10KV போட்டல் செயற்கை வோல்ட்டேஜ் நியமிப்பானது வடிவமைப்பு மற்றும் பயன்பாட்டின் அம்சங்கள் என்ன?

கிராம மின்சார அமைப்பு மறியதில் நிகழ்ந்த மாற்றங்களின் பிறகு, கிராம வித்தியாசமான முன்னேற்றத்தை அடைந்தது. எனினும், உலோகம், பூமியின் உருவம், மற்றும் நிதி அளவு போன்ற கட்டுப்பாடுகளின் காரணமாக, அமைப்பு மிக நல்லதாக இல்லை. இதனால், சில 10 kV மின்சார கோடுகளின் மின்சார ஆரம் ஏற்ற அளவில் விட்டு வருகிறது. பருவ மாற்றங்களும், நாள்-இரவு மாற்றங்களும் காரணமாக, மின்னழுத்தத்தில் பெரிய மாற்றங்கள் ஏற்படுகின்றன, இதனால் மின்சார தரம் குறைந்தது மற்றும் கோட்டு இழப்பு அதிகமாகிறது, இது வேளாண்களின் வாழ்க்கை மற்றும் உற்பத்தியை பெரிதும் தாக்குகிறது. இதனால், இந்த ஆய்வு IEE-Business புதிய வகையான மின்னழுத்த நியமிகரிப்பானை வடிவமைத்துள்ளது: பீடர் ஆட்டமாட்ட மின்னழுத்த நியமிகரிப்பான்.

1 மின்னழுத்த நியமிகரிப்பானின் வேலை திட்டம்

ஆட்டமாட்ட மின்னழுத்த நியமிகரிப்பான் ஒரு சாதனமாகும், இது உள்ளே வரும் மின்னழுத்த மாற்றங்களை தொடர்ந்து பின்பற்றி, வெளியே வரும் மின்னழுத்தத்தை நிலையாக வைத்துக்கொள்கிறது. இது 6 kV, 10 kV, மற்றும் 35 kV மின்சார அமைப்புகளில் பரவலாக பயன்படுத்தப்படலாம், மற்றும் உள்ளே வரும் மின்னழுத்தத்தை 20% அளவில் ஆட்டமாட்ட முடியும். கோட்டின் துவக்கத்திலிருந்து 1/2 அல்லது 2/3 தூரத்தில் இதனை நிறுவுவதன் மூலம், கோட்டின் மின்னழுத்தத்தின் தரத்தை உறுதி செய்ய முடியும்.

முக்கிய மாற்றியானில் நிறைவு மின்னழுத்த நியமிகரிப்பு திறன் இல்லாத மாற்றியானிகளுக்கு, ஆட்டமாட்ட மின்னழுத்த நியமிகரிப்பானை மாற்றியானின் வெளியே வரும் கோட்டில் நிறுவி, நிறைவு மின்னழுத்த நியமிகரிப்பை அடைய முடியும். மாற்றியானின் இரண்டாம் பக்கத்தில் பல தொடர்புகள் உள்ளன. ஒரு சிப்பு மைக்கிரோகம்பியின் மூலம் திரிஸ்டர்களின் இயங்கு நிறுத்துதலை கட்டுப்பாடு செய்து, வெவ்வேறு அளவுகளில் மின்னழுத்த நியமிகரிப்பை வழங்குவதன் மூலம், பீடர் மின்னழுத்த நியமிகரிப்பை அடைய முடியும்.

2 மின்னழுத்த நியமிகரிப்பானின் தொடர்பு மாற்ற செயல் மின்னழுத்தம் அமைப்பு

பீடர் மின்னழுத்த நியமிகரிப்பான் வேறுபட்ட போக்கு நிலைகளுக்கு தொடர்புகளை மாற்றி, கோட்டின் மின்னழுத்தத்தின் அடிப்படையில் மாற்ற விகிதத்தை மாற்றி மின்னழுத்த நியமிகரிப்பை அடைய முடியும். இது 7 தொடர்புகளை உள்ளடக்கியுள்ளது, மற்றும் 30% மின்னழுத்த நியமிகரிப்பு அளவு உள்ளது, இது கிராம மின்னழுத்த நியமிகரிப்பு தேவைகளை நிறைவு செய்ய முடியும்.

