Zakaj je potreben prilagodljiv prenosni sistem izmeničnega toka?

V običajnem prenosnem sistemu AC je zmožnost prenosa izmenične moči omejena z več dejavniki, kot so toplotne meje, meja prehodne stabilnosti, napetostna omejitev, omejitev toka kratkega stika itd. Te omejitve določajo največjo električno moč, ki jo je mogoče učinkovito prenašati prek daljnovoda, ne da bi poškodovali električno opremo in daljnovode. To se običajno doseže s spremembami v postavitvi elektroenergetskega sistema. Vendar to ni izvedljivo in drug način za doseganje največje zmogljivosti prenosa moči brez sprememb v postavitvi elektroenergetskega sistema. Tudi z uvedbo naprav s spremenljivo impedanco, kot so kondenzatorji in induktorji, se celotna energija ali moč iz vira ne prenese na obremenitev, temveč se del shrani v teh napravah kot jalova moč in vrne v vir. Tako je dejanska količina moči, prenesene na obremenitev, ali aktivna moč vedno manjša od navidezne moči ali neto moči. Za idealen prenos mora biti aktivna moč enaka navidezni moči. Z drugimi besedami, faktor moči (razmerje med aktivno in navidezno močjo) bi moral biti enota. Tu prihaja vloga fleksibilnega AC sistema za prenos.

“nadzor zaprte zanke proti odprti zanki ”

Preden pojdemo na podrobnosti o DEJSTVIH, na kratko predstavimo faktor moči.

Kaj je faktor moči?

Faktor moči je opredeljen kot razmerje med aktivno močjo in navidezno močjo v vezju.

Ne glede na faktor moči pa naj bi proizvodna moč postavila stroje na določeno napetost in tok. Generatorji morajo biti sposobni prenesti ocenjeno napetost in tok proizvedene moči. Vrednost faktorja moči (PF) je med 0,0 in 1,0.

Če je faktor moči enak nič, je trenutni pretok v celoti reaktiven in moč, shranjena v obremenitvi, se vrne na vsak cikel. Ko je faktor moči 1, obremenitev požre ves tok, ki ga dovaja vir. Na splošno je faktor moči izražen kot vodenje ali zaostajanje napetosti.

Preskusno vezje faktorja moči Unity

Vezje z napajalnikom je 230v in dušilka je priključena zaporedno. Kondenzatorji morajo biti vzporedno povezani s stikali SCR, da se izboljša faktor moči. Medtem ko je obhodno stikalo izklopljeno, dušilka deluje kot induktor in enak tok bo tekel v obeh uporih 10R / 10W. CT se uporablja kot primarna stran, ki je povezana s skupno točko uporov. Druga točka CT gre na eno od skupnih točk stikala DPDT S1. Medtem ko se stikalo DPDT premakne v levo, potem zazna napetost, sorazmerno s tokom, da razvije povečano napetost. Padec napetosti je sorazmeren z zaostalim tokom. Tako primarna napetost iz CT zagotavlja zaostali tok.

Če se uporablja krmilno vezje, ki temelji na mikrokrmilniku, prejme ničelne referenčne vrednosti toka in se primerja z referenco ničelne napetosti za izračun faktorja moči na podlagi njihove časovne razlike. Torej glede na zahtevano časovno razliko ne. stikal SCR so vklopljeni, s čimer se preklapljajo dodatni kondenzatorji, dokler faktor moči ne bo skoraj enak.

Tako je glede na položaj stikala mogoče zaznati zaostali tok ali kompenzirani tok, zaslon pa temu primerno zagotavlja časovni zamik med napetostmi, tok s prikazom faktorja moči.

brez naslova

Kaj je prilagodljiv prenosni sistem AC (FACTS)?

TO Prilagodljiv sistem za izmenični tok se nanaša na sistem, sestavljen iz energetskih elektronskih naprav, skupaj z napravami elektroenergetskega sistema za izboljšanje vodljivosti in stabilnosti prenosnega sistema ter povečanje zmogljivosti prenosa moči. Z izumom tiristorskega stikala so se odprla vrata za razvoj naprav za energetsko elektroniko, znanih kot krmilniki prilagodljivih prenosnih sistemov (FACTS). Sistem FACT se uporablja za zagotavljanje vodljivosti visokonapetostne strani omrežja z vključitvijo močnostnih elektronskih naprav za vnos induktivne ali kapacitivne moči v omrežje.

