Розробка засобів регулювання напруги

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО АГРАРНОЇ ПОЛІТИКИ УКРАЇНИ

ТАВРІЙCЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ АГРОТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

НАУКОВО-ДОСЛІДНА РОБОТА

для участі в щорічному конкурсі

на кращу НДР студентів

на тему: «Розробка засобів регулювання напруги»

Магістр факультету ЕСВ : Йолкін Олександр Сергійович.

Керівник: Коваленко Любов Рафаїлівна

Мелітополь, 2007 р.

Зміст

Анотація

Вступ

1. Вплив якості напруги на роботу електроприймачів

2. Аналіз способів та засобів регулювання напруги в сільських мережах

3. Автоматизація регулювання напруги у центрах живлення сільськогосподарського навантаження

4. Автоматичні регулятори напруги

5. Удосконалення та розробка засобів регулювання напруги на трансформаторній підстанції

Висновки

Список літератури

Анотація

електроприймач мережа трансформаторна підстанція

Розробка засобів регулювання напруги

Науково-дослідна робота /Йолкін О.С., м. Мелітополь, ТДАТА, 2007 р.

В даній роботі проведено аналіз впливу якості напруги на роботу електроприймачів, на основі якого зроблено висновок об актуальності автоматичного регулювання напруги на трансформаторних підстанціях.

Проведено аналіз існуючих способів та засобів регулювання напруги в сільських мережах. На основі якого запропоновані способи автоматизації регулювання напруги у центрах живлення сільськогосподарського навантаження.

Основною метою роботи є розробка нового пристрою для регулювання напруги на трансформаторній підстанції.

Запропонований пристрій для регулювання напруги на трансформаторній підстанції відноситься до електротехніки. Зокрема до перетворювальної техніки. Та може бути використано на трансформаторних підстанціях для підвищення якості та ефективності використання електричної енергії.

Застосування запропонованого пристрою дозволяє досягти високої ефективності, якості регулювання напруги та розширити діапазон регулювання напруги на трансформаторних підстанціях.

Вступ

У сучасних умовах питання якості поставляємої електроенергії є досить актуальним. Одним із показників якості електроенергії є відхилення напруги від номінальних значень.

Робота приймачів електроенергії залежить від її якості. Якість електроенергії й, зокрема, наприклад, відхилення напруги викликає зміну швидкості руху електроприводів, які у свою чергу викликає зменшення або збільшення продуктивності промислових механізмів. При більших відхиленнях швидкості механізмів можливий брак продукту, що випускає, а також зниження кількості продукту й навіть повне припинення його виробництва.

Застосування запропонованого пристрою для регулювання напруги на трансформаторній підстанції дозволяє досягти високої ефективності, якості регулювання напруги та розширити діапазон регулювання напруги на трансформаторних підстанціях.

1. Вплив якості напруги на роботу електроприймачів

Показниками якості напруги, підведеної до затискачів електроприймачів змінного струму, є: відхилення частоти та величини напруги від номінальних значень, коливання частоти і напруги, несинусоїдальність форми кривої напруги та несиметрія її за фазами для трифазних електроприймачів.

Частота і форма кривої напруги в основному визначаються електростанціями та центрами живлення потужних енергосистем. Електричні сільськогосподарські мережі при нормальних режимах не вносять викривлень до цих показників при живленні від централізованих енергосистем. При правильному розподілі навантаження за фазами коефіцієнт несиметрії напруги не перебільшує допустимих значень ( 2% ).

Величина підведеної напруги у процесі експлуатації може значно відрізнитися від номінальної напруги електроприймача як у зв`язку з низьким (або високими) рівнями напруги енергосистемі, так і у зв`язку з втратою напруги у мережах 6-35 кВ і 0,4 кВ. Тому облік якості напруги при проектуванні і експлуатації сільських електричних мереж зводиться в основному до обліку відхилень та коливань напруги на затискачах електроприймачів. Основним показником якості напруги є відхилення напруги. У діючих нормах установлено, що в сільських мережах напруга на затисках струмоприймачів не повинна підвищуватися більше чим на 5% і знижуватися також більше чим на 5% від номінальної напруги мережі.

При порівняно тривалих відхиленнях підведеної до електроприймачів напруги від її номінального значення погіршуються технічні та економічні показники роботи електроприймача, що призводить до певних збитків у народному господарстві.

