Jaké jsou metody regulace napětí | #site_title — STŘEDNÍ

Zapojení transformátoru Dyn11: trojúhelník na straně vysokého napětí, hvězda na straně nízkého napětí a neutrální vodič, vysoké a nízké napětí mají fázový rozdíl 30 °C.

Zapojení transformátoru Yyn0: VN hvězda, NN hvězda a nulový vodič, VN a NN bez fázového rozdílu

Yyn0: znamená vysokotlaké zapojení ve tvaru Y, tj. zapojení do hvězdy, nízkotlaké zapojení je také zapojení ve tvaru Y, nízkotlaký neutrální bod vede ven, vysokotlaká a nízkotlaká strana. Fázový úhel hodin je 0.

Dy11: znamená vysokonapěťové zapojení D, tj. zapojení do trojúhelníku, nízké napětí je zapojení do Y, fáze vysokého a nízkého napětí. Úhel je 11 hodin. Úhel hodin „11“ znamená, že sekundární napětí transformátoru je o 330 °C za napětím primární strany (nebo o 30 °C před ním).

Existují tři typy zapojení: hvězda, trojúhelník a klikaté zapojení. Vinutí vysokého napětí jsou označena Y, D, Z (velká písmena); vinutí středního a nízkého napětí jsou označena Y, D a Z (malá písmena). YN, ZN (vysokotlaký neutrální bod) a YN, ZN (nízkotlaký neutrální bod) po odstranění neutrálního bodu.

Různé vlastnosti tří běžně používaných vazebných skupin:

1. Zapojení do Y: Charakteristickým znakem zapojení do hvězdy je, že vysokonapěťové vinutí je nejúspornější. Zapojení do hvězdy může snížit izolaci ve středu, což umožňuje klasifikovat vysokonapěťová vinutí transformátoru jako izolovaná, což snižuje náklady. Napětí vinutí v zapojení do hvězdy je 1 / √3 síťového napětí a proud vinutí se rovná síťovému proudu. Zapojení nulového vodiče do hvězdy lze také použít pro přímé uzemnění nebo přes uzemnění zhášecí cívky, pokud uzemnění nelze připojit k svodiči, aby se zabránilo pracovnímu přepětí a přepětí blesku. Kromě toho, když je nulový bod připojen k zemi, lze jej také použít k dosažení čtyřvodičového napájení. Hlavní nevýhodou tohoto zapojení je absence třetí harmonické proudové smyčky.

2. Zapojení D: Zapojení do trojúhelníku je nejúspornější pro vinutí nízkonapěťového transformátoru s nízkým napětím a velkým proudem. Protože zapojení do trojúhelníku musí být provedeno se stejnou izolací, nikoli se stupňovitou izolací, u nízkonapěťového vinutí to nevadí, protože napětí je nižší. Proud v každé fázi vinutí zapojení do trojúhelníku je pouze 1/√3 výstupního proudu. Zapojení do trojúhelníku ve vinutí může propouštět proud nulové složky a proud třetí harmonické, čímž se proud nulové složky a proud třetí harmonické vyrovnají, takže transformátor indukuje elektromotorickou sílu a zabraňuje zkreslení.

3. Z-připojení: Zapojení do tvaru Z má oproti zapojení do tvaru Y výhodu v tom, že počet závitů je o 15,5 % vyšší než u zapojení do tvaru Y a zároveň je nákladově efektivnější. Impedance nulové složky je malá a vhodná pro výrobu uzemňovacích transformátorů. Protože může snížit posunutí neutrálního bodu, je vhodné pro výrobu nízkonapěťových vinutí středních a malých výkonových transformátorů vyžadujících nevyvážené třífázové zátěže. Kromě toho hraje určitou roli prevence přepětí způsobeného bleskem.

