Ano ang mga aspeto ng disenyo at aplikasyon ng 10KV feeder automatic voltage regulator?
Pagkatapos ng proyektong pagsasabagong grid sa rural, ang rural na sistema ng distribusyon ay nakakamit ng malaking pagbabago. Gayunpaman, dahil sa mga limitasyon tulad ng terreno, kalikasan, at saklaw ng pamumuhunan, ang layout ay hindi optimal. Bilang resulta, ang radius ng suplay ng kuryente ng ilang linya ng transmisyon ng 10 kV ay lumampas sa rasonable na saklaw. Sa pagbabago ng panahon at araw at gabi, may malaking pagbabago sa tensyon, na nagdudulot ng mga isyu tulad ng sub-standard na kalidad ng suplay ng kuryente at relatyibong mataas na pagkawala ng kuryente, na seryosong nakakaapekto sa buhay at produksyon ng mga magsasaka. Kaya, ang papel na ito ay disenyo ng bagong uri ng device para sa regulasyon ng tensyon: ang automatic feeder voltage regulator.
1 Paggana ng Voltage Regulator
Ang automatic voltage regulator ay isang device na awtomatikong sumusunod sa mga pagbabago sa input voltage upang matiyak ang stable na output voltage. Ito ay maaaring malawakang gamitin sa mga 6 kV, 10 kV, at 35 kV power supply systems, at maaaring awtomatikong i-ayos ang input voltage sa loob ng 20% range. Ang pag-install ng device sa 1/2 o 2/3 ng distansya mula sa simula ng linya ay makakatitiyak ng kalidad ng tensyon ng linya.
Para sa mga substation kung saan ang pangunihang transformer ay walang on-load voltage regulation capability, maaari ring i-install ang automatic voltage regulator sa gawing out-going line ng pangunihang transformer ng substation upang makamit ang on-load voltage regulation. May ilang taps sa secondary side ng transformer. Sa pamamagitan ng paggamit ng single-chip microcomputer upang kontrolin ang on-off ng thyristors, ibinibigay ang iba't ibang antas ng voltage regulation, kaya natutugunan ang layuning ito ng feeder voltage regulation.
2 Pagtatakda ng Tap-changing Action Voltage ng Voltage Regulator
Ang feeder voltage regulator ay maaaring i-adjust ang taps batay sa iba't ibang kondisyon ng load at i-change ang ratio ng transformasyon batay sa tensyon ng linya upang makamit ang voltage regulation. Mayroon itong 7 taps at 30% voltage regulation range, na nagbibigay-daan nito na maayos na tugunan ang mga pangangailangan ng rural voltage regulation.
2.1 Prinsipyong Pagtatakda ng Tap-changing Voltage ng Voltage Regulator
Dahil sa mga pagbabago ng load, ang tensyon sa dulo ng linya ay magbabago. Para sa iba't ibang pagbaba ng tensyon, kinakailangang i-adjust ang setting ng tap ng voltage regulator. Ipinaliwanag ng Figure 1 ang isang typical na rural transmission power grid. Dito, ang haba ng linya ay itinakda bilang L km, at ang lakas sa dulo ng linya ay itinakda bilang S = P + jQ MVA.
Mga kailangan para sa gear shifting: Siguraduhin na ang tensyon sa dulo ng linya ay magbabago sa loob ng 7% range; karaniwan, hindi pinapayagan ang gear skipping; ang bilang ng gear shifts ay dapat bawasan sa minimum.
Assume the transformation ratio is K, the voltage at the beginning of the line is U0, the voltage at the end of the line is U1, the input voltage of the voltage regulator is Uin, and the output voltage is Uout, with Uout=KUin.
Ayon sa modelo, ang sumusunod na ekwasyon ay totoo:U1=Uout−ΔU1.
Kung saan Δ U1 ay ang pagbaba ng tensyon mula sa punto ng pag-install ng voltage regulator hanggang sa dulo ng linya, at x ay ang distansya mula sa punto ng pag-install ng voltage regulator hanggang sa simula ng linya. Ito ay nagbibigay ng:
(U0 - Uin) ang pagbaba ng tensyon mula sa simula ng linya hanggang sa punto ng pag-install.α = U0/Uout ang ratio ng tensyon ng linya bago at pagkatapos ng punto ng pag-install ng voltage regulator. Hayaan (L−x)/x=K1, at kapag in-substitute ito, makukuha natin:
Sa kanila, ang tensyon U1 sa dulo ng linya ay kailangang sumunod sa kondisyong 9.7 < U1 < 10.7. Kapag ito ay in-substitute sa itaas na formula, makukuha ang saklaw ng Uin sa kondisyon na K ay alam. Gayunpaman, dahil sa pagkakaroon ng U0/Uout, kinakailangan ng solusyon ng quadratic equation ng isang variable, at maaaring magkaroon ng problema ng spurious roots. Ang papel ay simplifies ang equation na ito.
