Soluzio Osoa Iturriko Tentsoreen Ariketa-Principioetik Etenduak: Oinarrizko Printzipioetatik Eskuergatik Gertatzen Denetara

1. Ahalako eta teknologia baten eboluzioa

Ahalako (SVR) moderno subestazioetan tensioaren erregulatzaile garrantzitsua da, tapak aldatzearen mekanismoaren bidezko tensio zehatzeko lortzen duena. Oinarriko printzipioa transformagailuaren arrazoia aldatzean datza: tensioaren desbideratze bat detektatzen denean, motor-egoera sistema bat tapak aldatzen ditu espiralaren biraketa arrazoiari egokitu eta irteera-tensioa aldatzeko. SVR arruntak ±10% tensio erregulazioa ematen du 0.625% edo 1.25% pausoekin, ANSI C84.1 estandarraren arabera.

1.1 Ahalako erregulazio mailakatuaren mekanismoa

• Tapak aldatze sistemak: Motor-egoera mekaniko eta elektronikoki solidoak konbinatzen ditu. "Make-before-break" printzipioa erabiltzen du, transizioaren resistorekin zirkulazio-egoera murriztu eta energia-egoera ininterrumpidua mantentzeko. Aldaketak 15–30 ms tartean amaitzen dira, tensioaren jaitsiak sensitibo gertatzen diren tresnak saihesteko.
• Mikroprozesadore kontrol unitatea: 32-bit RISC prozesadorekin osatuta dago (≥100 lagin/segundoko tensio-laginketa erreala). DSP FFT analisia erabiltzen du oinarrizko eta harmonikoen komponenteak bereizteko, ±0.5% neurtzeko zehaztasuna lortuz.

1.2 Moderno digitalen kontrol teknologiak
Multifunktso kontrol moduluen integrazioa eskema konplexuen optimizazioa ahalbidetzen du:

• Ahalako automatikoa (VFR): Sistema gainkargatuta dagoenean irteera-tensioa gutxitzen du, 4–8% gutxiegiak lortuz. Formula: Eff. VSET = VSET × (1 - %R), non %R (ohikoa 2–8%) gutxiegi-ratioa definitzen duen. Adibidez, 122V sisteman 4.9% gutxi egiten badugu, 116V emango du.
• Tensio-muga: Mugak ezartzen ditu (adibidez, ±5% Un). Tension-violationen bitartean automatikoki interbenitzen da, lokal edo urruneko operariak edo SCADA kudeatzaileak gainontzeko aukeratzen duten.
• Fault Ride-Through: Akats-bista gisa tensioa gutxitu egiten denean (adibidez, 70% Un). EEPROM biltegiratzaileak parametro nagusiak ≥72 ordu gorabehera mantentzen ditu.

2. Subestazio-sistema integrazio soluzioak

2.1 Transformagailuaren tapak kontrolatuak & paraleloko kompentsazioa
Tensio erregulazioa beharrezkoa da gertakaritz hainbat gailu kontrolatzeko:

• On-Load Tap Changer (OLTC): ±10% eremuko erregulatzaile nagusia. OLTC modernoak elektroniko posizio sensorra (±0.5% zehaztasunarekin) erabiltzen ditu datu erreala SCADAra bidaltzeko.
• Kondensadore taldeak: Indar reaktiboaren eskariaren arabera automatikoki aktibatzen dira. Konfigurazio arrunta: 4–8 taldea, kapasitatea transformagailuaren ehunekoaren 5–15% (adibidez, 33kV sistemetan 2–6 Mvar). Kudeaketa estrategiak tensioaren desbideratzea eta indar faktorea (helburua: 0.95–1.0) orekatu behar ditu, gainkompentsazioa saihesteko.

2.2 Lerro-gorabehera kompentsazio teknologiak
Distantzia luzeetako lerroek erregulazio estrategiak banatzen dituzte:

• Serieko kompentsazioa: 10–33kV goi-lerroetan serieko kondensadoreak instalatzen dira, lerroaren reaktiboaren 40–70% konpentsatzeko. Adibidez, 15 km erdian kokatutako 2000μF kondensadoreak amaiera-tensiona 4–8% gehitzen dizkie, MOV surge arresterekin babestua.
• Lerroko erregulatzaileak (SVR): Subestazioetatik 5–8 km distantziara kokatzen dira. Kapasitatea: 500–1500 kVA, ±10% eremua. FTUek (Feeder Terminal Units) integratuta daude, lokalki automatizatzeko, komunikazio mendekotasuna murriztuz.