Rozdíl mezi Dyn11 a Yyn0:

Dyn11
Protože strana vysokého napětí je zapojena do trojúhelníku, je-li v jádře transformátoru přítomen tok nulové složky nebo tok třetí harmonické, je v trojúhelníkovém vinutí indukována elektromotorická síla nulové složky nebo třetí harmonické. Protože indukovaná elektromotorická síla je třífázová, je v trojúhelníkovém vinutí superponována sériově a vytváří odpovídající proud. Tento cyklický proud nulové složky (třetí harmonické) vytváří protiproud, který minimalizuje tok nulové složky (třetí harmonické) v jádře, čímž se snižuje posun napětí v neutrálním bodě vinutí hvězdicového vodiče na straně nízkého napětí. Zároveň je minimalizována indukovaná elektromotorická síla nulové složky (třetí harmonické) ve vinutí na straně vysokého napětí, aby se zabránilo znečištění průběhu napětí v energetické soustavě ze strany vysokého napětí způsobenému zkreslením průběhu proudu zátěže ze strany nízkého napětí. Transformátor zapojený do trojúhelníku tak může zabránit vlivu proudu třetí harmonické nebo nulové složky na průběh napájecího napětí na straně vysokého napětí. Kromě toho má tento způsob zapojení také dobrý vliv na prevenci přepětí způsobeného průnikem bleskové vlny. Protože trojfázová průniková vlna blesku má také stejný směr, je tato situace podobná proudu s nulovou složkou. Cirkulační proud generovaný v trojúhelníkovém vinutí má také brzdný účinek na magnetický tok generovaný bleskovým proudem v trojfázovém železném jádru transformátoru.

Yyn0

Y= Primární připojení do hvězdy

y=sekundární hvězdicové zapojení

0=Žádný fázový posun mezi primární a sekundární částí.

V této kombinaci zapojení je na straně nízkého napětí neutrální vodič a proud třetí harmonické v zátěži nízkého napětí a proud nulové složky v trojfázové nevyvážené zátěži mohou protékat neutrálním vodičem na straně nízkého napětí. vinutí transformátoru. Pokud je železné jádro pro tři fáze tří sloupců třikrát nulové složky proudu a harmonického proudu ve vinutí, toroidní tok generovaný uzavřenou smyčkou se nemůže v jádře vytvořit (třikrát, protože harmonický magnetický tok jádra trojfázového sloupce a magnetický tok proudu nulové složky mají stejný směr), pouze čím větší je izolační médium jádra transformátoru (transformátorový olej) a kovové jádro železného tělesa. Protože magnetický odpor izolačního média vně jádra je velký, tok nulového řádu a tok třetí harmonické jsou malé. Ale v důsledku indukce generované elektromotorické síly nulové složky a tří harmonických elektromotorických sil superponovaných na fázové napětí, takže asymetrie trojfázového napětí způsobuje posun neutrálního bodu, což vede k poklesu fázového napětí a poklesu fázového napětí. Aby se zabránilo vážné asymetrii třífázového napětí ovlivňující normální spotřebu energie, průmyslová norma SD-292-1988 „Provozní pravidla pro nadzemní elektrické vedení a zařízení (zkouška)“ stanoví, že stupeň asymetrie třífázového zatížení by neměl překročit 15 %. V třífázovém transformátoru je povoleno malé jednofázové zatížení, ale proud v nulovém bodě by neměl překročit 25 % jmenovitého proudu. Proto je stanoveno, aby se napětí posunutí nulového bodu omezilo na přibližně 5 %.

V některých poměrně běžných případech spotřebitelé elektrické energie necítí potřebu denní regulace napětí, ale na svorkách svých přijímačů mají neustále nadměrně nízké nebo vysoké napětí.

Takový rozdíl mezi hodnotou napětí a normami je pozorován dvakrát denně – ve dne a v noci. Kontrola řady energetických systémů, provedená za účelem zjištění kvality a spolehlivosti spínacích zařízení (RPN), zjistila, že regulační schopnosti transformátorů vybavených drahým regulátorem napětí se často vůbec nevyužívají nebo se využívají nedostatečně. Pro takové spotřebitele není nutné navrhovat zařízení pro regulaci napětí, protože stačí uchýlit se k prostředkům pro postupnou změnu napětí.

