Paindlik vahelduvvoolu ülekandesüsteem - vajadus, määratlus ja tüübid

Proovige Meie Instrumenti Probleemide Kõrvaldamiseks





Miks on vaja paindlikku vahelduvvoolu ülekandesüsteemi?

Tavapärases vahelduvvoolu ülekandesüsteemis piiravad vahelduvvoolu ülekandevõimet mitmed tegurid, nagu termilised piirid, mööduva stabiilsuse piir, pinge piir, lühise voolu piir jne. Need piirid määravad maksimaalse elektrivõimsuse, mida saab tõhusalt edastada elektriseadmeid ja ülekandeliine kahjustamata. See saavutatakse tavaliselt muutustega elektrisüsteemi paigutuses. Kuid see pole teostatav ja veel üks viis maksimaalse võimsuse ülekandevõime saavutamiseks ilma muudatusteta elektrisüsteemi paigutuses. Ka muutuva impedantsiga seadmete, näiteks kondensaatorite ja induktiivpoolide kasutuselevõtuga ei kandu kogu allikast pärinev energia või võimsus koormusele, vaid osa salvestatakse nendesse seadmetesse reaktiivvõimsusena ja tagastatakse allikale. Seega on koormusele või aktiivvõimsusele üle kantud võimsuse tegelik maht alati väiksem kui näivvõimsus või kasulik võimsus. Ideaalseks ülekandeks peaks aktiivvõimsus olema võrdne näivvõimsusega. Teisisõnu, võimsustegur (aktiivvõimsuse ja näivvõimsuse suhe) peaks olema ühtsus. Siit tuleb paindliku vahelduvvoolu ülekandesüsteemi roll.

Enne FAKTIDE üksikasjade juurde asumist tutvustage võimsustegurit.




Mis on võimsustegur?

Võimsustegur on määratletud, kuna see on vooluahela aktiivvõimsuse ja näivvõimsuse suhe.

Sõltumata võimsustegurist peaks teiselt poolt genereeriv võimsus paigutama masinad konkreetse pinge ja voolu edastamiseks. Generaatoritel peab olema võime vastu pidada toodetud elektrienergia hinnatud pingele ja voolule. Võimsusteguri (PF) väärtus jääb vahemikku 0,0–1,0.



Kui võimsustegur on null, on vooluhulk täielikult reaktiivne ja koormusse salvestatud võimsus taastub igas tsüklis. Kui võimsustegur on 1, neelab koormus kogu allika poolt tarnitava voolu. Üldiselt väljendatakse võimsustegurit pinge juhtimise või mahajäämusena.

Ühtsuse võimsusteguri testimisahel

Vooluallikaga vooluahel on 230v ja drossel on ühendatud järjestikku. Kondensaatorid peavad võimsusteguri parandamiseks olema paralleelselt ühendatud SCR-lülitite kaudu. Kui möödavoolulüliti on välja lülitatud, toimib drossel induktorina ja sama vool voolab mõlemas 10R / 10W takistis. Kasutatakse CT-d, mille esmane külg on ühendatud takistite ühise punktiga. CT teine ​​punkt läheb ühte DPDT S1 lüliti ühisesse punkti. Kui DPDT lülitit liigutatakse vasakule, tunneb see suurenenud pinge tekitamiseks vooluga proportsionaalset pingelangust. Pinge langus on proportsionaalne mahajäänud vooluga. Seega annab CT-st primaarne pinge mahajäänud voolu.


Kui kasutatakse mikrokontrolleril põhinevat juhtimisahelat, võetakse nullvoolu võrdlusandmed ja võrreldakse nulltugeväärtusega võimsusteguri arvutamiseks nende ajaerinevuse põhjal. Nii et sõltuvalt ajavahest nõuti nr. SCR lülitit on sisse lülitatud, lülitades sellega täiendavaid kondensaatoreid, kuni võimsustegur on peaaegu ühtsus.