2.3 Gailu-konfigurazioa

3. Kontrol estrategiak hobetuak

3.1 Etaika ohiko lau-zona kontrola & hobekuntzak
Tensio-indar reaktibo planoak 9 zonetan zatitzen dira aukeratutako ekintzak abiarazteko:

• Zona logika: Muga tensio-limitak (adibidez, ±3% Un) eta reaktibo-limitak (adibidez, ±10% Qn) definitzen ditu. Adibidez, Zona 1 (tensio baxua) tensio handitzeko ekintza abiarazten du.
• Muga: Muga-oszilazioak gertakaritz asko (adibidez, Zona 5-an kondensadoreak aldatzen dira), eta multiezko mugarik gabeko kopplamenduak (adibidez, tensio-violation + reaktibo-defektu) ezingo ditu kudeatu.

3.2 Fuzzy kontrola & zona dinamikoa
Sistema modernoak fuzzy logika erabiltzen dute mugalariak gainditzeko:

• Fuzzifikazioa: Tensio-desbideratzea (ΔU) eta reaktibo-desbideratzea (ΔQ) fuzzy aldagai gisa definitzen dira (adibidez, Negative Large to Positive Large), trapezoidal membership funtzioekin.
• Rule Base: 81 fuzzy arau nonlineal mapatzea ahalbidetzen du, adibidez:
• IF ΔU is Negative Large AND ΔQ is Zero THEN Raise Voltage.
• Dinamikoki egokitzapena: Karga handiekunean tensio dead zones luzatu (±1.5%→±3%), gertakaritz asko 40–60% gutxitzen ditu.

3.3 Objetibu anitzeko optimizazioa
Energia banatua integrazio eskematan:

• Objetibu funtzioa:
  Min[Ploss + λ1·(Uref - Umeas)² + λ2·(Qbalance) + λ3·(Tap_change)]
  (λ: weighting coefficients; Tap_change: tap operation cost)
• Mugak:
1. Tensio segurtasuna: Umin ≤ Ui ≤ Umax
2. Gailuaren kapasitatea: |Qc| ≤ Qcmax
3. Eguneko tapa-aldaerak: ∑|Tap_change| ≤ 8
• Algoritmoa: PSO optimizazioa hobetua 50 partikula <3s arte konbergitzen du, errealdian beharrezkoa.

4. Komunikazioa & automatizazio sustapatzaile sistema

4.1 IEC 61850 komunikazio arkitektura

• GOOSE Mezuak: Estazioen arteko komandoak <10ms dela. Tensio-kontrol koordinatua (adibidez, subestazioak erantzuten dute 100ms arte estazio nagusien komandoetan).
• Informazio modelizazioa: Logikoko nodoak definitzen ditu (adibidez, ATCC tapak kontrolatzeko, CPOW kondensadoreentzat), 30+ datu objektu (adibidez, TapPos, VoltMag) plug-and-play integratzeko.

4.2 SCADA sistema integrazioa

• Datu-hartzea: RTUk datu garrantzitsuak (tensioa, egoera, tap pozizioa) 2 segundo bakoitzeko, tensio-datuak priorizatuta.
• Kontrol-funtzioak:
1. Remote parameter adjustment (e.g., VSET, %R).
2. Seamless auto/manual mode switching.
3. Automatic operation lock during device faults.
• Visualizazioa: Dynamic single-line diagrams (voltage violations highlighted in red), trend curves, and audible alarms.

4.3 Protokolo komunikazio nagusiak

5. Prestakuntza optimizazioa & balidazioa

5.1 Tensio optimizazio protokoloa (VO) implementazioa
EE U.S. Energy Association-en hiru mailako approba:

1. Fixed Voltage Reduction (VFR): Full-time 2–3% reduction (e.g., 122V→119V). Suitable for stable loads. Annual savings: 1.5–2.5%, but risks motor startup issues.
2. Line Drop Compensation (LDC): Dynamically adjusts voltage based on load current.
3. Automatic Voltage Feedback (AVFC): Closed-loop control using 3–5 remote sensors/feeder. PID algorithm with 30s cycles.

5.2 Prestakuntza kuantifikazioa

• Data Collection: 0.2S-class power analyzers record voltage, THD, and power parameters (1s intervals, 7-day duration).
• Energy Savings Calculation: Regression analysis excludes temperature effects.
• Key Metrics:
• Voltage compliance rate: >99.5%
• Daily device actions: <4
• Line loss reduction: 3–8%
• Capacitor switching lifespan: >100,000 cycles.

5.3 Optimization Technique Comparison