Miksi joustavaa vaihtovirtalähetysjärjestelmää tarvitaan?

Tavanomaisessa vaihtovirtalähetysjärjestelmässä kykyä siirtää vaihtotehoa rajoittavat useat tekijät, kuten lämpörajat, ohimenevä vakausraja, jänniteraja, oikosulkuvirran raja jne. Nämä rajat määrittävät suurimman mahdollisen sähkötehon, joka voidaan tehokkaasti siirtää verkon kautta. voimajohtoa vahingoittamatta sähkölaitteita ja voimajohtoja. Tämä saavutetaan yleensä tuomalla muutoksia sähköjärjestelmän ulkoasuun. Tämä ei kuitenkaan ole mahdollista ja toinen tapa saavuttaa maksimaalinen tehonsiirtokyky ilman muutoksia sähköjärjestelmän asettelussa. Myös muuttuvan impedanssilaitteiden, kuten kondensaattorien ja induktorien, käyttöönoton myötä koko lähteestä tuleva energia tai teho ei siirry kuormitukseen, vaan osa tallennetaan näihin laitteisiin loistehona ja palautetaan lähteeseen. Täten kuormalle tai aktiiviselle teholle siirretty todellinen tehomäärä on aina pienempi kuin näennäisteho tai nettoteho. Ihanteelliseen siirtoon aktiivisen tehon tulisi olla yhtä suuri kuin näennäinen teho. Toisin sanoen tehokertoimen (aktiivisen tehon ja näennäistehon suhde) tulisi olla yhtenäisyys. Täältä tulee joustavan vaihtovirtalähetysjärjestelmän rooli.

“fysiikan virhetyyppejä ”

Ennen kuin ryhdymme yksityiskohtiin FAKTEISTA, kerro meille lyhyesti tehokerroin.

Mikä on tehokerroin?

Tehokerroin määritellään, koska se on aktiivisen tehon suhde piirin näennäistehoon.

Riippumatta tehokertoimesta, toisaalta, generointitehon tulisi sijoittaa koneet tietyn jännitteen ja virran toimittamiseen. Generaattoreiden on kyettävä kestämään tuotetun tehon arvioitu jännite ja virta. Tehokertoimen (PF) arvo on välillä 0,0 - 1,0.

Jos tehokerroin on nolla, virtavirta on täysin reaktiivinen ja kuormaan varastoitu teho palaa takaisin jokaisella jaksolla. Kun tehokerroin on 1, kuormitus syö kaikki lähteen syöttämän virran. Yleensä tehokerroin ilmaistaan jännitteen johtavana tai viivästyneenä.

Unity Power Factor -testipiiri

Virtalähde on 230 V ja rikastin on kytketty sarjaan. Kondensaattorit on kytkettävä rinnakkain SCR-kytkimillä tehokertoimen parantamiseksi. Kun ohituskytkin on pois päältä, rikastin toimii induktorina ja sama virta kulkee molemmissa 10R / 10W vastuksissa. CT: tä käytetään ensisijaisena puolena, joka on kytketty vastusten yhteiseen pisteeseen. CT: n toinen piste menee yhteen DPDT S1 -kytkimen yleisimmistä kohdista. Kun DPDT-kytkintä siirretään vasemmalle, se havaitsee virtaan verrannollisen jännitehäviön kasvavan jännitteen muodostamiseksi. Jännitteen pudotus on verrannollinen viivästyneeseen virtaan. Täten TT: n ensiöjännite tuottaa viivästynyttä virtaa.

Jos käytetty mikrokontrolleripohjainen ohjauspiiri vastaanottaa nollavirtaohjearvot ja vertaa nollajänniteohjearvoon tehokertoimen laskemiseksi niiden aikaeron perusteella. Joten aikaerosta riippuen vaaditaan ei. SCR-kytkimistä kytketään päälle, jolloin kytketään lisää kondensaattoreita, kunnes tehokerroin on lähes yhtenäinen.

Siten kytkimen asennosta riippuen voidaan havaita viivästynyt virta tai kompensoitu virta ja näyttö tarjoaa vastaavasti aikaviiveen jännitteiden välillä, virran tehokerroinnäytöllä.

nimetön

Mikä on joustava vaihtovirtalähdejärjestelmä (FACTS)?

