Зашто је потребан флексибилан систем преноса наизменичне струје?

У конвенционалном систему преноса наизменичном струјом, способност преноса наизменичне струје ограничена је са неколико фактора као што су топлотна ограничења, ограничење прелазне стабилности, ограничење напона, ограничење струје кратког споја итд. Ова ограничења дефинишу максималну електричну снагу која се може ефикасно пренети кроз далековода без наношења штете на електричној опреми и далеководима. То се обично постиже уношењем промена у распоред електроенергетског система. Међутим, ово није изводљиво и други начин постизања максималне могућности преноса снаге без икаквих промена у распореду електроенергетског система. Такође, увођењем уређаја са променљивом импедансом попут кондензатора и пригушница, целокупна енергија или снага из извора се не преноси на оптерећење, већ се део у тим уређајима складишти као реактивна снага и враћа у извор. Стога је стварна количина снаге која се преноси на оптерећење или активна снага увек мања од привидне снаге или нето снаге. За идеалан пренос, активна снага треба да буде једнака привидној снази. Другим речима, фактор снаге (однос активне снаге и привидне снаге) треба да буде јединство. Ту долази улога флексибилног система преноса наизменичне струје.

“кола претварача фреквенције у напон ”

Пре него што пређемо на детаље о ЧИЊЕНИЦАМА, укратко о фактору снаге.

Шта је фактор снаге?

Фактор снаге је дефинисан као однос активне снаге и привидне снаге у колу.

Без обзира на фактор снаге, с друге стране, производна снага треба да постави машине да испоручују одређени напон и струју. Генератори морају имати способност да издрже процењени напон и струју произведене снаге. Вредност фактора снаге (ПФ) је између 0,0 и 1,0.

Ако је фактор снаге нула, тренутни проток је у потпуности реактиван и снага ускладиштена у оптерећењу враћа се на сваки циклус. Када је фактор снаге 1, сва струја коју напаја извор прождире оптерећење. Генерално, фактор снаге се изражава као водећи или заостали напон.

Јединица за испитивање фактора снаге

Коло са напајањем је 230в, а пригушница је повезана у серију. Кондензатори морају бити паралелно повезани преко СЦР прекидача како би се побољшао фактор снаге. Док је премосник прекидача искључен, пригушница делује као индуктор и иста струја ће тећи у оба отпорника 10Р / 10В. ЦТ се користи као примарна страна која је повезана са заједничком тачком отпорника. Друга тачка ЦТ-а иде у једну од уобичајених тачака прекидача ДПДТ С1. Док се ДПДТ прекидач помера улево, тада се осећа пад напона пропорционалан струји да би се повећао напон. Пад напона је пропорционалан заосталој струји. Тако примарни напон са ЦТ-а даје заосталу струју.

Ако се користи контролно коло засновано на микроконтролеру, тада прима референтне вредности нулте струје и упоређује се са референтним вредностима нултог напона за израчунавање фактора снаге на основу њихове временске разлике. Дакле, у зависности од потребне временске разлике бр. СЦР прекидача су укључени, чиме се пребацују додатни кондензатори док фактор снаге не буде приближно јединствен.

Према томе, у зависности од положаја прекидача, може се осетити заостала струја или компензована струја и приказ у складу с тим пружа временско кашњење између напона, струје са приказом фактора снаге.

без наслова

Шта је флексибилни систем за наизменичну струју (ЧИЊЕНИЦЕ)?

ДО Флексибилни систем за наизменичну струју односи се на систем који се састоји од енергетских електронских уређаја заједно са уређајима електроенергетског система ради побољшања управљивости и стабилности преносног система и повећања могућности преноса снаге. Изумом тиристорског прекидача отворила су се врата за развој уређаја за енергетску електронику познатих као контролори флексибилних система за пренос АЦ (ФАЦТС). Систем ФАЦТ се користи за обезбеђивање управљања високонапонском страном мреже уграђивањем енергетских електроничких уређаја за увођење индуктивне или капацитивне снаге у мрежу.