Особливо чутливі до відхилень напруги лампи розжарювання. Зменшення напруги в мережі на 10% відносно номінальної зменшує світловий потік лампи на 32%, а підвищення напруги на 10% скорочує строк її служби у 4 рази.

У асинхронних електродвигунів обертальний момент змінюється пропорціонально квадрату підведеної напруги. Так, при зменшенні підведеної напруги на 10% обертальний момент зменшується на 19%. Це призводить до зниження продуктивності роботи механізмів, до збільшення струмів в обмотках двигунів та прискореного спрацювання їх ізоляції.

При збільшенні підведеної напруги збільшується також струми в обмотках двигунів і прискорюється спрацювання їх ізоляції. Проте в зв`язку зі збільшенням обертального моменту двигуна продуктивність механізму збільшується. Тому для електродвигунів бажано мати позитивні відхилення напруги ( в допустимих межах ). При підвищенні напруги понад 10-15% робота навантажених двигунів стає недопустимою у зв`язку з можливим пробоєм їх ізоляції.

2. Аналіз способів та засобів регулювання напруги в сільських мережах

Регулювання напруги - це примусова її зміна спеціальними засобами і способами з метою підтримання на заданому рівні або в межах допустимих відхилень від номінального значення.

Розрізняють централізоване, групове та місцеве регулювання.

При електропостачанні сільських споживачів від потужних енергосистем основним способом регулювання напруги є централізоване. Воно виконується у точці живлення розподільних мереж 6-10 кВ на підстанціях енергосистеми і на районних сільськогосподарських підстанціях. Централізоване регулювання, як правило, забезпечує необхідну якість напруги в електричних мережах з електроприймачами, які характеризуються практично однотипними графіками зміни навантажень за часом. Для централізованого регулювання напруги використовують силові трансформатори з вмонтованим регулюванням напруги під навантаженням трансформатори з РПН ).

Якщо централізоване регулювання не забезпечує необхідної якості напруги для деяких груп споживачів (наприклад, при різнорідних навантаженнях, протяжних лініях з зосередженим навантаженням на кінці лінії, наявністю потужних споживачів з підвищеними вимогами до якості напруги), то його доповнюють груповим або місцевим регулюванням напруги. Залежно від характеру і розміщення неоднорідного навантаження групове регу-лювання може виконуватись на групу окремих споживачів, або на кілька відгалужень розподільної лінії, до яких під'єднуються навантаження з графіками споживання, що відрізняються від графіка навантаження всієї лінії.

Групове регулювання напруги в сільських електрич-них мережах здійснюється вольтододатковими трансфор-маторами та автотрансформаторами, а також установками поздовжньої ємнісної компенсації.

Місцеве регулювання виконується в тому випадку, якщо неможливо підібрати необхідний коефіцієнт трансформації у споживчого трансформатора, або якщо споживачі, під`єднані до цього трансформатора, характеризуються значною неоднорідністю. Воно використовується також в окремих споживачів електроенергії, що ставлять підвищені вимоги до якості напруги.

Для місцевого регулювання напруги можна використовувати установки поздовжньої ємнісної компенсації, споживчі трансформатори з РПН, індукційні регулятори і стабілізатори напруги, а також компенсуючі пристрої - синхронні компенсатори або статичні конденсатори.

3. Автоматизація регулювання напруги у центрах живлення сільськогосподарського навантаження

При зустрічному регулюванні напруга на шинах підстанції змінюється пропорціонально величині навантаження - при збільшенні навантаження вона збільшується, а при зменшенні - зменшується.

Використання зустрічного регулювання порівняно з стабілізацією напруги дозволяє забезпечити кращу якість напруги у споживачів дозволяє передати по лініях значно більшу потужність.

Для виконання розрахункових відхилень напруги (або найбільш оптимальних для споживачів даної мережі) необхідно суворо додержувати закону регулювання напруги в центрі живлення. Виконати це можна лише при умові повної автоматизації процесу регулювання. Відмова з будь-яких причин від автоматичного регулю-вання напруги і перехід на ручне регулювання, як прави-ло, не забезпечує необхідної якості напруги у споживачів. А при відсутності постійного чергового персоналу у центрі живлення -- на трансформаторних підстанціях, що характерне для сільських мереж, відмовлення від автоматизації означає відмовлення від регулювання напру-ги взагалі.