4 Vrste krmilnikov FACTS

Serijski krmilniki: Serijski krmilniki so sestavljeni iz kondenzatorjev ali reaktorjev, ki oddajajo napetost zaporedno z vodom. So naprave s spremenljivo impedanco. Njihova glavna naloga je zmanjšati induktivnost daljnovoda. Dobavljajo ali porabljajo spremenljivo jalovo moč. Primeri serijskih krmilnikov so SSSC, TCSC, TSSC itd.
Shunt krmilniki: Shuntni krmilniki so sestavljeni iz naprav z variabilno impedanco, kot so kondenzatorji ali reaktorji, ki zaporedno vnašajo tok v vod. Njihova glavna naloga je zmanjšati kapacitivnost daljnovoda. Vbrizgani tok je v fazi z omrežno napetostjo. Primeri krmilnih regulatorjev so STATCOM, TSR, TSC, SVC.
Krmilniki serije Shunt: Ti krmilniki uvajajo tok v seriji z uporabo serijskih krmilnikov in napetost v ranžiranju z uporabo ranžirnih regulatorjev. Primer je UPFC.
Krmilniki serije : Ti krmilniki so sestavljeni iz kombinacije serijskih krmilnikov, pri čemer vsak krmilnik zagotavlja serijsko kompenzacijo in tudi prenos dejanske moči vzdolž linije. Primer je IPFC.

2 Vrste serijskih krmilnikov

Tiristorski krmiljen serijski kondenzator (TCSC): Tiristorski serijski kondenzator (TCSC) uporablja silikonsko nadzorovane usmernike za upravljanje kondenzatorskega sklopa, ki je zaporedno povezan s črto. To omogoča pripomoček za prenos večje moči na določeni liniji. Na splošno je sestavljen iz tiristorjev, zaporedno z induktorjem in povezanih preko kondenzatorja. Deluje lahko v blokirnem načinu, ko se tiristor ne sproži in tok prehaja samo skozi kondenzator. Deluje lahko v načinu obvoda, kjer se tok obide na tiristor in se celoten sistem obnaša kot omrežje impedance ranžiranja.

Sinhroni kompenzatorji statične serije : SSSC je preprosto serijska različica STATCOM-a. V komercialnih aplikacijah se ne uporabljajo kot neodvisni krmilniki. Sestavljeni so iz sinhronega vira napetosti, zaporedno z linijo, tako da zaporedno z linijo uvaja kompenzacijsko napetost. Lahko povečajo ali zmanjšajo padec napetosti na progi.

2 vzporedna krmilnika

Statični spremenljivi kompenzatorji : Kompenzator statične spremenljivke je najprimitivnejša in prva generacija krmilnika FACTS. Ta kompenzator je sestavljen iz hitrega tiristorskega stikala, ki krmili reaktor in / ali kapacitivnega sklopa ranžirnega sklopa, da zagotovi dinamično kompenzacijo ranžirnega toka. Običajno so sestavljeni iz ranžirno priključenih naprav z variabilno impedanco, katerih izhod je mogoče prilagoditi s pomočjo močnostnih elektronskih stikal, da vnesejo kapacitivno ali induktivno reaktanco v linijo. Lahko se postavi na sredino črte, da se poveča največja zmožnost prenosa moči, lahko pa se postavi tudi na konec črte, da se kompenzirajo spremembe zaradi obremenitve.

3 vrste SVC so

TSR (tiristorski preklopni reaktor) : Sestavljen je iz induktivne induktivnosti, katere impedanca se postopoma krmili s tiristorskim stikalom. Tiristor se sproži samo pod kotom 90 in 180 stopinj.
TSC (tiristorski kondenzator) : Sestavljen je iz priključnega kondenzatorja, katerega impedanco postopoma krmilimo s tiristorjem. Način nadzora s pomočjo SCR je enak kot pri TSR.
TCR (tiristorski krmiljeni reaktor) : Sestavljen je z induktivno priključeno induktivnostjo, katere impedanco nadzoruje metoda zakasnitve kota vžiga SCR, pri čemer se sproži tiristor, ki povzroči spremembo toka skozi induktor.

STATCOM (statični sinhroni kompenzator) : Sestavljen je iz napetostnega vira, ki je lahko enosmerni vir energije ali kondenzator ali induktor, katerega izhod je mogoče nadzorovati s tiristorjem. Uporablja se za absorpcijo ali ustvarjanje jalove moči.

Serijski krmilnik - Poenoten krmilnik pretoka moči:

So kombinacija STATCOM-a in SSSC-ja, tako da sta oba kombinirana s skupnim enosmernim tokom in zagotavljata tako aktivne kot reaktivne serijske kompenzacije. Nadzira vse parametre izmeničnega prenosa moči.