2.1 மின்னழுத்த நியமிகரிப்பானின் தொடர்பு மாற்ற மின்னழுத்தத்தின் அமைப்பு திட்டம்

போக்கு நிலைகளின் மாற்றங்களின் காரணமாக, கோட்டின் இறுதியில் மின்னழுத்தம் மாறும். வெவ்வேறு மின்னழுத்த வீழ்ச்சிகளுக்கு, மின்னழுத்த நியமிகரிப்பானின் தொடர்பு அமைப்பை மாற்ற வேண்டும். படம் 1 ஒரு தீர்க்க வேண்டிய கிராம மின்சார அமைப்பை விளக்குகிறது. இங்கு, கோட்டின் நீளம் L km என அமைக்கப்பட்டுள்ளது, மற்றும் கோட்டின் இறுதியில் மின்சாரம் S = P + jQ MVA என அமைக்கப்பட்டுள்ளது.

தொடர்பு மாற்ற திட்டம்: கோட்டின் இறுதியில் மின்னழுத்தம் 7% அளவில் மாறும் வகையில் உறுதி செய்ய வேண்டும்; பொதுவாக, தொடர்புகள் மாற்ற விடையில் விடுவித்தல் அனுமதிக்கப்படாது; தொடர்புகள் மாற்ற எண்ணிக்கை மிகச் சிலவற்றாக இருக்க வேண்டும்.

மாற்ற விகிதம் K, கோட்டின் துவக்கத்தில் மின்னழுத்தம் U₀, கோட்டின் இறுதியில் மின்னழுத்தம் U₁, மின்னழுத்த நியமிகரிப்பானின் உள்ளே வரும் மின்னழுத்தம் U_in, மற்றும் வெளியே வரும் மின்னழுத்தம் U_out, மற்றும் U_out = KU_in.

U₁ = U_out - ΔU₁.

இங்கு ΔU₁ மின்னழுத்த நியமிகரிப்பானின் நிறுவிய இடத்திலிருந்து கோட்டின் இறுதியிற்கு மின்னழுத்த வீழ்ச்சியாகும், x என்பது மின்னழுத்த நியமிகரிப்பானின் நிறுவிய இடத்திலிருந்து கோட்டின் துவக்கத்திற்கு தூரமாகும். இதனால்:

(U₀ - U_in) என்பது வெடிக்கோட்டின் தொடக்கத்திலிருந்து அமைப்பு புள்ளியிற்கு வரை வோல்ட்டு வீழ்ச்சியைக் குறிக்கிறது. α = U₀/U_out  என்பது வோல்ட்டு நியாயமானியின் அமைப்பு புள்ளியின் முன்னும் பின்னும் வெடிக்கோட்டின் வோல்ட்டு நிலை விகிதத்தைக் குறிக்கிறது. (L−x)/x=K₁, இதை போட்டு நாம் பெறுவது:

இதில், வெடிக்கோட்டின் முடிவில் உள்ள வோல்ட்டு U₁ என்பது 9.7 < U₁ < 10.7 என்ற கட்டுப்பாட்டை நிறைவு செய்ய வேண்டும். இதை மேலே உள்ள சூத்திரத்தில் போட்டால், K என்பது தெரிந்த நிலையில் U_in ன் வீச்சைப் பெறலாம். இங்கு, U₀/U_out என்பது உள்ளதால், ஒரு மாறியின் இரண்டாம் படி சமன்பாட்டைத் தீர்க்க வேண்டும், மற்றும் தோறான வேறு மூலங்கள் எழுகின்றன. இந்த சமன்பாட்டை இந்த ஆய்வு எளிதாக்குகிறது.

&alpha;=U₀/U_out என்பதின் பகுப்பாய்வில், U_out மற்றும் U₁ இரண்டும் ஒரே வேகத்தில் அதிகரிக்கின்றன அல்லது குறைகின்றன. U₀ என்பது மாறிலி என்பதால், &alpha;=U₀/U_out, U_out என்பது U₁ ன் எதிர்த்தகவின் விகிதத்தில் உள்ளது. இதிலிருந்து U₁ = 9.3 என்பதில், &alpha;≈1; மற்றும் U₁=10.7, &alpha; என்பது 1 ஐ மிக மிக அதிகமாக விட்டு குறைவாக இருக்கும். எனவே, கட்டுப்பாட்டு சமன்பாட்டை இங்கே எழுதலாம்:

அதாவது:

2.2 அமைப்பு எடுத்துக்காட்டு

சூத்திரம் (5) இலிருந்து, விதிமுறை மாற்ற செயல்பாட்டின் அமைப்பு வோல்ட்டு நியாயமானியின் உள்ளே வோல்ட்டு U_in மற்றும் வோல்ட்டு நியாயமானியின் அமைப்பு புள்ளியிலிருந்து வெடிக்கோட்டின் நீளத்தின் விகிதம் K_t என்பவற்றுடன் தொடர்புடையது. வெடிக்கோட்டின் முடிவில் உள்ள உண்மையான வோல்ட்டு அளவை அளவிட தேவையில்லை, இது உண்மையான பொறியியலில் சிக்கலை மிகவும் எளிதாக்குகிறது.