Використовувані для централізованого регулювання напруги трансформатори з РПН здійснюють ступінчасте (дискретне) регулювання напруги. Автоматичне керу-вання ними здійснюється від спеціального блока автома-тики -- регулятора (рис. 1), який складається з вимірювального органу І, реле часу 2 і виконавчого органу 3, що діє на привод перемикача ІІ при підвищенні або зниженні напруги. Регулятор під'єднується до вимірювального трансформатора напруги Тр. Для зустрічного регу-лювання напруги передбачений компенсатор спаду на-пруги у лінії R. Компенсатор ввімкнений у вторинне коло трансформатора струму ТрС і разом з ним під'єднаний до трансформатора напруги Тр.

 I

Uвх Uвих

ТрС

R Тр

II

1

III

Нижче 3 2

Вище

IV

Рисунок 1 - Структурна схема автоматичного регулювання напруги:

І - регулювальний пристрій ( трансформатор з РПН ); ІІ - привод перемикача відгалужень; ІІІ - блок автоматичного керування, що складається з вимірювального органу 1, реле часу 2 і виконавчого органу 3; ІV - ключ дистанційного керування; ТрС - трансформатор струму; Тр - трансформатор напруги; Uвх, Uвих - відповідно напруга на вході і виході регульованого пристрою; R - компенсатор спаду напруги лінії.

Компенсатор являє со-бою опір, на якому струм навантаження створює додатковий спад напруги, в результаті чого на вхід вимірювального органу буде надходити напруга, що залежить від величини навантаження. Якщо навантаження буде збільшуватись, напруга на вході вимірювального органу буде зменшуватись і це буде відповідати зменшенню напруги на виході регулювального пристрою. При зменшенні навантаження -- навпаки. Якщо компенсатор спаду напруги вивести з роботи (закоротити або від'єднати від кола трансформатора струму), то пристрій автоматики забезпечить стабілізацію напруги на виході регулювального пристрою.

Вимірювальний орган 1 фіксує два рівні регульованої напруги -- верхнє і нижнє значення напруги. Різниця між цими напругами визначає зону нечутливості вимірювального органу. Зона нечутливості є однією з основних характеристик регулятора. Величину її вибирають залежно від величини ступеня регулювання і для запобігання безперервних помилкових перемикань перемикача вона повинна бути на 10--20% більше напруги ступеня. Наприклад, при ступені регулювання 1,5% зона нечутли-вості повинна становити 1,65--11,8%. При відхиленні на-пруги за межі зони нечутливості спрацьовує вимірювальний орган 1 запускає реле часу, яке з встановленою видержкою часу діє на виконавчий орган регулятора. Залежно від знака відхилення напруги виконавчий орган видає відповідну команду на привод перемикача відгалужень. Відгалуження перемикається, напруга на виході змінюється на величину ступеня регулювання і входить у межі зони нечутливості. Видержка часу дозволяє відстроюватись від зайвих спрацювань перемикача при коливаннях і короткочасних відхиленнях напруги. Це дуже важливо, тому що всі перемикальні пристрої після певної кількості спрацювань підлягають ревізії, яку роблять з повним вимиканням напруги приблизно протягом 10-- 15 годин.

Важливою характеристикою вимірювального органу регулятора є коефіцієнт повертання, який характеризується відношенням напруги спрацювання до напруги повертання. При коефіцієнті повертання, меншому за одиницю (наприклад, 0,96--0,98), якість регулювання погіршується, з'являються необґрунтовані перемикання відгалужень, ефективність видержки часу регулятора зменшується.

В сучасних регуляторах коефіцієнт повертання повинен дорівнювати одиниці, або бути дуже близьким до неї - 0,999.

4. Автоматичні регулятори напруги

Автоматичний регулятор напруги БАУРПН-1 (блок автоматичного керування трансформатором з РПН) призначений для автоматичного регулювання приводом пе-ремикача РПН з метою підтримання напруги у споживача на заданому рівні.

Блок працює при температурі зовнішнього середовища від -40°С до +40°С, відносній вологості повітря до-80%, висоті над рівнем моря до 1000 м і може бути встановлений на щитах керування в неопалюваних приміщеннях підстанцій або у шафах зовнішнього встановлення. Блок дозволяє здійснювати зустрічне регулювання на-пруги. Максимальна напруга струмовоі компенсації становить не менше 25% від напруги уставки при зміні стру-му у вторинній обмотці трансформатора струму від 0 до І_н.

