विद्युत ऊर्जा की गुणवत्ता में सुधार के उपाय और तकनीकी साधन

वोल्टेज विचलन और उतार-चढ़ाव को मानकों के अनुरूप मूल्यों के भीतर रखने के लिए, वोल्टेज विनियमन की आवश्यकता होती है।

वोल्टेज विनियमन विशेष तकनीकी साधनों की मदद से बिजली आपूर्ति प्रणाली के विशिष्ट बिंदुओं पर वोल्टेज के स्तर को बदलने की एक प्रक्रिया है, जो पूर्व निर्धारित कानून के अनुसार स्वचालित रूप से की जाती है। बिजली केंद्रों (सीपीयू) में वोल्टेज विनियमन कानून बिजली आपूर्ति संगठन द्वारा निर्धारित किया जाता है, यदि संभव हो तो उस सीपीयू से जुड़े अधिकांश उपयोगकर्ताओं के हितों को ध्यान में रखते हुए।

विद्युत ऊर्जा रिसीवर के टर्मिनलों पर आवश्यक वोल्टेज शासन सुनिश्चित करने के लिए, वोल्टेज विनियमन के निम्नलिखित तरीकों का उपयोग किया जाता है: बिजली संयंत्रों और सबस्टेशनों (सीपीयू) की बसों में, आउटगोइंग लाइनों, संयुक्त और अतिरिक्त पर।

प्रोसेसर बसों पर वोल्टेज को विनियमित करते समय, वे तथाकथित प्रतिधारा विनियमन प्रदान करते हैं।काउंटर वोल्टेज विनियमन को वोल्टेज को उच्चतम लोड पर 5 - 8% नाममात्र और लोड के आधार पर रैंप के साथ सबसे कम लोड पर नाममात्र (या कम) तक वोल्टेज बढ़ाने के रूप में समझा जाता है।

आपूर्ति ट्रांसफार्मर के परिवर्तन अनुपात को बदलकर विनियमन किया जाता है ... इस उद्देश्य के लिए, ट्रांसफार्मर ऑन-लोड वोल्टेज विनियमन साधन (ओएलटीसी) से लैस हैं ... ऑन-लोड स्विच वाले ट्रांसफार्मर ± 10 से ± 16% की सीमा में वोल्टेज विनियमन की अनुमति देते हैं। संकल्प 1.25 - 2.5% के साथ। पावर ट्रांसफॉर्मर 6 - 20 / 0.4 केवी उपकरण स्विच ऑफ-सर्किट स्विच (उत्तेजना के बिना स्विचिंग) के नियंत्रण उपकरणों को ± 5% की सीमा और ± 2.5% (तालिका 1) के समायोजन चरण के साथ स्विच करते हैं।

तालिका 1. सर्किट ब्रेकर के साथ 6-20 / 0.4 केवी ट्रांसफार्मर के लिए वोल्टेज भत्ता

सही पसंद परिवर्तन कारक एक सर्किट ब्रेकर के साथ एक ट्रांसफॉर्मर (उदाहरण के लिए मौसमी विनियमन के साथ) लोड में परिवर्तन होने पर सर्वोत्तम संभव वोल्टेज शासन प्रदान करता है।

नेटवर्क की लंबाई और उसके सर्किट, प्रतिक्रियाशील पावर रिजर्व इत्यादि के आधार पर, वोल्टेज विनियमन की एक या दूसरी विधि का उपयोग करने की समीचीनता स्थानीय परिस्थितियों द्वारा निर्धारित की जाती है।

वोल्टेज विचलन सूचक नेटवर्क में वोल्टेज हानि पर निर्भर करता है, नेटवर्क और लोड के प्रतिरोध पर निर्भर करता है।व्यवहार में, नेटवर्क के प्रतिरोध में परिवर्तन तारों और केबल कोर के क्रॉस-सेक्शन को चुनते समय उसमें वोल्टेज में बदलाव के साथ जुड़ा होता है, विद्युत शक्ति के रिसीवर के वोल्टेज में विचलन को ध्यान में रखते हुए (के अनुसार) अनुमेय वोल्टेज नुकसान), साथ ही ओवरहेड लाइनों में कैपेसिटर के श्रृंखला कनेक्शन का उपयोग करते समय (अनुदैर्ध्य मुआवजा स्थापना - यूपीके)।

श्रृंखला में जुड़े कैपेसिटर लाइन के कुछ आगमनात्मक प्रतिरोध की भरपाई करते हैं, इस प्रकार लाइन में प्रतिक्रियाशील घटक को कम करते हैं और लोड के आधार पर नेटवर्क में कुछ अतिरिक्त वोल्टेज बनाते हैं।