4 врсте контролера ЧИЊЕНИЦЕ

Серијски контролери: Серијски контролери састоје се од кондензатора или реактора који уводе напон у серију са водом. Они су уређаји променљиве импеданце. Њихов главни задатак је да смање индуктивност далековода. Они испоручују или троше променљиву јалову снагу. Примери серијских контролера су СССЦ, ТЦСЦ, ТССЦ итд.
Схунт контролери: Схунт контролери се састоје од уређаја са променљивом импедансом попут кондензатора или реактора који уводе струју у серију са линијом. Њихов главни задатак је смањење капацитивности далековода. Убризгана струја је у фази са линијским напоном. Примери шантовских регулатора су СТАТЦОМ, ТСР, ТСЦ, СВЦ.
Контролори серије Схунт: Ови контролери уводе струју у серију помоћу серијских контролера и напон у ранжирању помоћу управљача за шанте. Пример је УПФЦ.
Контролери серије-серије : Ови контролери се састоје од комбинације серијских контролера са сваким контролером који пружа серијску компензацију и такође преносе стварну снагу дуж линије. Пример је ИПФЦ.

2 врсте серијских контролера

Тиристорски контролисани серијски кондензатор (ТЦСЦ): Тиристорски контролисани серијски кондензатор (ТЦСЦ) користи силиконски контролисане исправљаче за управљање серијом кондензатора повезаних линијом. Ово омогућава услужни програм за пренос веће снаге на одређеној линији. Генерално се састоји од тиристора у низу са пригушницом и повезаних преко кондензатора. Може да ради у режиму блокирања где се тиристор не покреће и струја пролази само кроз кондензатор. Може да ради у бајпас моду где се струја заобилази на тиристор и цео систем се понаша као мрежа импеданције шанта.

Синхрони компензатори статичке серије : СССЦ је једноставно серијска верзија СТАТЦОМ-а. Они се не користе у комерцијалним апликацијама као независни контролери. Састоје се од синхроног извора напона у низу са линијом тако да уводи компензациони напон у серији са линијом. Они могу повећати или смањити пад напона на линији.

2 паралелна контролера

Статички променљиви компензатори : Компензатор статичке променљиве је најпримитивнији и прва генерација ФАЦТС регулатора. Овај компензатор се састоји од брзог тиристорског прекидача који контролише реактор и / или кондензаторску банку ранжирања како би се обезбедила динамичка компензација шанта. Они се углавном састоје од шанта повезаних уређаја променљиве импедансе чији се излаз може подесити помоћу електронских прекидача снаге да би се увео капацитивни или индуктивни отпор у вод. Може се поставити на средину линије како би се повећала максимална способност преноса снаге, а може се поставити и на крај линије како би се надокнадиле разлике због оптерећења.

3 врсте СВЦ су

ТСР (тиристорски преклопни реактор) : Састоји се од индукционо повезане индуктивности чија се импеданса постепено контролише помоћу тиристорског прекидача. Тиристор се пуца само под угловима од 90 и 180 степени.
ТСЦ (тиристорски преклопни кондензатор) : Састоји се од шанта спојеног кондензатора чија се импеданса постепено контролише помоћу тиристора. Начин контроле помоћу СЦР је исти као и ТСР.
ТЦР (тиристорски контролисан реактор) : Састоји се од индуктивног калема индуктивитета чија се импеданса контролише СЦР методом одлагања угла пуцања, при чему се контролисање пуцања тиристора доводи до промене струје кроз индуктор.

СТАТЦОМ (статички синхрони компензатор) : Састоји се од извора напона који може бити извор једносмерне енергије или кондензатор или индуктор чији се излаз може контролисати помоћу тиристора. Користи се за апсорпцију или генерисање реактивне снаге.

Серијски шант-контролер - обједињени контролер протока снаге:

Они су комбинација СТАТЦОМ-а и СССЦ-а, тако да се оба комбинују користећи заједнички извор једносмерне струје и пружају и активну и реактивну серијску компензацију. Контролише све параметре преноса наизменичне струје.