Para sa analisis ng α=U0/ Uout, Uout at U1 ay may parehong trend ng pagtaas o pagbaba. U0 ay constant, kaya α=U0/ Uout, Uout ay inversely proportional sa U1. Maaari rin itong masuri na kapag U1 = 9.3, α≈1; at kapag U1=10.7,α ay kaunti lang ang mas mababa sa 1. Kaya, ang constraint equation ay maaaring isulat bilang:
Ito ay:
2.2 Halimbawa ng Pagtatakda
Talakayin ang Formula (5), sa katotohanan, ang pagtatakda ng gear-shifting action ay may kaugnayan lamang sa input voltage Uin ng voltage regulator at ang ratio Kt ng distansya mula sa punto ng pag-install ng voltage regulator hanggang sa haba ng linya. Walang kailangan ng actual na sukat ng load sa dulo ng linya, na siyang lubhang nagpapahusay sa hirap ng aktwal na engineering.
Isa-isahin ang isang aktwal na transmission line bilang halimbawa. Gamitin pa rin ang modelo na ipinaliwanag sa Figure 1. Ang haba ng transmission line ay 20 km. Karaniwang inii-install ang voltage regulator sa gitna ng linya. Dito, ang distansya mula sa simula ng linya ay inilapat bilang x = 9, km, at Kt = 11/9. I-substitute ito sa Formula (5), at makukuha natin:
Para sa isang tiyak na gear position, ang saklaw ng input voltage na sumasatisfy sa quality requirements ng electric energy sa dulo ay may upper at lower limits, na ang operating voltages (shift voltages) para sa gear na iyon. Bawat gear ay may kanyang corresponding na operating voltage, at ang relasyon na ito ay mas intuitive na makikita sa number axis.
Sa kanila, ang Gear 1 ay hindi ginagamit dahil sa normal na kondisyon, ang input voltage ay hindi liliit sa upper limit ng gear na ito. Ang Gear 1 ay maaaring gamitin bilang special na operating condition, tulad ng fault-tolerant operation sa panahon ng single-phase ground short circuit. Sumusunod ang paglalarawan ng switching conditions kapag ang gear ay umabot sa action voltage:
Dapat tandaan na kapag down-shifting mula sa gear 4, ito ay direktang bumababa sa gear 2. Ito ay dahil ang lower action limits ng gear 3 at gear 4 ay malapit. Kung ang tensyon ay malaki ang pagbabago, pagkatapos bumaba mula sa gear 4 hanggang sa gear 3, maaaring kailangan agad na bumaba sa gear 2, na nagdudulot ng dagdag na actions. Kaya, upang bawasan ang bilang ng actions, pinapayagan ang cross-gear shifting.
3 Disenyo ng Gear-shifting Controller
Ngayon, ang karaniwang ginagamit na gear-shifting method ay ang paggamit ng motor upang dalhin ang movement ng gear switch blade. Gayunpaman, kung paano matiyak ang mabilis at wastong pag-ikot ng motor ay palaging isang problem. Upang makamit ang mas mahusay na control effect, ang papel na ito ay gumagamit ng thyristor control system.
3.1 Thyristor Control Principle
Ang thyristors ay maaaring gamitin upang maisakatuparan ang control ng high-power circuits sa pamamagitan ng weak currents. Ang feeder voltage regulator ay gumagamit ng 7 pairs ng bidirectional thyristors upang kontrolin ang gears, tulad ng ipinaliwanag sa Figure 2. Bawat pair ng thyristors ay konektado sa iba't ibang windings ng transformer, kaya nagkakaroon ng iba't ibang transformation ratios.
3.2 Disenyo ng Single-chip Microcomputer Gear-shifting Controller
Ang control ng bidirectional thyristors ay nangangailangan lamang ng voltage driving mula sa TTL gate circuits at maaaring direktang konektado sa output port ng single-chip microcomputer. Upang makatipid sa output ports, ginagamit lamang ang 3 ports, at isinasama ang external 3-to-8 decoder upang idrive ang control ng 7 gear positions, tulad ng ipinaliwanag sa Figure 3.
4 Disenyo ng Intelligent Control System
Para sa voltage regulator na may control chip, ang pagkakaroon ng automatic voltage regulation function lamang ay hindi sapat, at hindi rin ito nakakapuno ng performance ng single-chip microcomputer. Ang buong control system, tulad ng ipinaliwanag sa Figure 4, ay kasama rin ang keyboard input, display circuit, wireless communication, external clock, external storage, at fault protection.
Ang keyboard input ay nagbibigay-daan sa program adjustment, ang wireless communication ay nagbibigay-daan sa real-time monitoring ng operasyon ng voltage regulator. Ang external clock ay nagtiyak ng time recording sa panahon ng single-chip microcomputer power failure. Ang external storage ay ligtas na naka-store ng malaking sistema ng data ng operasyon para sa future research. Ang fault protection ay nagpapasok ng single-chip microcomputer sa espesyal na mode ng operasyon sa abnormal na kondisyon upang matiyak ang mga task ng power transmission, protektahan ito mula sa pinsala sa panahon ng fault, at makipagtulungan sa relay protection devices upang maprotektahan ang transmission lines.
5 Conclusion
Sa pamamagitan ng pagtatayo ng transmission line model at pag-conduct ng load flow calculations, itinakda ang rules para sa voltage regulator gear action voltage. Para sa transformer tap control, ang traditional na mechanical control ay inalis at pinalitan ng mas convenient at mas mabilis na thyristor control, na may simple design at mahusay na control effect. Ang feeder automatic voltage regulator ay may malawak na voltage regulation range, na epektibong nagbibigay-daan ng kalidad ng tensyon ng transmission lines.