Seega võib sõltuvalt lüliti asendist tajuda mahajäänud voolu või kompenseeritavat voolu ja ekraanil on vastavalt pingete vaheline ajaline viivitus koos vooluteguri kuvamisega.

pealkirjata

Mis on paindlik vahelduvvoolu ülekandesüsteem (FAKTID)?

TO Paindlik vahelduvvoolu ülekandesüsteem Termin 'ülekandevõrk' viitab süsteemile, mis koosneb elektrilistest elektriseadmetest koos elektrisüsteemi seadmetega, et parandada ülekandesüsteemi juhitavust ja stabiilsust ning suurendada võimsuse ülekandevõimalusi. Türistorlüliti leiutamisega avas ukse jõuelektroonikaseadmete väljatöötamiseks, mida nimetatakse paindlike vahelduvvoolu ülekandesüsteemide (FACTS) kontrolleriteks. FACT-süsteemi kasutatakse võrgu kõrgepinge külje juhitavuse tagamiseks, integreerides elektroonilisi elektriseadmeid induktiivse või mahtuvusliku võimsuse sisestamiseks võrku.

4 FAKTIDE kontrollerite tüübid

  • Seeria kontrollerid: Seeriakontrollerid koosnevad kondensaatoritest või reaktoritest, mis toovad liiniga järjestikku pinget. Need on muutuva impedantsiga seadmed. Nende peamine ülesanne on vähendada ülekandeliini induktiivsust. Nad tarnivad või tarbivad muutuvat reaktiivvõimsust. Seeriakontrollerite näited on SSSC, TCSC, TSSC jne.
  • Šundikontrollerid: Šundikontrollerid koosnevad muutuva impedantsiga seadmetest, näiteks kondensaatorid või reaktorid, mis toovad liiniga järjestikku voolu. Nende peamine ülesanne on vähendada ülekandeliini mahtuvust. Sisestatud vool on faasiliini pingega. Šuntkontrollerite näited on STATCOM, TSR, TSC, SVC.
  • Shunt-seeria kontrollerid: Need kontrollerid toovad järjestikuse voolu sisse, kasutades jadakontrollereid, ja pinget šundis, kasutades šundikontrollereid. Näitena võib tuua UPFC.
  • Seeria-seeria kontrollerid : Need kontrollerid koosnevad seeriakontrollerite kombinatsioonist, kusjuures iga kontroller tagab seeriakompensatsiooni ja ka reaalse võimsuse ülekande mööda joont. Näitena võib tuua IPFC.

2 seeria kontrollerite tüüpi

  • Türistoriga juhitav seeria kondensaator (TCSC): Türistoriga juhitav seeriakondensaator (TCSC) kasutab ridaühendusega kondensaatoripanga haldamiseks räni abil juhitavaid alaldeid. See võimaldab utiliiti suurema võimsuse edastamiseks määratud liinil. See koosneb üldjuhul türistoridest, mis on järjestikku induktoriga ja ühendatud üle kondensaatori. See võib töötada blokeerimisrežiimis, kus türistor ei käivitu ja vool läbib ainult kondensaatorit. See võib töötada möödaviigu režiimis, kus vool ületatakse türistorile ja kogu süsteem käitub šunditakistuse võrguna.
  • Staatilise seeria sünkroonkompensaatorid : SSSC on lihtsalt STATCOMi seeriaversioon. Neid ei kasutata ärirakendustes sõltumatute kontrolleritena. Need koosnevad sünkroonsest pingeallikast järjestikku liiniga nii, et see viib liiniga järjestikku sisse kompenseeriva pinge. Need võivad liini pingelangust suurendada või vähendada.