केवल महत्वपूर्ण भार प्रतिक्रियाशील शक्ति (tgφ> 0.75-1.0) के लिए कैपेसिटर के श्रृंखला कनेक्शन की सिफारिश की जाती है। यदि प्रतिक्रियाशील शक्ति कारक शून्य के करीब है, लाइन वोल्टेज हानि मुख्य रूप से सक्रिय प्रतिरोध और सक्रिय शक्ति द्वारा निर्धारित किया जाता है। इन मामलों में, आगमनात्मक प्रतिरोध मुआवजा अव्यावहारिक है।

लोड में तेज उतार-चढ़ाव के मामले में यूपीसी का उपयोग बहुत प्रभावी है, क्योंकि कैपेसिटर (जोड़े गए वोल्टेज का मूल्य) का विनियमन प्रभाव लोड करंट के समानुपाती होता है और व्यावहारिक रूप से बिना किसी जड़ता के स्वचालित रूप से बदल जाता है। इसलिए, कैपेसिटर के श्रृंखला कनेक्शन का उपयोग वोल्टेज 35 केवी और नीचे की ओवरहेड लाइनों में किया जाना चाहिए, अपेक्षाकृत कम बिजली कारक के साथ अचानक वैकल्पिक भार की आपूर्ति करना। उनका उपयोग औद्योगिक नेटवर्क में तेजी से उतार-चढ़ाव वाले भार के साथ भी किया जाता है।

नेटवर्क प्रतिरोध को कम करने के लिए ऊपर चर्चा किए गए उपायों के अलावा, नेटवर्क लोड को बदलने के उपाय, विशेष रूप से प्रतिक्रियाशील वाले, वोल्टेज के नुकसान में कमी लाते हैं और इसलिए एंड-ऑफ-लाइन वोल्टेज में वृद्धि करते हैं। यह पार्श्व क्षतिपूर्ति प्रतिष्ठानों (लोड के साथ समानांतर में कैपेसिटर बैंकों को जोड़ने) और उच्च गति प्रतिक्रियाशील शक्ति स्रोतों (RPS) को लागू करके, प्रतिक्रियाशील शक्ति परिवर्तनों की वास्तविक अनुसूची विकसित करके किया जा सकता है।

नेटवर्क वोल्टेज शासन में सुधार करने के लिए, वोल्टेज विचलन और उतार-चढ़ाव को कम करने के लिए, स्वचालित उत्तेजना नियंत्रण के साथ शक्तिशाली सिंक्रोनस मोटर्स का उपयोग करना संभव है।

ऐसे सुधार करना बिजली गुणवत्ता संकेतक विद्युत रिसीवरों को जोड़ने की सिफारिश की जाती है जो उच्चतम शॉर्ट-सर्किट पावर मूल्यों के साथ सिस्टम बिंदुओं पर सीई को विकृत करते हैं। और विशिष्ट भार वाले नेटवर्क में शॉर्ट-सर्किट धाराओं को सीमित करने के साधनों का उपयोग केवल स्विचिंग उपकरणों और विद्युत उपकरणों के विश्वसनीय संचालन को सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक सीमा के भीतर किया जाना चाहिए।

गैर-साइनसॉइडल वोल्टेज के प्रभाव को कम करने के मुख्य तरीके। तकनीकी साधनों में उपयोग किया जाता है: फिल्टर डिवाइस: संकीर्ण-बैंड गुंजयमान फिल्टर, फिल्टर-क्षतिपूर्ति डिवाइस (FCD), फिल्टर बैलेंसिंग डिवाइस (FSU), IRM युक्त FCD, विशेष उपकरण के निम्न स्तर की विशेषता के साथ समानांतर में स्विच करना उच्च हार्मोनिक्स की पीढ़ी, "असंतृप्त" ट्रांसफार्मर, बेहतर ऊर्जा विशेषताओं के साथ मल्टीफ़ेज़ कन्वर्टर्स।

अंजीर में।1, उच्च हार्मोनिक्स के साथ अनुप्रस्थ (समानांतर) निष्क्रिय फिल्टर का आरेख दिखाता है। एक फ़िल्टर कनेक्शन श्रृंखला में जुड़े अधिष्ठापन और समाई का एक सर्किट है, जो एक विशेष हार्मोनिक की आवृत्ति के लिए ट्यून किया गया है।