ஒரு உண்மையான வெடிக்கோட்டை எடுத்துக்காட்டாக எடுத்துக்கொள்வோம். இங்கு அமைப்பு மாதிரி படம் 1 ஐ மீண்டும் பயன்படுத்துகிறோம். வெடிக்கோட்டின் நீளம் 20 km. வோல்ட்டு நியாயமானி வெடிக்கோட்டின் நடுவில் பொதுவாக அமைக்கப்படுகிறது. இங்கு, வெடிக்கோட்டின் தொடக்கத்திலிருந்து x = 9, km, மற்றும் K_t = 11/9 என்பதை சூத்திரம் (5) இல் போட்டால், நாம் பெறுவது:

ஒரு குறிப்பிட்ட ஗ேர் நிலைக்கு, முடிவு அம்சத்தில் மின்சக்தி தர்ம தகவல்களை நிறைவு செய்யும் உள்ளீடு வோல்ட்டேஜ் விரிவுக்கு மேல் மற்றும் கீழ் எல்லைகள் உண்டு, இவை அந்த ஗ேரின் செயல்பாட்டு வோல்ட்டேஜ் (ஷிப்ட் வோல்ட்டேஜ்) ஆகும். ஒவ்வொரு ஗ேருக்கும் அதன் தொகுதியில் ஒரு செயல்பாட்டு வோல்ட்டேஜ் உண்டு, இந்த உறவை எண் அச்சில் இன்னும் தெளிவாகக் காணலாம்.

இவற்றில், குறிப்பிட்ட நிலைகளில் உள்ளீடு வோல்ட்டேஜ் அந்த ஗ேரின் மேற்கோட்டை விட அதிகமாக இருக்காது என்பதால், கேர் 1 பயன்படுத்தப்படாமல் விடப்படுகிறது. கேர் 1 ஒரு தனிப்பாட்டு நிலையாக, எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு தனிப்பாக்கு தரை மூலமாக இணைக்கப்பட்ட குறுக்கு இணைப்பில் திருப்பியோட்ட நிலையில் பயன்படுத்தப்படலாம். கீழே கேர் செயல்பாட்டு வோல்ட்டேஜ் வெற்றி வெளிப்படையாகும்:

கேர் 4 இலிருந்து கீழ்நோக்கி விரிவாக்கும்போது, அது நேரடியாக கேர் 2 வரை விரிவாக்கப்படுகிறது. இது ஏனென்றால், கேர் 3 மற்றும் கேர் 4 இன் கீழ் எல்லைகள் அருகில் உள்ளன. வோல்ட்டேஜ் பெரிதும் மாறும்போது, கேர் 4 இலிருந்து கேர் 3 வரை விரிவாக்கப்பட்ட பிறகு, கேர் 2 வரை நேரடியாக விரிவாக்க வேண்டியது என்பதால், செயல்பாடுகளின் எண்ணிக்கை அதிகரிக்கும். இதனால், செயல்பாடுகளின் எண்ணிக்கையை குறைக்க, குறுக்கு-கேர் விரிவாக்கம் அனுமதிக்கப்படுகிறது.

3. கேர் - விரிவாக்க கால்லை வடிவமைப்பு

தற்போது, பொதுவாக ஏற்றுக்கொள்ளப்படும் கேர் - விரிவாக்க முறை மோட்டாரை பயன்படுத்தி கேர் விரிவாக்க கால்லை நகர்த்துவதாகும். ஆனால், மோட்டாரின் வேகமான மற்றும் துல்லியமான சுழற்சியை எப்படி உறுதி செய்ய வேண்டும் என்பது எப்போதும் ஒரு சிக்கலாக இருந்து வந்தது. சிறந்த கால்வடிவமைப்பை அடைய இந்த ஆய்வு டைங்க்ஸ்டார் கால்வடிவமைப்பை ஏற்றுக்கொண்டுள்ளது.

3.1 டைங்க்ஸ்டார் கால்வடிவமைப்பின் தத்துவம்

டைங்க்ஸ்டார்கள் இரு திசைகளிலும் மின்சாரத்தை நகர்த்துவதற்கு பயன்படுத்தப்படலாம். மின்தோற்ற நியாயாளர் 7 ஜோடிகள் இரு திசைகளிலும் செயல்படும் டைங்க்ஸ்டார்களை பயன்படுத்துகிறது, பிரதிபலிக்கப்பட்டுள்ள படம் 2. ஒவ்வொரு ஜோடி டைங்க்ஸ்டார்களும் மாற்றியின் வேறு வேறு சுருள்களுக்கு இணைக்கப்பட்டுள்ளது, இதனால் வேறு வேறு மாற்ற விகிதங்களுக்கு இணைக்கப்படுகிறது.