2 paralleelset kontrollerit

  • Staatilised muutujad : Staatiline muutuja kompensaator on kõige primitiivsem ja esimese põlvkonna FACTS-kontroller. See kompensaator koosneb kiirest türistorlülitist, mis juhib reaktorit ja / või šundi mahtuvuslikku panka, et tagada dünaamiline šundikompensatsioon. Need koosnevad tavaliselt šundiga ühendatud muutuva impedantsiga seadmetest, mille väljundit saab reguleerida võimsuselektrooniliste lülitite abil, et viia liinile mahtuvuslik või induktiivne reaktants. Seda saab paigutada liini keskele, et suurendada maksimaalset võimsuse ülekandevõimet, ja selle võib asetada ka liini lõppu, et kompenseerida koormusest tingitud variatsioone.

3 SVC tüüpi on

  1. TSR (türistoriga reaktor) : See koosneb šundiga ühendatud induktiivpoolist, mille impedanssi juhitakse järk-järgult türistorlüliti abil. Türistor lastakse ainult 90 ja 180 kraadi nurga all.
  2. TSC (türistoriga kondensaator) : See koosneb šundiga ühendatud kondensaatorist, mille takistust juhitakse järk-järgult türistori abil. SCR-i abil juhtimise viis on sama mis TSR-i puhul.
  3. TCR (türistoriga juhitav reaktor) : See koosneb šundiga ühendatud induktiivpoolist, mille impedanssi kontrollitakse SCR tulenurga viivitamise meetodiga, kusjuures türistori süütamist kontrollitakse, põhjustades induktori kaudu voolu muutusi.
  • STATCOM (staatiline sünkroonkompensaator) : See koosneb pingeallikast, mis võib olla alalisvoolu energiaallikas, kondensaatorist või induktiivpoolist, mille väljundit saab juhtida türistori abil. Seda kasutatakse reaktiivvõimsuse neelamiseks või tekitamiseks.

Seeria-šundikontroller - ühtne vooluvoolu regulaator:

Need on STATCOMi ja SSSC kombinatsioon, nii et mõlemad on ühendatud ühise alalisvooluallika abil ja tagavad nii aktiivse kui ka reaktiivse realiini kompensatsiooni. See kontrollib kõiki vahelduvvoolu jõuülekande parameetreid.

Püsiseisundpinge juhtimine SVC abil paindlike vahelduvvoolu ülekandesüsteemide jaoks

Paindlik cir

Nullristuvate pingeimpulsside genereerimiseks vajame digitaliseeritud pinge- ja voolusignaale. Võrgust pärit pingesignaal võetakse ja muundatakse silla alaldi abil pulseerivaks alalisvooluks ning antakse digitaalsele pingesignaalile genereerivale komparaatorile. Samamoodi muundatakse voolusignaal pingesignaaliks, võttes kogu takisti koormusvoolu pingelanguse. See vahelduvvoolu signaal teisendatakse uuesti digitaalsignaaliks pingesignaalina. Seejärel saadetakse need digitaalsed pinge- ja voolusignaalid mikrokontrollerile. Mikrokontroller arvutab aja ja erinevuse pinge ja voolu nullpunktide vahel, mille suhe on otseselt proportsionaalne võimsusteguriga ja määrab vahemiku, milles võimsus on. Samamoodi võib türistoriga lülitatud reaktorit (TSR) kasutades tekitada pinge stabiilsuse parandamiseks ka null-ristpinge impulsse.

SVC paindlik vahelduvvoolu ülekandesüsteem

SVC paindlik vahelduvvoolu ülekandesüsteem

SVC paindlik vahelduvvoolu ülekandesüsteem

Ülaltoodud vooluahelat saab kasutada ülekandeliinide võimsusteguri parandamiseks SVC abil. Ta kasutab türistoriga lülitatud kondensaatoreid (TSC), mis põhinevad programmeeritud mikrokontrollerist nõuetekohaselt juhitaval šundikompensatsioonil. See on kasulik võimsusteguri parandamiseks. Kui induktiivkoormus on ühendatud, on võimsustegur mahajäänud koormusvoolu tõttu. Selle kompenseerimiseks on ühendatud šundkondensaator, mis tõmbab allika pinget juhtivat voolu. Siis parandatakse võimsustegurit. Ajavahe nullpinge ja nullvoolu impulsside vahel genereeritakse nõuetekohaselt võrdlusrežiimis olevate võimenditega, mis suunatakse mikrokontrollerite seeriasse 8051.