चावल। 1. उच्च हार्मोनिक्स वाले फिल्टर के योजनाबद्ध आरेख: ए - निष्क्रिय, बी - सक्रिय फिल्टर (एएफ) एक वोल्टेज स्रोत के रूप में, सी - एएफ एक वर्तमान स्रोत के रूप में, वीपी - वाल्व कनवर्टर, एफ 5, एफ 7 - क्रमशः फ़िल्टर कनेक्शन 5 7 वें और सातवाँ हार्मोनिक्स, tis-लाइन वोल्टेज, tiAF-AF वोल्टेज, टिन-लोड वोल्टेज, Azc-लाइन करंट, AzAf-AF द्वारा उत्पन्न करंट, Azn-लोड करंट

उच्च हार्मोनिक धाराओं के लिए फ़िल्टर कनेक्शन का प्रतिरोध Xfp = XLn-NS° C/n, जहां XL, Xc क्रमशः रिएक्टर और कैपेसिटर बैंक के विद्युत आवृत्ति वर्तमान के प्रतिरोध हैं, n - हार्मोनिक घटक की संख्या।

जैसे-जैसे आवृत्ति बढ़ती है, रिएक्टर इंडक्शन आनुपातिक रूप से बढ़ता है और कैपेसिटर बैंक हार्मोनिक संख्या के व्युत्क्रमानुपाती घटता है। एक हार्मोनिक्स की आवृत्ति पर, रिएक्टर का आगमनात्मक प्रतिरोध कैपेसिटर बैंक की समाई के बराबर हो जाता है और वोल्टेज अनुनाद... इस मामले में, फिल्टर कनेक्शन एन गुंजयमान आवृत्ति वर्तमान का प्रतिरोध शून्य है और यह इस आवृत्ति पर विद्युत प्रणाली का संचालन करता है। प्रतिध्वनि आवृत्ति के हार्मोनिक संख्या यार की गणना सूत्र द्वारा की जाती है

एक आदर्श फ़िल्टर पूरी तरह से हार्मोनिक धाराओं को उन आवृत्तियों को फ़िल्टर करता है जिनके लिए इसके कनेक्शन ट्यून किए जाते हैं।व्यवहार में, हालांकि, रिएक्टरों और कैपेसिटर बैंकों पर सक्रिय प्रतिरोध की उपस्थिति और फिल्टर कनेक्शन की गलत ट्यूनिंग हार्मोनिक्स के अपूर्ण फ़िल्टरिंग का कारण बनती है। समानांतर फ़िल्टर वर्गों की एक श्रृंखला है, प्रत्येक एक विशिष्ट हार्मोनिक आवृत्ति के लिए प्रतिध्वनित करने के लिए ट्यून किया गया है।

फ़िल्टर में लिंक की संख्या मनमानी हो सकती है। व्यवहार में, 5वें, 7वें, 11वें, 13वें, 23वें और 25वें हार्मोनिक्स की आवृत्तियों के अनुरूप दो या चार खंडों वाले फिल्टर आमतौर पर उपयोग किए जाते हैं। अनुप्रस्थ फिल्टर उन दोनों जगहों पर जुड़े हुए हैं जहां उच्च हार्मोनिक्स दिखाई देते हैं और उन बिंदुओं पर जहां वे प्रवर्धित होते हैं। क्रॉसओवर फ़िल्टर प्रतिक्रियाशील शक्ति का एक स्रोत और प्रतिक्रियाशील भार की भरपाई करने का साधन है।

फ़िल्टर के पैरामीटर इस तरह से चुने जाते हैं कि कनेक्शन फ़िल्टर किए गए हार्मोनिक्स की आवृत्तियों के साथ अनुनाद में ट्यून किए जाते हैं, और उनकी क्षमता औद्योगिक आवृत्ति पर आवश्यक प्रतिक्रियाशील शक्ति उत्पन्न करना संभव बनाती है। कुछ मामलों में, प्रतिक्रियाशील शक्ति की भरपाई के लिए एक कैपेसिटर बैंक फ़िल्टर के साथ समानांतर में जुड़ा हुआ है। इस तरह के एक उपकरण को एक क्षतिपूर्ति फिल्टर (PKU) कहा जाता है।

वर्तमान में, निष्क्रिय नैरोबैंड फिल्टर के अलावा, वे सक्रिय फिल्टर (एएफ) का भी उपयोग करते हैं। पल्स मॉड्यूलेशन के माध्यम से। इसमें मानक योजनाओं के अनुसार जुड़े एकीकृत बिजली स्विच शामिल हैं।वोल्टेज स्रोत के रूप में नेटवर्क का AF कनेक्शन अंजीर में दिखाया गया है। 1, बी, वर्तमान स्रोत के रूप में - अंजीर में। 1, सी।