Стационарна контрола напона помоћу СВЦ за флексибилне системе преноса наизменичне струје

Флексибилна цир

Да би се генерисали импулси напона који прелазе нулу, требају нам дигитализовани напонски и струјни сигнали. Сигнал напона из мреже се узима и мостним исправљачем претвара у пулсирајућу једносмерну струју и даје се упоређивачу који генерише дигитални сигнал напона. Слично томе, струјни сигнал се претвара у напонски сигнал узимајући пад напона струје оптерећења на отпорнику. Овај АЦ сигнал поново ће се претворити у дигитални сигнал као сигнал напона. Тада се ови дигитализовани напонски и струјни сигнали шаљу микроконтролеру. Микроконтролер ће израчунати временску разлику између тачака пресека нула напона и струје, чији је однос директно пропорционалан фактору снаге и одређује опсег у којем је снага. На исти начин, коришћењем тиристорског комутираног реактора (ТСР) могу се генерисати и нул-унакрсни напонски импулси за побољшање стабилности напона.

Флексибилни систем преноса наизменичне струје компаније СВЦ

Горње коло се може користити за побољшање фактора снаге преносних водова користећи СВЦ. Користи кондензаторе са тиристорском комутацијом (ТСЦ) засноване на компензацији ранга, правилно контролисаној од програмираног микроконтролера. Ово је корисно за побољшање фактора снаге. Ако је индуктивно оптерећење повезано, фактор снаге заостаје због заостајања струје оптерећења. Да би се то надокнадило, прикључен је ранжирни кондензатор који црпи струју која води напон извора. Тада ће се извршити побољшање фактора снаге. Временско кашњење између нултог напона и нултострујних импулса уредно генеришу оперативни појачавачи у режиму упоређивања који се напајају у серију 8051 микроконтролера.

Коришћењем контролера ФАЦТС може се контролисати реактивна снага. Суб синхрона резонанца (ССР) је појава која се може повезати са серијском компензацијом под одређеним неповољним условима. Елиминација ССР-а може се извршити помоћу ФАЦТС контролера. Предности уређаја ФАЦТС су многе попут финансијске користи, повећаног квалитета снабдевања, повећане стабилности итд.

Проблем флексибилног система преноса наизменичне струје и начин за његово решавање

За флексибилан пренос снаге наизменичне струје , ССД уређаји су често уграђени у кола која се користе за побољшање фактора снаге и за подизање граница система за наизменичну струју. Међутим, главни недостатак је тај што су ови уређаји нелинеарни и индукују хармонике у излазном сигналу система.

Да бисте уклонили хармонике створене услед укључивања енергетских електронских уређаја у систем за наизменичну струју, потребно је да користите активне филтере који могу бити филтри струје или напони. Први укључује прављење АЦ синусоидног. Техника је или директно управљање струјом или управљање излазним напоном кондензатора филтера. Ово је метода регулације напона или индиректне струје. Филтери за активну снагу убризгавају струју која је једнаке величине, али фазно супротна од хармоничке струје коју вуче оптерећење, тако да се ове две струје међусобно поништавају, а изворна струја је потпуно синусоидна. Активни филтери снаге укључују електронске уређаје за производњу хармоничних струјних компонената које поништавају хармоничне струјне компоненте излазног сигнала због нелинеарних оптерећења. Генерално, активни филтери снаге састоје се од комбинације изолованих капија биполарног транзистора и диоде које напаја кондензатор једносмерне магистрале. Активни филтер се контролише методом индиректне контроле струје. ИГБТ или Биполарни транзистор са изолованом капијом је напонски контролисан биполарни активни уређај који укључује карактеристике и БЈТ и МОСФЕТ-а. За систем преноса наизменичном струјом, активни шант филтар може елиминисати хармонике, побољшати фактор снаге и уравнотежити оптерећења.