Номінальна напруга живлення блока 100 В. Роботоздатність його зберігається при зміні напруги живлення від 74 до 140 В . Діапазон регулювання напруги верхньої межі зони нечутливості (уставка) становить від 80 до 120 в, а нижньої межі (зона) --у межах 0,5%--6% від напруги уставки. Похибка напруги спрацювання по верхній і нижній межах зони чутливості не більше ±1% у всьому діапазоні робочих температур. При цьому похиб-ка вимірювання ширини зони нечутливості не перевищує ±0,25% напруги уставки. Коефіцієнт повертання блока по верхній і ніжній межах зони нечутливості дорівнює 1. Діапазон регулювання видержки часу 1--3 хв з похибкою видержки часу не більше ±25% у всьому діапазоні робочих температур і напруг. Виконавчий орган комутує потужність 100 ва при напрузі комутації 220 в промислової частоти (50 гц).

Потужність, споживана блоком від джерела напруги не більше 10ва, а від джерела струму не більше 5 ва. Габаритні розміри блока 290*324*210 мм; вага не більше 10 кг.

Мікропроцесорний пристрій регулювання напруги

Фахівцями ЗАТ «Радіус-Автоматика» розроблено новий мікропроцесорний пристрій регулювання напруги трансформатора під навантаженням РНМ-1. Пристрій призначений для заміни морально застарілих пристроїв аналогічного призначення типу БАР і АРТ. При розробці враховувались недоліки існуючих пристроїв, а також думки й побажання представників енергосистем - потенційних споживачів даного приладу.

Пристрій РНМ-1 забезпечує регулювання напруги на одній секції трансформатора і, одночасно, здійснює контроль за напругою на другій секції трансформатора (для трансформаторів з розщепленою обмоткою). При цьому передбачений як ручний, так і дистанційний вибыр регульованої секції. Можливий режим роботи тільки з однією секцією.

Короткий технічний опис

Пристрій може одночасно управляти напругою на регульованій секції й стежити за напругою на контрольованій секції.

Пристрій, залежно від виконання, може харчуватися або від оперативних ланцюгів змінного або постійного струму напругою 220 В, або від оперативних ланцюгів постійного струму напругою 110 В.

До пристрою підключаються вимірювальні трансформатори від двох секцій. Для кожної секцыъ передбачені два вхідних струмових канали й два вхідних канали напруги (для виміру UЛІН і напруги 3U0). Вибір регульованої секції (основний), за результатами контролю якої здійснюється регулювання напруги трансформатора, виробляється за допомогою кнопки, що перебуває на панелі пристрою, або двома зовнішніми релейними сигналами. Крім того, за допомогою зовнішнього релейного сигналу можна задати режим роботи, при якому одночасно з контролем параметрів основної секції контролюються граничні значення параметрів іншої -- контрольованої підключеної секції. У другорядній секції контролюються значення перенапруга, напруги 3U0 і струму перевантаження.

Пристрій має можливість компенсувати спадання напруги в лінії залежно від струму навантаження. Для цього передбачено 4 струмових канали, об'єднаних у дві групи, -- по регульованої і контрольованої секціям. Відмінною рисою є роздільне уведення уставок номінальних значень трансформаторів струму, установлених на уведенні й на секції, що дозволяє автоматично обчислювати необхідний струм для струмової компенсації залежно від стану первинної схеми, як різниця модулів струмів уведення й секції. Дотримання полярності підключення струмових обмоток при цьому не потрібно.

У пристрої є можливість блокування по мінімальній напрузі, тобто заборона регулювання напруги при зменшенні його нижче порога, і формування через 10 с послу виявлення мінімальної напруги сигналу на замикання контактів сигнального реле. Граничне значення напруги задається уставкой у діапазоні від 50 до 95% від UНОМ з дискретністю 1%.

У процесі роботи контролюється умова перенапруги. Значення максимальної напруги задається уставкой у діапазоні від 105 до 130% від UНОМ з дискретністю 1%. При виявленні перенапруги в основній секції на привод видаються періодичні команди на зниження напруги, поки воно не досягне значення UПОДД. Чергова команда видається через програмувальну від 0,1 до 10 с затримку від моменту одержання сигналу про завершення попереднього перемикання. Одночасно

формується сигнал на спрацьовування сигнального реле, контакти якого будуть замкнуті, поки існує перенапруга. При виявленні перенапруги в допоміжній секції блокується можливість збільшення напруги й формується повідомлення про перенапругу.