Kontrolleri FACTS abil saab reaktiivvõimsust juhtida. Alamsünkroonne resonants (SSR) on nähtus, mida võib teatud ebasoodsates tingimustes seostada seeriakompensatsiooniga. SSR-i saab kõrvaldada FACTS-kontrollerite abil. FACTS-seadmete eelised on paljud, näiteks rahaline kasu, tarnete kvaliteedi tõus, suurem stabiilsus jne.

Paindliku vahelduvvoolu ülekandesüsteemi probleem ja viis selle lahendamiseks

Le paindlik vahelduvvoolu edastamine , lülitatakse tahkiseadmeid sageli vooluahelatesse, mida kasutatakse võimsusteguri parandamiseks ja vahelduvvoolu ülekandesüsteemi piiride tõstmiseks. Peamine puudus on aga see, et need seadmed on mittelineaarsed ja indutseerivad süsteemi väljundsignaalis harmoonilisi.

Toiteelektroonikaseadmete vahelduvvoolu ülekandesüsteemi lisamise tõttu tekkinud harmoonikute eemaldamiseks on vaja kasutada aktiivseid filtreid, mis võivad olla vooluallika või pingeallika toitefiltrid. Esimene hõlmab vahelduvvoolu sinusoidiks muutmist. Tehnikaks on kas voolu otsene juhtimine või filtri kondensaatori väljundpinge juhtimine. See on pinge reguleerimine või kaudse voolu juhtimise meetod. Aktiivvõimsusfiltrid süstivad voolu, mis on suuruselt võrdne, kuid faasilt vastupidine koormuse tekitatavale harmoonilisele voolule, nii et need kaks voolu tühistavad üksteise ja allika vool on täielikult sinusoidaalne. Aktiivvõimsusfiltrid sisaldavad võimsuselektroonilisi seadmeid, et toota harmoonilisi voolukomponente, mis mittelineaarsete koormuste tõttu tühistavad väljundsignaali harmoonilise voolu komponendid. Üldiselt koosnevad aktiivvõimsusfiltrid isoleeritud värava bipolaarse transistori ja alalisvoolu siini kondensaatorist toituva dioodi kombinatsioonist. Aktiivfiltrit juhitakse kaudvoolu juhtimismeetodi abil. IGBT ehk isoleeritud värava bipolaarne transistor on pingega juhitav bipolaarne aktiivseade, mis sisaldab nii BJT kui ka MOSFET funktsioone. Vahelduvvoolu ülekandesüsteemi jaoks võib šundi aktiivfilter kõrvaldada harmoonilised, parandada võimsustegurit ja tasakaalustada koormusi.

Trafo toitehaldus

Probleemipüstituses:

1. Krooniline kõrgepinge on enamasti tingitud elektrienergia ülekande- ja jaotussüsteemi pingelanguse liigsest korrigeerimisest. Pinge langus elektrijuhtmetel on levinud olukord kõikjal. Kuid madala elektrilise koormustihedusega kohtades, näiteks äärelinnas ja maapiirkondades, suurendab pikk juhtmete töö probleemi.

2. Takistus põhjustab pinge vähenemise kogu juhi pikkuses, kui vooluhulk suureneb nõudluse rahuldamiseks. Pinge languse korrigeerimiseks kasutab utiliit pinge suurendamiseks (tõstmiseks) või pingutamiseks (langetamiseks) koormuse kraani muutvaid pinge regulaatoreid (OLTC) ja liinilanguse kompenseerimise pinge regulaatoreid (LDC).