Regulacija napetosti v stanju dinamičnega ravnovesja z uporabo SVC za fleksibilne AC prenosne sisteme

Prilagodljiv cir

Za generiranje napetostnih impulzov, ki prečkajo nič, potrebujemo digitalizirane napetostne in tokovne signale. Napetostni signal iz omrežja se z mostnim usmernikom pretvori v pulzirajoči enosmerni tok in se odda primerjalniku, ki generira digitalni napetostni signal. Podobno se trenutni signal pretvori v napetostni signal tako, da pade padec napetosti toka na uporu. Ta AC signal bo spet pretvorjen v digitalni signal kot napetostni signal. Nato se ti digitalizirani napetostni in tokovni signali pošljejo v mikrokrmilnik. Mikrokrmilnik bo izračunal časovno razliko med ničelnimi točkami napetosti in toka, katerih razmerje je neposredno sorazmerno s faktorjem moči in določa obseg, v katerem je moč. Na enak način lahko s pomočjo tiristorskega reaktorja s stikalom (TSR) ustvarimo tudi napetostne impulze ničelne napetosti za izboljšanje napetostne stabilnosti.

Prilagodljiv sistem prenosa izmeničnega toka SVC

Zgornje vezje lahko uporabimo za izboljšanje faktorja moči daljnovodov z uporabo SVC. Uporablja tiristorske kondenzatorje (TSC), ki temeljijo na kompenzaciji ranžiranja, ki je pravilno krmiljena iz programiranega mikrokrmilnika. To je koristno za izboljšanje faktorja moči. Če je induktivna obremenitev priključena, faktor moči zaostaja zaradi zaostanka toka obremenitve. Da bi to kompenzirali, je priključen ranžirni kondenzator, ki črpa tok, ki vodi napetost vira. Nato se bo izboljšal faktor moči. Časovni zamik med ničelno napetostjo in ničelnimi impulzi pravilno generirajo operacijski ojačevalniki v primerjalnem načinu, ki se napajajo na serijo 8051 mikrokrmilnikov.

S krmilnikom FACTS lahko nadziramo jalovo moč. Podsinhrona resonanca (SSR) je pojav, ki ga je v določenih neugodnih pogojih mogoče povezati s serijsko kompenzacijo. Izločanje SSR lahko izvedemo s krmilniki FACTS. Prednosti naprav FACTS so številne, kot so finančna korist, večja kakovost oskrbe, večja stabilnost itd.

Težava s prilagodljivim AC prenosnim sistemom in način za njegovo rešitev

Za prilagodljiv prenos električne energije , polprevodniške naprave so pogosto vgrajene v vezja, ki se uporabljajo za izboljšanje faktorja moči in za dvig meja AC sistema prenosa. Glavna pomanjkljivost pa je, da so te naprave nelinearne in inducirajo harmonike v izhodnem signalu sistema.

Če želite odstraniti harmonike, ki nastanejo zaradi vključitve močnostnih elektronskih naprav v izmenični sistem izmeničnega toka, je treba uporabiti aktivne filtre, ki so lahko tokovni filtri trenutnega vira ali napetostni filter moči. Prvo vključuje izdelavo AC sinusoidnega. Tehnika je bodisi neposredno krmiljenje toka bodisi nadzor izhodne napetosti kondenzatorja filtra. To je metoda regulacije napetosti ali neposrednega toka. Filtri z aktivno močjo vbrizgajo tok, ki je enak po velikosti, a je fazno nasproten harmonskemu toku, ki ga vleče obremenitev, tako da se ta dva toka medsebojno izklopita in je izvorni tok popolnoma sinusoiden. Filtri aktivne moči vključujejo močnostne elektronske naprave za izdelavo harmoničnih tokovnih komponent, ki zaradi nelinearnih obremenitev izničijo harmonične tokovne komponente izhodnega signala. Na splošno so filtri aktivne moči sestavljeni iz kombinacije bipolarnega tranzistorja z izoliranimi vrati in diode, ki jo napaja kondenzator enosmernega vodila. Aktivni filter se nadzoruje z uporabo metode posrednega tokovnega nadzora. Bipolarni tranzistor IGBT ali Isolated Gate je napetostno nadzorovana bipolarna aktivna naprava, ki vključuje lastnosti BJT in MOSFET. Za izmenični prenosni sistem lahko premični aktivni filter odpravi harmonike, izboljša faktor moči in uravnoteži obremenitve.