У пристрої є можливість блокування по максимальному струмі вимірювальних трансформаторів струму, тобто заборона регулювання напруги при струмі вище граничного значення й формування керуючого сигналу на спрацьовування сигнального реле. Граничне значення струму задається уставкою у діапазоні від 10 до 210% від IНОМ (5 А або 1 А) з дискретністю 5%.

Існує можливість дистанційного керування зміною значення напруги під-тримання UПОДД. Керування здійснюється подачею зовнішніх релейних сигналів.

Пристрій має чотири режими роботи:

-- режим «Уведення уставок» - вимір не виробляється, команди керування й сигналізації не формуються, дозволене уведення значень уставок;

-- режим «Контроль» - вимірювальні й сигнальні ланцюги функціонують, керування приводом автоматичне, існує можливість проконтролювати всі вимірювальні канали (струми й напруги) як у первинних, так і у вторинних значеннях;

-- режим «Регулювання» - привод управляється за допомогою кнопок клавіатури пристрою, контролюються граничні умови й процес перемикання;

-- режим «Робота» - керування приводом автоматичне, ручне керування неможливо.

Пристрій може працювати як в імпульсному, так і в безперервному режимах керування приводом. В імпульсному режимі сигнали керування приводом скидаються при надходженні сигналу «Перемикання РПН». При безперервному режимі роботи встановлений сигнал «Додати» або «Убавити» утримується постійно до повернення вимірюваної напруги в зону нечутливості. Режим роботи також задається уставкой.

При виявленні виходу напруги із зони нечутливості пристрій видає сигнали керування спочатку через затримку T1 (від 0 до 200 с), а потім, якщо буде потреба продовження регулировки в ту ж сторону, через затримку T2 (від 0 до 200 с). Це необхідно для прискорення роботи при більших неузгодженостях. Дане прискорення можливо тільки при імпульсному режимі регулювання.

Якщо до витікання часу відповідної затримки напруга повернеться в зону нечутливості, то сигнали регулювання не формуються.

Пристрій призначений для регулювання напруги трансформаторів з вихідною напругою 6, 10, 20, 35 і 110 кв. Для відображення на індикаторі діючих первинних значень напруги вводиться уставка за коефіцієнтом трансформації вимірювального трансформатора.

У пристрої є входи по напрузі для подачі напруг 3U0 кожної секції. Напруги рівняється з уставкой (5--60 В «вторинних») і, у випадку її перевищення, також спрацьовує блокування регулювання.

Дискретні входи пристрою мають гальванічну розв'язку.

Вихідний загальний сигнал «Сигналізація» формується у вигляді імпульсів із задава з допомогою уставки тривалістю (1, 2, 3, 5, 10, 20 с) при кожній знову виникаючій несправності, або безперервно, до натискання на кнопку «Скидання».

Для контролю за ресурсом перемикача коефіцієнта трансформації пристрій має лічильник числа перемикань. Перемикання підраховуються як при автоматичному керуванні, так і при ручному (при включеному пристрої).

Точність виміру первинної лінійної напруги -- 0,5%.

У пристрої передбачений канал зв'язку, по якому можна зчитувати й міняти уставки, зчитувати поточні значення всіх вимірюваних струмів і напруг.

Конструкція пристрою

Пристрій виконаний у сталевому корпусі й призначений для розміщення на панелях у релейних залах. Для підключення до струмових ланцюгів і ланцюгів напруги на задній панелі (на торцях змінних модулів) передбачені клеми (під гвинт М4). Дискретні сигнали й оперативне живлення подключаються також за допомогою клемних з'єднувачів.

На передній панелі пристрою розміщені:

-- двухстрочный РК індикатор із програмно керованим підсвічуванням;

-- клавіатура з 6 кнопок;

-- світлодіоди індикації;

-- рознімання для підключення лінії зв'язку з комп'ютером.

Основні технічні характеристики

Напруга живлення:

варіант 1

220 В змінного або

постійного струму;

варіант 2

110 В постійного струму;

Номінальна вхідна напруга (UНОМ) 100 В, два канали.