Je třeba zvážit následující metody a prostředky pro postupnou změnu napětí:

a) odpojení a připojení paralelně pracujících transformátorů;
b) odpojování a připojování paralelně pracujících linek;
c) sladění harmonogramu podnikové pracovní zátěže;
d) podélná kompenzace reaktance;
d) zapínání a vypínání baterií statických kondenzátorů s neregulovaným výkonem;
e) dlouhodobá změna transformačního poměru transformátoru.

Pojďme se na některé metody podívat podrobněji:

) Vypínání a zapínání paralelně pracujících transformátorů v režimu minimálního zatížení. Během této operace se odpor transformátorového můstku zdvojnásobí a napětí na straně zátěže mírně klesne. Pro odhad velikosti sníženého napětí můžete použít vzorec:

U₁ — napětí na straně vvn, kV:
U₂ — napětí na straně nízkého napětí po odpojení transformátoru, kV;
R_т, X_т — činný a jalový odpor transformátoru, ohmy;
k_т — transformační poměr transformátoru;
P, Q — činný a jalový výkon zátěže, kW a kvar.

Obecně lze operaci odpojení paralelně zapojených transformátorů za účelem postupné změny napětí považovat za neúčinnou. Odpojení lehce zatížených transformátorů v případě několika paralelně zapojených transformátorů s sebou nese určité snížení požadavků na nepřerušitelný zdroj napájení, protože v případě nehody se zbývajícím transformátorem, při absenci zařízení pro automatické zadávání rezervy (AIR), je prostoj podniku po dobu potřebnou k provoznímu přepínání nevyhnutelný. Ve vysokonapěťových sítích vyžadujících bezpečnostní opatření je nadměrné zvyšování počtu provozních přepínání také nežádoucí.

b) Odpojení a připojení paralelně pracujících linek. Tato metoda postupné změny napětí má stejnou nevýhodu jako provoz s paralelními transformátory, protože absence automatických vstupních rezervních zařízení (AIR) ohrožuje nepřetržitost napájení. V některých případech, kdy má spotřebitel vlastní rozvinutou síť, je možné provést takové operační přepínání, při kterém lze uměle odstranit spotřebitele dílny umístěné v blízkosti napájecí rozvodny vytvořením obtokových obvodů. Tuto operaci lze považovat pouze za dočasné a extrémní opatření, protože obtokové obvody způsobují dodatečné ztráty energie v síti, což je ekonomicky nerentabilní.

c) Sladění harmonogramu pracovní zátěže v podniku. Dostupnost údajů o spotřebiteli je nezbytnou podmínkou pro úspěšné řešení problému regulace napětí. Spotřebitele je možné posoudit podle denního harmonogramu jeho provozu, tj. podle denní změny činného nebo jalového výkonu, který spotřebovává ze sítě. Harmonogram zatížení lze považovat za úplný, pokud se zjistí, že je typický pro daný podnik, dílnu nebo jednotlivého příjemce. Z harmonogramu by měly být odstraněny všechny náhodné přepětí zatížení, jejichž doba trvání je kratší než 15 minut, protože jejich zohlednění může výpočet pouze zkomplikovat. Je vhodné zdůraznit, že organizační opatření, která nevyžadují žádné náklady, mohou mít velký význam při řešení problému nalezení prostředků ke zlepšení napětí. V některých případech hodnota napětí na sběrnicích daného spotřebitele závisí nejen na provozním režimu podniků napájených ze stejné linky. V některých případech je možné zvýšit nebo snížit napětí na sběrnicích podniku díky dovedně koordinované zátěži během dne. Je vhodné převést většinu energeticky náročných spotřebitelů nebo příjemců na noční provoz. Mezi takové spotřebitele mohou patřit čerpací stanice, kompresorové jednotky pro chladničky, skladové jeřáby, nabíjecí jednotky pro bateriové stanice atd. V případě, že je z přípojnic distribuční rozvodny systému napájeno několik spotřebitelů, je možné po dohodě mezi technology vytvořit vzájemně přijatelný harmonogram společné práce podniků, ve kterém bude napětí v noci sníženo a ve dne zvýšeno.