizteko, zerrenda saltokidetako aldatzea onartzen da.

3 Kontaktu-aldaketen kontrolagailuaren diseinua

Une honetan, kontaktu-aldaketa metodo ohikoenak motor baten bidez kontaktu-aldaketaren palangintasuna mugitzeko. Hala ere, motorren birada azkar eta zehatzak nola garantizatzeko arazo bat da. Kontrol-hedabizi hobitza lortzeko, artikulu honek tiristor sistema bat erabili du.

3.1 Tiristor kontrolaren printzipioa

Tiristorrek korriente txikiak erabiliz potentsia handiko sarreren kontrola egin dezakete. Emantzako tentsio-reguladoreak 7 pareko bi noranzko tiristorekin kontaktuei kontrolatzen dizkie, irudian 2 ikusten den bezala. Tiristor pare bakoitzak transformatorearen ezberdina bobinarekin konektatuta dago, hala nola transformazio maila desberdinekin.

3.2 Mikroordenagailu bakarraren kontaktu-aldaketen kontrolagailuaren diseinua

Bi noranzko tiristoreen kontrola TTL ate sarreratik datorkituzko tensioaren bidez egin daiteke, eta mikroordenagailu bakarraren irteera atarian zuzenean konektatu daiteke. Atariak ahoratzeko, 3 atari soilik erabili dira, eta kanporako 3-to-8 dekodifikadorea lotuta 7 kontaktu pozizioen kontrola burutzen da, irudian 3 ikusten den bezala.

4 Kontrol-sistema inteligentearen diseinua

Kontrol chip bat duen tentsio-reguladore batek tentsio-regulazio automatikoa soilik ez du, eta ez du mikroordenagailu bakarraren prestasun guztiak erabiltzen. Kontrol-sistema osatua, irudian 4 ikusten den bezala, teklario sarrera, bistaratze zirkuitua, komunikazio inbertsoa, kanporako orloju, kanporako biltegiratzea eta akatsen babesa ere barne hartzen ditu.

Teklario sarrerak programa egokitu ahalbidetzen du, komunikazio inbertsoak tentsio-reguladorearen funtzionamendua errealpean monitorizatzeko aukera ematen du. Kanporako orlojuak mikroordenagailu bakarraren indarraren falta dagoenean denbora erregistratzen du. Kanporako biltegiratzeak sistemaren funtzionamendu datu asko seguruki gordetzen ditu ikerketarako. Akatsen babesak mikroordenagailu bakarrak egoera aberastuan modu espetsial batean funtzionatzen saiatzen du, transmitizio-arrazoiak betetzeko, eta akatsen ondorioetan ez da jotzen, baita transmitizio lerroak babesteko errelai-protektorearekin elkarlan egiten du.

5 Kontzeptua

Transmitizio lerroaren modeloa eraikiz eta fluxu kargak kalkulatuz, tentsio-reguladorearen kontaktu-aldaketen ekintza-tentsioen ezarpen-esperoak zehaztu dira. Transformatorearen kontaktu kontrola, mekanikoaren ordez tiristor kontrola, egokia eta azkarragoa da, diseinu sinple eta kontrol hedabizi ona duena. Emantzako tentsio-reguladoreak tentsio-regulazio tartea zabala du, lerroko tentsioaren kalitatea efektiboki garantizatzen duena.