Діапазон уставки затримки часу видачі команди на керування приводом

Т1:1..200 с, з дискретн. 1 с

Т2:1..200 с, з дискретн. 0,1 с

Діапазон завдання уставки по напрузі підтримки (UПОДД) від 85 до 145% від UНОМ, з дискретністю 1%.

Діапазон завдання уставки зони нечутливості по напрузі від ±0,5 до ±10% від UПОДД, з дискретністю 0,1%.

Габаритні розміри пристрою 260 * 290 * 150 мм.

Маса пристрою 6 кг.

Робочий діапазон температур від -20 до +55°С.

Струмова компенсація від 0 до 20% від UПОДД, з кроком 1%.

Регулятор напруги трансформаторів МAPT

Регулятор напруги трансформаторів МAPT призначений для керування електроприводами РПН (регулювання під навантаженням) із часом перемикання від 0.5 до 25 сек при автоматичному й ручному регулюванны коефіцієнта трансформації силових трансформаторів.

Регулятор містить у собі: блок МAPT, датчик положення електропривода РПН (логометричногоабо сельсинного типу), датчик температури зовнішнього повітря.

Регулятором забезпечується рішення наступних функціональних завдань:

- Ручне й автоматичне регулювання напруги на підстанціях;

-?Робота в режимі стабілізації контрольованої напруги або в режимі зустрічного регулювання (корекція рівня регульованої напруги по струму навантаження однієї або двох ліній);

- Блокування регулятора при виявленні випадків появи мінімальної напруги й максимального струму.

При зникненні контрольованої напруги або його «посадках» нижче заданого рівня ( 0,6 номінального значення ) блокується видача команд керування регулятором. При вході контрольованої напруги в зону регулювання блокування знімається. При перевищенні одним з контрольованих фазних струмів запрограмованого максимального значення блокується видача команд керування регулятором. При поверненні фазного струму до дозволеного значення блокування знімається. Рівень мінімального значення напруги й максимальне значення струму програмується дистанційно або з передньої панелі регулятора в цифровій формі.

- ?Формування імпульсних або безперервних команд керування електроприводами РПН.

В імпульсному режимі команда керування електроприводами РПН зберігається поза залежністю від рівня контрольованої напруги й знімається після їхнього запуску. У безперервному режимі команда керування електроприводами РПН знімається при вході контрольованої напруги в зону нечутливості;

- Контроль справності, сигналізація й блокування регулятора при несправності електроприводів РПН в імпульсному режимі роботи;

- ?Визначення положення електропривода РПН.

Тип датчика контролю положення електропривода РПН - логометричний або на герконах для сельсиної передачі;

- Групове керування електроприводами РПН паралельно працюючих однотипних трансформаторів;

- Місцеве керування, програмування режимів роботи й завдання уставок у цифровій формі з передньої панелі регулятора;

- Дистанційне керування.

Програмування режимів роботи, завдання уставок і контроль стану електроприводів РПН із диспетчерського пункту по послідовному інтерфейсі типу RS232 або RS485. Регулятор може інтегруватися в автоматичні системи керування (АСДУ, АСУ ТП) по цих інтерфейсах.

Зміна набору уставок з одного, заздалегідь обраного набору значень, на іншій зовнішнім релейним

сигналом;

Вибірна заборона напрямку регулювання зовнішнім релейним сигналом;

- Постійний контроль за функціонуванням регулятора.

При виявленні постійної несправності спрацьовує вихідне сигнальне реле й робота

регулятора блокується;

- Робота з вилученими (до 500 м) датчиками.

Датчиком положення РПН логометрического типу або датчиками на герконах для сельсиної передачі.

Датчиком температури зовнішнього повітря.

- Регулятор працює зі збереженням своїх електричних параметрів при температурі навколишнього повітря від -40°С до +60°С.

Вимірювальний орган регулятора реагує на відхилення діючого значення напруги. Живлення ланцюга виміру напруги регулятора здійснюється від вимірювального трансформатора напруги з номінальною вторинною напругою 100В частоти 50 Гц. Живлення ланцюгів струмової компенсації регулятора

здійснюється від вимірювального трансформатора струму з номінальним вторинним струмом 1 і 5А.