3.2 ஒரு சிப் மைக்ரோகம்பியூட்டர் கேர் - விரிவாக்க கால்லை வடிவமைப்பு

இரு திசைகளிலும் செயல்படும் டைங்க்ஸ்டார்களின் கால்வடிவமைப்பு TTL வாட்டல் சுற்றுகளிலிருந்து வோல்ட்டேஜ் செயல்படுத்துதல் மட்டுமே தேவைப்படுகிறது, இது நேரடியாக ஒரு சிப் மைக்ரோகம்பியூட்டரின் வெளியேற்று வாட்டலிற்கு இணைக்கப்படலாம். வெளியேற்று வாட்டல்களை சேமிக்க, மட்டுமே 3 வாட்டல்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, மற்றும் வெளியே ஒரு 3-8 டீகோடர் இணைக்கப்பட்டு 7 கேர் நிலைகளை கால்வடிவமைப்பதற்கு செயல்படுகிறது, பிரதிபலிக்கப்பட்டுள்ள படம் 3.

4. தீர்க்கத்தக்க கால்வடிவமைப்பின் வடிவமைப்பு

ஒரு கால்வடிவமைப்பு சிப் உடன் மின்தோற்ற நியாயாளர், மின்தோற்ற நியாயமாக்க செயல்பாட்டு தகுதியை மட்டும் கொண்டிருந்தால் போதாது, மற்றும் இது சிப் மைக்ரோகம்பியூட்டரின் திறனை முழுமையாக பயன்படுத்த முடியாது. ஒரு முழுமையான கால்வடிவமைப்பு, பிரதிபலிக்கப்பட்டுள்ள படம் 4, விசைப்பலகை உள்ளீடு, போக்குவரத்து வடிவமைப்பு, வாய்ப்பு தொலைதூர தொடர்பு, வெளியே கடிகாரம், வெளியே தரவு சேமிப்பு, மற்றும் தவறு பாதுகாப்பு ஆகியவற்றையும் அடித்துள்ளது.

விசைப்பலகை உள்ளீடு போக்குவரத்து சீரமைப்பை செயல்படுத்தும், வாய்ப்பு தொலைதூர தொடர்பு மின்தோற்ற நியாயாளரின் செயல்பாட்டை நேரவிடம் கண்காணிக்க அல்லது நேரவிடம் தொடர்பு கொள்ள வழிவகுக்கும். வெளியே கடிகாரம் சிப் மைக்ரோகம்பியூட்டரின் மின்சாரத்தை இழந்த போது நேரத்தை பதிவு செய்யும். வெளியே தரவு சேமிப்பு பெரிய அளவிலான தரவுகளை போதுமான அளவில் சேமிக்கும், எதிர்கால ஆராய்ச்சிகளுக்கு உதவும். தவறு பாதுகாப்பு சிப் மைக்ரோகம்பியூட்டரை விதிவிலா நிலைகளில் ஒரு தனிப்பாட்டு செயல்பாட்டு முறையில் செயல்படுத்தும், தவறு நிலைகளில் அதன் தோற்றத்தை பாதுகாத்து, இது ரிலே பாதுகாப்பு சாதனங்களுடன் ஒத்து வரும் போது மின்சாரத்தை பாதுகாத்து செயல்படும்.

5. முடிவு

மின்தோற்ற நியாயாளரின் கேர் செயல்பாட்டு வோல்ட்டேஜ் விதிகளை நிர்ணயிக்க, மின்தோற்ற நியாயாளரின் மாதிரியை வடிவமைத்து விட்டு வோல்ட்டேஜ் வடிவமைப்பு கணக்கீடுகளை நிகழ்த்தப்பட்டது. மாற்றியின் தாள் கோட்டு கால்வடிவமைப்புக்கு, பழைய பொறியியல் கால்வடிவமைப்பை மாற்றி அதிக எளிதாகவும் வேகமாகவும் செயல்படும் டைங்க்ஸ்டார் கால்வடிவமைப்பு பயன்படுத்தப்பட்டது, இது எளிய வடிவமைப்பு மற்றும் நல்ல கால்வடிவமைப்பு தொடர்பு கொண்டது. மின்தோற்ற நியாயாளரின் அதிக அளவிலான வோல்ட்டேஜ் விரிவு வெளிப்படையாக மின்சக்தி தர்ம தகவல்களை நிறைவு செய்யும் மின்தோற்ற நியாயாளரின் மின்தோற்ற நியாயத்தை சுலபமாக உறுதி செய்யும்.