Што се дизајн и аспекти на примената на автоматски регулатор на напонот за 10КВ фидер?

После проектот за обнова на селската електропоставка, селската дистрибутивна мрежа имала значително подобрување. Меѓутоа, поради ограниченија како терен, пештерски вид и големина на инвестициите, распоредот не е оптимален. Како резултат, полупречникот на опсегот на електропоставката на некои 10 кВ преносни линии надминува разумниот опсег. Со менувањето на сезоните и ноќта и денот, имаат место значителни флуктуации на напонот, што доведува до проблеми како недостаточна квалитет на електроенергијата и относително високи губитоци на линијата, што сериозно влијае на животот и производството на фермерите. Затоа, овој труд дизајнира нов тип уред за регулација на напонот: автоматски регулатор на напонот на фидер.

1 Принцип на работа на регулаторот на напонот

Автоматскиот регулатор на напонот е уред кој автоматски следи промените во входниот напон за да се осигура стабилен излезн напон. Може широко да се користи во системи за снабдување со 6 кВ, 10 кВ и 35 кВ, и може автоматски да прилагоди входниот напон во опсег од 20%. Инсталирањето на уредот на 1/2 или 2/3 од должината на линијата може да осигура квалитетот на напонот на линијата.

За трансформатори во подстанции каде главниот трансформатор нема можност за регулација на напонот под напон, автоматскиот регулатор на напонот исто така може да се инсталира на излезната страна на главниот трансформатор на подстанцијата за да се постигне регулација на напонот под напон. На вторичната страна на трансформаторот има неколку контакти. Контролирајќи ја вклучувањето и исклучувањето на тиресторите со помош на микропроцесор, се обезбедуваат различни нивоа на регулација на напонот, со што се постигува целта на регулација на напонот на фидер.

2 Поставување на напонот за промена на контакти на регулаторот на напонот

Регулаторот на напонот на фидер може да промени контакти според различни услови на оптоварување и да прилагоди соодношението на преобразување според напонот на линијата за да се постигне регулација на напонот. Има 7 контакти и опсег за регулација на напонот од 30%, што му овозможува добро да задоволи барањата за регулација на напонот во селските области.

2.1 Принцип на поставување на напонот за промена на контакти на регулаторот на напонот

Зборувајќи за флуктуации на оптоварувањето, напонот на крајот на линијата ќе се промени. За различни падови на напонот, потребно е да се прилагодат контактите на регулаторот на напонот. Сликата 1 прикажува типична селска преносна електромрежа. Тука, должината на линијата е поставена на L km, а моќта на крајот на линијата е поставена како S = P + jQ MVA.

Барања за промена на контакти: Обезбедете дека напонот на крајот на линијата варира во опсег од 7%; обично, прескокнување на контакти не е дозволено; бројот на промени на контакти треба да биде колку што можно помал.

Претпоставете дека соодношението на преобразување е K, напонот на почетокот на линијата е U₀, напонот на крајот на линијата е U₁, входниот напон на регулаторот на напонот е U_in, а излезното напон е U_out, со U_out = KU_in.

Според моделот, важи следнава равенка: U₁ = U_out - ΔU₁.

Каде што ΔU₁ е падот на напонот од точката на инсталирање на регулаторот на напонот до крајот на линијата, а x е растојанието од точката на инсталирање на регулаторот на напонот до почетокот на линијата. Оттука следува:

(U₀ - U_in) е падот на напонот од почетокот на линијата до точката на инсталирање. α = U₀/U_out е соодношението на напонот на линијата пред и после точката на инсталирање на регулаторот на напонот. Нека (L - x)/x = K₁, и заменувајќи го, добиваме:

Среди тоа, напонот U₁ на крајот на линијата треба да задоволи условот 9.7 < U₁ < 10.7. Заменувајќи го во горната формула, може да се добие опсегот на U_in под услов дека K е познат. Меѓутоа, очигледно, поради постојаноста на U₀/U_out, потребно е да се реши квадратна равенка со една променлива, и ќе има проблем со излишни корени. Овој труд ја поедноставува оваа равенка.