Управљање напајањем трансформатора

Изјава о проблему:

1. Хронични високи напон се најчешће може приписати прекомерној корекцији пада напона на комуналном преносном и дистрибутивном систему. Пад напона на електричним проводницима је честа ситуација било где. Али, на локацијама са малом густином електричног оптерећења, као што су приградска и рурална подручја, дугачки проводници увећавају проблем.

2. Импеданса доводи до смањења напона дуж дужине проводника како се проток струје повећава како би задовољио потражњу. Да би исправио пад напона, услужни програм користи регулаторе напона који мењају славину под оптерећењем (ОЛТЦ) и регулаторе напона за компензацију пада напона (ЛДЦ) да би појачали (подигли) или смањили (смањили) напон.

“нека било које светло буде стробоскопско светло ”

3. Купци најближи ОЛТЦ-у или ЛДЦ-у могу искусити пренапон док комунално предузеће покушава да превазиђе пад напона проводника за оне купце на крајњем крају линије.

4. На многим локацијама утицај пада напона погођеног оптерећењем посматра се као дневне флуктуације које доводе до тога да су нивои напона највећи у време најниже потражње оптерећења.

5. Због временских промена оптерећења и ширења, нелинеарност узрокује велике поремећаје који ће ући у систем који ће такође ући у потрошачке линије доводи до тога да цео систем буде нездрав.

6. Мање типичан узрок проблема високог напона узрокују локални трансформатори који су подешени да појачавају напон да би надокнадили смањене нивое напона. То се најчешће догађа у објектима са великим оптерећењима на крају дистрибутивних водова. Када раде велика оптерећења, одржава се нормалан ниво напона, али када се оптерећења искључе, ниво напона расте.

7. Током чудних догађаја, трансформатор је изгорео због преоптерећења и кратког споја у њиховом намотају. Такође, температура уља се повећава због повећања нивоа струје која тече кроз њихове унутрашње намотаје. То резултира неочекиваним порастом напона, струје или температуре у дистрибутивном трансформатору.

8. Електрични уређаји су дизајнирани да раде на одређеном стандардном напону за производ како би постигли одређене нивое перформанси, ефикасности, сигурности и поузданости. Руковање електричним уређајем изнад наведеног опсега напона може довести до проблема као што су квар, искључење, прегревање, превремени квар итд. На пример, од штампане плоче се може очекивати краћи век када ради изнад називног напона за дугих периода.

Трансформатор

Решење:

Дизајн система заснованог на микроконтролеру је надгледање колебања напона на улазно / излазној страни трансформатора и прикупљање података у реалном времену.
Развој аутоматског мењања славине трансформатора помоћу серво / корачних мотора.
Систем треба да подигне аларм током граничних напонских нивоа или у случају нужде.
Систем треба да буде поуздан, робустан.
Систем се може уградити на спољне трансформаторе.
Дизајн континуалног праћења температуре уља дистрибутивних трансформатора упоредиће се према номиналним вредностима и одговарајуће акције ће се побринути.
Коришћење уређаја као што су Аутоматски стабилизатор напона (АВР-ови), Стабилизатори система напајања, ЧИЊЕНИЦЕ итд. У мрежи електроенергетског система.

Техничка изводљивост:

Систем евидентирања података заснованог на микроконтролеру (МДЛС):

МДЛС не захтева додатни хардвер и омогућава одабир количине података и временских интервала између њих. Прикупљени подаци могу се лако извести на рачунар путем серијског порта. МДЛС је врло компактан јер запошљава неколико интегрисаних кола. Одабрани МДЛС дизајн треба да испуњава следеће захтеве

Требао би бити лако програмибилан.
Корисник мора бити у могућности да бира стопе мерења.
Требало би направити сигурносну копију података када је сис напајање тренутно прекинуто или у потпуности уклоњено.
Требало би да може да извози податке на рачунар преко серијског порта.
Требало би да буде једноставно и јефтино.

Надам се да сте разумели концепт флексибилног преноса наизменичне струје из горњег чланка. Ако имате питања у вези са овим концептом или електричним и електронски пројекти оставите одељак коментара испод.

Фото кредит