लो-वोल्टेज नेटवर्क में व्यवस्थित असंतुलन को चरणों के बीच एकल-चरण भार के तर्कसंगत वितरण द्वारा इस तरह से कम किया जाता है कि इन भारों का प्रतिरोध लगभग एक दूसरे के बराबर होता है। यदि सर्किट समाधानों का उपयोग करके वोल्टेज असंतुलन को कम नहीं किया जा सकता है, तो विशेष उपकरणों का उपयोग किया जाता है: कैपेसिटर बैंकों (छवि 2) के असममित स्विचिंग या सिंगल-फेज लोड के बैलेंसिंग सर्किट (छवि 3)।

चावल। 2. कैपेसिटर बैंक बैलेंसिंग डिवाइस

चावल। 3. विशेष बालन सर्किट

यदि संभाव्यता कानून के अनुसार विषमता बदलती है, तो कम करने के लिए स्वचालित संतुलन उपकरणों का उपयोग किया जाता है, जिनमें से एक का आरेख अंजीर में दिखाया गया है। 4. समायोज्य सममित उपकरण महंगे और जटिल हैं और उनका आवेदन नई समस्याएं (विशेष रूप से गैर-साइनसॉइडल वोल्टेज) उठाता है। इसलिए, रूस में बालन के उपयोग का कोई सकारात्मक अनुभव नहीं है।

चावल। 4. विशिष्ट बालन सर्किट

सर्ज प्रोटेक्शन के लिए, सर्ज अरेस्टर... शॉर्ट-टर्म वोल्टेज डिप्स और वोल्टेज डिप्स के खिलाफ, डायनेमिक वोल्टेज डिस्टॉर्शन कम्पेसाटर (DKIN) का उपयोग किया जा सकता है, जो कई बिजली की गुणवत्ता की समस्याओं को हल करता है, जिसमें डिप्स (आवेग सहित) और आपूर्ति वोल्टेज में वृद्धि शामिल है।

डीकेआईएन के मुख्य लाभ:

• बैटरी के बिना और उनसे जुड़ी सभी समस्याएं,

• कम बिजली रुकावटों के लिए प्रतिक्रिया समय 2 एमएस,

• DKIN डिवाइस की दक्षता 50% लोड पर 99% से अधिक और 100% लोड पर 98.8% से अधिक है,

• कम ऊर्जा खपत और कम परिचालन लागत,

• हार्मोनिक घटकों का मुआवजा, घबराना,

• साइनसोइडल आउटपुट वोल्टेज,

• सभी प्रकार के शॉर्ट सर्किट से सुरक्षा,

• उच्च विश्वसनीयता।

विशिष्ट भार के बिजली रिसीवर के नेटवर्क पर नकारात्मक प्रभाव के स्तर को कम करना (झटका, गैर-रैखिक वोल्ट-एम्पीयर विशेषताओं के साथ, असममित) उनके सामान्यीकरण और विशिष्ट और "साइलेंट" भार में बिजली आपूर्ति के विभाजन द्वारा प्राप्त किया जाता है।

विशिष्ट भार के लिए एक अलग इनपुट के आवंटन के अलावा, बिजली आपूर्ति योजनाओं के तर्कसंगत निर्माण के लिए अन्य समाधान संभव हैं:

• स्प्लिट सेकेंडरी वाइंडिंग वाले ट्रांसफार्मर के साथ 6-10 kV के वोल्टेज पर मुख्य स्टेप-डाउन सबस्टेशन की चार-खंड योजना और «साइलेंट» और विशिष्ट लोड की अलग आपूर्ति के लिए डबल रिएक्टरों के साथ,

• शॉर्ट-सर्किट धाराओं की अनुमति होने पर 6-10 kV अनुभागीय स्विच पर स्विच करके समानांतर ऑपरेशन के लिए मुख्य स्टेप-डाउन सबस्टेशन (GPP) के ट्रांसफार्मर का स्थानांतरण। यह उपाय अस्थायी रूप से भी लागू किया जा सकता है, उदाहरण के लिए बड़े इंजनों की स्टार्ट-अप अवधि के दौरान,

• दुकान के बिजली नेटवर्क में अचानक बिजली की आपूर्ति (उदाहरण के लिए, वेल्डिंग उपकरणों से) से अलग से एक प्रकाश भार लागू करना।