Upravljanje moči transformatorja

Izjava o težavi:

“pretvornik sinusnega vala v čisti sinusni pretvornik ”

1. Kronična visoka napetost je najpogosteje posledica prekomernega popravljanja padca napetosti na prenosnem in distribucijskem sistemu komunalnega omrežja. Padec napetosti na električnih vodnikih je pogosta situacija kjer koli. Toda na lokacijah z nizko gostoto električne obremenitve, kot so primestna in podeželska območja, težava povečuje dolge vodnike.

2. Impedanca povzroči, da se napetost zmanjšuje po dolžini vodnika, ko se tok toka povečuje, da zadosti povpraševanju. Za odpravo napetostnih padcev pripomoček uporablja napetostne regulatorje napetosti (OLTC) in regulatorje napetosti, ki kompenzirajo padce napetosti (LDC), da povečajo (zvišajo) ali zmanjšajo (znižajo) napetost.

3. Kupci, ki so najbližji OLTC ali LDC, lahko doživijo prenapetost, saj skuša pripomoček premagati padec napetosti vodnikov za tiste stranke na skrajnem koncu proge.

4. Na mnogih lokacijah vpliv padca napetosti, ki ga poganja obremenitev, vidimo kot dnevna nihanja, zaradi katerih so ravni napetosti najvišje v času najnižje zahteve po obremenitvi.

5. Zaradi časovno spremenljivih obremenitev in širjenja nelinearnost povzroča velike motnje, ki bodo v sistem vstopile, kar bo vstopilo tudi v potrošniške vodnike, zaradi česar je celoten sistem nezdrav.

6. Manj tipičen vzrok za težave z visoko napetostjo povzročajo lokalni transformatorji, ki so nastavljeni tako, da povečajo napetost in tako nadomestijo nižje napetostne ravni. To se najpogosteje zgodi v objektih z velikimi obremenitvami na koncu razdelilnih vodov. Ko delujejo težke obremenitve, se ohranja normalna napetost, ko pa se obremenitve izklopijo, se napetost dvigne.

7. Med nenavadnimi dogodki transformator pregori zaradi preobremenitve in kratkega stika v njihovem navitju. Tudi temperatura olja se poveča zaradi povečanja stopnje toka, ki teče skozi njihova notranja navitja. Posledica tega je nepričakovano zvišanje napetosti, toka ali temperature v distribucijskem transformatorju.

8. Električne naprave so zasnovane tako, da delujejo pri določeni standardni napetosti izdelka, da dosežejo določeno raven zmogljivosti, učinkovitosti, varnosti in zanesljivosti. Delovanje električne naprave nad določenim nivojem napetosti lahko povzroči težave, kot so okvare, izklop, pregrevanje, prezgodnja okvara itd. Na primer, lahko pričakujemo, da bo tiskana vezja krajša življenjska doba, če deluje nad njeno nazivno napetost za dolga obdobja.

Transformator

Rešitev:

Zasnova sistema, ki temelji na mikrokrmilniku, je spremljanje nihanj napetosti na vhodni / izhodni strani transformatorja in pridobivanje podatkov v realnem času.
Razvoj avtomatske menjave pipe transformatorja s servo / koračnimi motorji.
Sistem naj sproži alarm med pragom napetosti ali v sili.
Sistem mora biti zanesljivo trden.
Sistem se lahko namesti na zunanje transformatorje.
Načrt stalnega spremljanja temperature olja v distribucijskih transformatorjih se bo primerjal z nazivnimi vrednostmi in poskrbel bo ustrezen ukrep.
Uporaba naprav, kot so samodejna stabilizacija napetosti (AVR), stabilizatorji elektroenergetskih sistemov, DEJSTVA itd. V omrežju elektroenergetskega sistema.

Tehnična izvedljivost:

Sistem za zapisovanje podatkov na osnovi mikrokrmilnika (MDLS):

MDLS ne zahteva dodatne strojne opreme in omogoča izbiro količine podatkov in časovnih intervalov med njimi. Zbrane podatke lahko enostavno izvozite v računalnik prek serijskih vrat. MDLS je zelo kompakten, ker ima nekaj integriranih vezij. Izbrana zasnova MDLS mora izpolnjevati naslednje zahteve

Moral bi ga biti enostavno programirati.
Uporabnik mora imeti možnost izbire merilnih stopenj.
Varnostno kopirati mora podatke, ko je sys napajanje trenutno prekinjeno ali v celoti odstranjeno.
Podatke bi moral imeti možnost izvoza v osebni računalnik prek serijskih vrat.
Moral bi biti preprost in poceni.

Upam, da ste iz zgornjega članka razumeli koncept prilagodljivega izmeničnega prenosa. Če imate kakršna koli vprašanja glede tega koncepta ali električnega in elektronski projekti pustite spodnji odsek za komentarje.

Foto kredit