3. OLTC-le või LDC-le kõige lähemal asuvad kliendid võivad kogeda ülepinge, kui utiliit üritab ületada nende klientide juhtmete pingelangust liini kaugemas otsas.

4. Paljudes kohtades nähakse koormusest sõltuva pingelanguse mõju igapäevaste kõikumistena, mille tulemusel on pingetasemed madalaima koormuse nõudmise ajal kõrgeimad.

5. Ajaliselt muutuvate koormuste ja leviku mittelineaarsuse tõttu tekivad süsteemi suured häired, mis sisenevad ka tarbijaliinidesse, mis viib kogu süsteemi ebatervislikuks.

6. Kõrgepinge probleemide vähem tüüpiline põhjus on kohalikud trafod, mis on seatud pinge suurendamiseks vähendatud pingetaseme kompenseerimiseks. See juhtub kõige sagedamini suurte koormustega rajatistes jaotustorude lõpus. Suurte koormuste korral püsib normaalne pinge, kuid koormuste väljalülitamisel tõusevad pingetasemed üles.

7. Kummaliste sündmuste ajal põleb trafo nende mähise ülekoormuse ja lühise tõttu läbi. Samuti tõuseb õli temperatuur nende sisemähiseid läbiva voolu taseme tõusu tõttu. Selle tulemuseks on ootamatu pinge, voolu või temperatuuri tõus jaotustrafos.

8. Elektriseadmed on mõeldud töötama toote kindla standardpinge korral, et saavutada kindlaksmääratud jõudluse, tõhususe, ohutuse ja töökindluse tase. Elektriseadme kasutamine üle kindlaksmääratud pingetaseme võib põhjustada selliseid probleeme nagu talitlushäire, seiskamine, ülekuumenemine, enneaegne rike jne. Näiteks võib eeldada, et trükkplaadi eluiga on lühem, kui seda kasutatakse pikad perioodid.

Trafo

Trafo

Lahendus:

  1. Mikrokontrolleril põhineva süsteemi ülesehitus on jälgida trafo sisend- / väljundpoole pinge kõikumisi ja hankida reaalajas andmeid.
  2. Automaatse trafo kraani vahetamise väljatöötamine servo- / samm-mootorite abil.
  3. Lävipinge või hädaolukorra ajal peaks süsteem häiret andma.
  4. Süsteem peaks olema usaldusväärne vastupidav.
  5. Süsteemi saab paigaldada välistrafodele.
  6. Jaotustrafode õlitemperatuuri pideva jälgimise kavandamisel võrreldakse nimiväärtusi ja vastav tegevus hoolitseb.
  7. Elektrisüsteemi võrgus selliste seadmete kasutamine nagu automaatpinge stabiliseerimine (AVR), elektrisüsteemi stabilisaatorid, FAKTID jms.

Tehniline teostatavus:

Mikrokontrolleril põhinev andmesalvestussüsteem (MDLS):

MDLS ei vaja täiendavat riistvara ja võimaldab valida andmemahu ja nende vahelised ajaintervallid. Kogutud andmeid saab jadapordi kaudu hõlpsasti arvutisse eksportida. MDLS on väga kompaktne, kuna see kasutab mõnda integreeritud vooluahelat. Valitud MDLS-i disain peaks vastama järgmistele nõuetele

  1. See peaks olema hõlpsasti programmeeritav.
  2. Kasutajal peab olema võimalus valida mõõtemäärasid.
  3. See peaks andmeid varundama, kui sys-toide on hetkeks häiritud või täielikult eemaldatud.
  4. Sellel peaks olema võimalus andmeid jadapordi kaudu arvutisse eksportida.
  5. See peaks olema lihtne ja odav.

Loodan, et olete ülaltoodud artiklist mõistnud paindliku vahelduvvoolu ülekande mõistet. Kui teil on selle kontseptsiooni või elektri- ja elektroonilised projektid lahkuge allpool olevast kommentaaride jaotisest.

Foto krediit