За анализа на α = U₀/U_out, U_out и U₁ имаат исти тренд на зголемување или намалување. U₀ е константа, така да α = U₀/U_out, U_out е обратно пропорционален на U₁. Анализирајќи го, кога U₁ = 9.3, α ≈ 1; и кога U₁ = 10.7, α е мало помал од 1. Затоа, условната равенка може да се запише како:

Тоа е:

2.2 Пример за поставување

Како што може да се види од формулата (5), поставувањето на акцијата за промена на контакти само се однесува на входниот напон U_in на регулаторот на напонот и соодношението K_t на растојанието од точката на инсталирање на регулаторот на напонот до должината на линијата. Не е потребно да се мерат реалните оптоварувања на крајот на линијата, што многу поедноставува тешкотиите на вистинскиот инженеринг.

Како пример, узмете една конкретна преносна линија. Денес се користи моделот прикажан на Слика 1. Должината на преносната линија е 20 km. Регулаторот на напонот обично се инсталира на средината на линијата. Еве, растојанието од почетокот на линијата е поставено како x = 9 km, а K_t = 11/9. Заменете го во формула (5) и ќе добиете:

За одреден контакт, опсегот на входен напон кој задоволува барањата за квалитет на електроенергијата на крајот има горна и долна граница, кои се оперативните напони (напони за преместување) за тој контакт. Секој контакт има свој соодветен оперативен напон, и оваа врска може повеќе интуитивно да се види на бројната оска.

Меѓу нив, контакт 1 не се користи бидејќи под нормални услови, входниот напон нема да надмине горната граница на тој контакт. Контакт 1 може да се користи како специјална оперативна состојба, како на пример толерантна работа при еднофазен земјски краткир. Следно, описуваат се условите за преместување кога контактот достигне активниот напон:

Треба да се забележи дека кога се преместува од контакт 4, директно се преместува до контакт 2. Ова е затоа што долните активни граници на контакт 3 и контакт 4 се многу блиски. Ако напонот се промени многу, после преместувањето од контакт 4 до контакт 3, можеби ќе биде потребно одmah моментално да се премести до контакт 2, што го зголемува бројот на акции. Затоа, за да се намали бројот на акции, се дозволува прекршување на контакти.

3 Дизајн на контролерот за преместување на контакти

Сега, обично прифатен метод за преместување на контакти е да се користи мотор за да се движат клисовите на контактите. Меѓутоа, како да се осигура брзо и точно враќање на моторот секогаш било проблем. За да се постигне подобар контролен ефект, овој труд користи систем за контрола со тирестори.

3.1 Принцип на контрола со тирестори

Тиресторите можат да се користат за контрола на високомоќни цеви со слаби стројеви. Регулаторот на напонот на фидер користи 7 парови двосмерни тирестори за контрола на контакти, како што е прикажано на Слика 2. Секој пар тирестори е поврзан со различни витчиња на трансформаторот, со што одговараат на различни соодношенија на преобразување.

3.2 Дизајн на контролерот за преместување на контакти со микропроцесор

Контролата на двосмерните тирестори само бара управување со напон од TTL врати и може да се поврзе директно со излезната уста на микропроцесорот. За да се спести излезните усти, се користат само 3 усти, и се поврзува екстерен декодер 3-на-8 за да се управува со 7 позиции на контакти, како што е прикажано на Слика 3.

4 Дизајн на интелигентниот контролен систем

За регулатор на напон со контролен чип, само функцијата за автоматска регулација на напонот не е доволна, и не користи потенцијалот на микропроцесорот. Комплетен контролен систем, како што е прикажан на Слика 4, исто така вклучува внес со тастатура, приказна схема, безжична комуникација, екстерен часовник, екстерна складиштење и заштита од грешки.

Внесот со тастатура овозможува прилагодување на програмата, безжичната комуникација овозможува реално време мониторинг на работата на регулаторот на напон. Екстерниот часовник осигурува запис на времето во случај на прекин на напонот на микропроцесорот. Екстерната складиштење сигурно чува големи количини системски оперативни податоци за бидуќа истражување. Заштитата од грешки прави така што микропроцесорот влезе во специјален оперативен режим под атипични услови за да исполнува задачи за пренос на напон, заштитувајќи го од повреди под грешки и соработувајќи со реле заштитни уреди за заштита на преносните линии.

5 Заклучок

Создавајќи модел на преносна линија и провежувајќи пресметки на оптоварување, се определуваат правила за поставување на активниот напон на контакти на регулаторот на напон. За контрола на контакти на трансформатор, традиционалната механичка контрола е заменета со поудобна и бржа контрола со тирестори, со едноставен дизајн и добар контролен ефект. Автоматскиот регулатор на напон на фидер има широк опсег на регулација на напон, ефективно осигурувајќи квалитет на напонот на преносните линии.