5. Удосконалення та розробка засобів регулювання напруги на трансформаторній підстанції

До недоліків існуючих пристроїв регулювання напруги слід віднести складність пристроїв, низьку якість регулювання напруги в наслідок наявності декількох різнотипних регуляторів та вузький діапазон регулювання напруги.

Найбільш близьким до пропонованого пристрою для регулювання напруги на трансформаторній підстанції за сукупністю ознак є відомий пристрій для регулювання та стабілізації напруги трансформаторної підстанції (Патент. Російська Федерація № 2130637, кл. G05F1/30, 1999). В склад цього пристрою входить головний трансформатор підстанції з первиною обмоткою з'єднаною за схемою зірка «Y», і підключений через первину обмотку вольтододаткового трансформатору до мережі, в той час як вторинна обмотка вольтододаткового трансформатора через тиристорні ключі підключена до навантаження, блок керування та блок живлення.

Недоліком такого пристрою є вузький діапазон регулювання напруги.

Нами було розроблено пристрій для регулювання напруги на трансформаторній підстанції ( Патент на корисну модель. Україна МПК⁷ G05F1/22 «Пристрій для регулювання напруги на трансформаторній підстанції» позитивне рішення від 20.08.07).

При розробці пристрою для регулювання напруги на трансформаторній підстанції була поставлена задача розширення діапазону регулювання напруги. Поставлення задача досягається тим, що пристрій включає п'ять груп тиристорних ключей, причому ключі першої групи ввімкнені між середніми точками фазних первинних обмоток, а начала і кінці ключей второї і третьої груп з'єднані у відповідну загальну точку.

На рис. 2 зображена електрична схема пристрою.

Пристрій містить вольтододатковий трансформатор 1, блок живлення 2, блок керування 3, секції 4,5 фазних первинних обмоток вольтододаткового трансформатору, першу 6, другу 7 і третю 8 групи додаткових тиристорних ключей, тиристорні ключі 9 і 10 «вольтодобавки » і «вольтоодбавки» відповідно, вхідні виводи 11 ,12, 13 та вихідні виводи 14, 15, 16 пристрою.

Пристрій працює таким чином.

При номінальній напрузі в електричній мережі з блока керування 3 подаються керуючи імпульси на тиристорні ключі 9 і 10, які замикаються і закорачівають пофазно секції 4 і 5 первинних обмоток вольтододаткового трансформатора 1.

При знижені напруги в електричній мережі керуючі імпульси поступають тільки на тиристорні ключі 9, і тиристорні ключі 8 третьої групи, підключаючи до блоку 2 живлення з'єднані послідовно секції 4 і 5 первинних обмоток вольтадодаткового трансформатора 1, створюючи необхідну надбавку напруги на вихідних виводах пристрою 14, 15, 16.

В випадку наступного зниження напруги в електричній мережі керуючі імпульси з блока керування 3 знімаються з тиристорних ключем третьої групи 8 і подаються на тиристорні ключі першої групи 6, що призводить до збільшення напруги на вихідних виводах пристрою 14, 15, 16.

У випадку підвищення напруги в електричній мережі тиристорні ключі 9 закриваються, а тиристорні ключі 10 відкриваються, забезпечуючи на вторинній обмотці вольтододаткового трансформатора ЕРС протилежного напрямку.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2 - Пристрій для регулювання напруги на трансформаторній підстанції

Висновки

Застосування автоматичного регулювання напруги дозволяє забезпечити надійність, якість електропостачання та досягти високої ефективності, якості регулювання напруги та розширити діапазон регулювання напруги на трансформаторних підстанціях.

Враховуючи позитивний досвід експлуатації трансформаторів з РПН, слід відмітити, що пошкодження трансформатора майже ніколи не пов`язані з інтенсивністю використання перемикача. Тому відмовлення від автоматизації регулювання напруги слід вважати невиправданим.

Застосування запропонованого пристрою дозволяє досягти високої ефективності, якості регулювання напруги та розширити діапазон регулювання напруги на трансформаторних підстанціях

При введенні автоматичного регулювання у центрі живлення дуже важливо, щоб у мережі були правильно встановлені відгалуження споживчих трансформаторів. Звичайно це не завжди виконується і призводить до того, що при автоматичному регулюванні напруги на районній трансформаторній підстанції якість напруги у деяких споживачів не поліпшується, а погіршується.

Незалежно від виконання регулювання напруги в мережі додаткові відхилення напруги у споживачів, викликані нерівномірністю завантаження фаз ліній 0,4 кВ, можуть досягати в окремих випадках 17%, відповідно для найбільше та найменше завантажених фаз порівняно з розрахунковими відхиленнями для симетричного режиму навантаження.

Для своєчасного виявлення несиметрії напруг у мережах 0,4 кВ та правильного встановлення відгалужень у споживчих трансформаторів необхідно періодично проводити контрольні вимірювання якості напруги практично на всіх споживчих трансформаторних підстанціях і лініях 0,4 кВ, що від них відходять. У цих випадках достатню уяву про якість напруги може дати інформація, одержана за одну характерну добу.

На якість напруги у споживачів можуть впливати й інші фактори. Наприклад, використання при будівництві ліній проводів занижених перерізів, будівництво мереж з під`єднанням навантажень, не передбачених проектом, якість з`єднання проводів та інше.

Список літератури

1. Регулирование напряжения в электроэнергетических системах/ В.А. Веников, В.И. Идельчик, М.С. Лисеев. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 216 с.

2. Автоматические регуляторы в электрических сетях / Б.И. Мокин, Ю.Ф. Выговский. - К.: Техника, 1985. - 104с., ил. - Библиогр.: с. 102-103.

3. Трансформаторные и трансформаторно-тиристорные регуляторы стабилизаторы напряжения / С.С. Окунь, Б.Н. Сергеенков, В.М. Киселев. Под ред. чл.- корр. АН СССР Г.Н. Петрова, М., «Энергия», 1969. 184с.

4. Автоматика энергосистем: Учебник для техникумов / М.А. Беркович, В.А. Гладышев, В.А. Семенов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 208с., ил.

5. Оптимизация регулирования напряжения / М.Л. Аберсон, М., «Энергия», 1975. - 160с. с ил.

6. Регулирование напряжения в электрических сетях / Н.А. Мельников, Л.А. Солдаткина. М., «Энергия», 1968. 152 с. с ил.

7. Автоматизация эл. сетей 0,38 - 35 кВ в сельских районах / Комаров Д.Т. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 112 с. - (Промышленность)

8. Качество электроэнергии в сетях сельских районов / М.С. Левин, А.С. Мурадян, Н.Н. Сырых.; Под.ред. акад. И. А. Буддко. - М.: «Энергия» 1985 г.

9. Автоматизация сельских электрических сетей / Р.Ф. Стасенко, П.Л. Рощенко.- К. Техника, 1982. - 128с., ил.

10. Автоматизация электрических сетей в сельской местности / М.М. Филиппов. - М.: «Энергия», 1987, с. 103

11. Регулирование напряжения в электрических сетях промышленных предприятий / Ф.Ф. Карпов, Л.А. Солдаткина. - Под. ред. Н.Д. Мельникова - М.: «Энергия», 1980г. 223 с.

12. Что нужно знать о регулировании напряжения? / А.В. Михалков. - М - Л. «Энергия», 1984 г.

13. Защита и автоматизация электрических сетей агропромышленных комплексов. / М.А. Шабад. - Л.: Энергоатомиздат - 1987г. 119 с.

14. Электрические станции и подстанции. / Л.Н. Баптиданов и В.И. Тарасов. - М.: «Энергия» , 1989 г.

15. Электрические системы: Автоматизированные системы управления режимами энергосистем. / В.А. Векикова. - М.: Высшая школа, 1989 г.

16. Автоматизация и релейная защита в энергосистемах. - К: Наукова думка, 1983 г.

17. Автоматизация и релейная защита энергосистем. - К : Наукова думка, 1981г.

18. Автоматическое регулирование в энергосистемах. / С.Н. Баженов, В.А. Бенин. - К., «Техника», 1986 г.

19. Йолкін О.С., Коваленко Л.Р., Коваленко О.І. Патент України на корисну модель МПК⁷ G05F1/22 Пристрій для регулювання напруги на трансформаторній підстанції. Позитивне рішення від 20.07.2007.

20. Йолкін О.С., Галкіна Г.М. Розробка засобів регулювання напруги» . Матеріали науково-технічної конференції магістрів та студентів Таврійської державної агротехнічної академії. Випуск 6. Т.2. - Мелітополь ТДАТА, 2007.- с.18-20.

Размещено на Allbest.ru

...