TO Joustava vaihtovirtalähde 'Järjestelmä' viittaa järjestelmään, joka koostuu tehoelektroniikkalaitteista sekä voimajärjestelmälaitteista siirtojärjestelmän hallittavuuden ja vakauden parantamiseksi ja tehonsiirtokapasiteetin lisäämiseksi. Tyristikytkimen keksinnöllä avattiin ovi kehittää tehoelektroniikkalaitteita, jotka tunnetaan nimellä joustavat vaihtovirtalähdejärjestelmät (FACTS). FACT-järjestelmää käytetään verkon suurjännitepuolen hallittavuuden aikaansaamiseen sisällyttämällä tehoelektroniikkalaitteita induktiivisen tai kapasitiivisen tehon tuomiseen verkkoon.

4 FAKTI-ohjainten tyyppiä

Sarjan ohjaimet: Sarjaohjaimet koostuvat kondensaattoreista tai reaktoreista, jotka johtavat jännitteen sarjaan linjan kanssa. Ne ovat muuttuvan impedanssin laitteita. Heidän päätehtävänsä on vähentää voimajohdon induktiivisuutta. Ne syöttävät tai kuluttavat vaihtelevaa loistehoa. Esimerkkejä sarjaohjaimista ovat SSSC, TCSC, TSSC jne.
Shunt-ohjaimet: Shunttiohjaimet koostuvat muuttuvan impedanssin laitteista, kuten kondensaattorit tai reaktorit, jotka johtavat virtaa sarjaan linjan kanssa. Heidän päätehtävänsä on vähentää voimajohdon kapasitiivisuutta. Ruiskutettu virta on samassa linjassa verkkojännitteen kanssa. Esimerkkejä shunttiohjaimista ovat STATCOM, TSR, TSC, SVC.
Shunt-sarjan ohjaimet: Nämä ohjaimet ottavat virran sarjaan käyttämällä sarjaohjaimia ja jännitteen shuntissa käyttäen shunttiohjaimia. Esimerkki on UPFC.
Sarja-sarjan ohjaimet : Nämä säätimet koostuvat sarjaohjaimien yhdistelmästä, jolloin kukin ohjain tarjoaa sarjakompensoinnin ja myös todellisen tehon siirron linjaa pitkin. Esimerkki on IPFC.

2 sarjaohjaimen tyyppiä

Tyristoriohjattu sarjakondensaattori (TCSC): Tyristoriohjattu sarjakondensaattori (TCSC) käyttää piiohjattuja tasasuuntaajia sarjaan kytkettyjen kondensaattoripankkien hallintaan. Tämä mahdollistaa apuohjelman siirtää enemmän virtaa tietylle linjalle. Se koostuu yleensä tyristoreista sarjaan induktorin kanssa ja kytkettynä kondensaattorin poikki. Se voi toimia estotilassa, jossa tyristoria ei laukaista ja virta kulkee vain kondensaattorin läpi. Se voi toimia ohitustilassa, jossa virta ohitetaan tyristorille ja koko järjestelmä käyttäytyy shunttiimpedanssiverkkona.

Staattisen sarjan synkroniset kompensaattorit : SSSC on yksinkertaisesti sarjaversio STATCOMista. Näitä ei käytetä kaupallisissa sovelluksissa itsenäisinä ohjaimina. Ne koostuvat synkronisesta jännitelähteestä sarjaan linjan kanssa siten, että se tuo kompensoivan jännitteen sarjaan linjan kanssa. Ne voivat lisätä tai vähentää jännitehäviötä linjan yli.

2 rinnakkaisohjainta

Staattiset muuttujakompensaattorit : Staattinen muuttujakompensaattori on alkeellisin ja ensimmäisen sukupolven FACTS-ohjain. Tämä kompensaattori koostuu nopeasta tyristorikytkimestä, joka ohjaa reaktoria ja / tai shuntin kapasitiivista pankkia dynaamisen shuntikompensoinnin aikaansaamiseksi. Ne koostuvat yleensä shuntti kytketyistä muuttuvan impedanssilaitteista, joiden lähtöä voidaan säätää tehoelektronikytkimillä kapasitiivisen tai induktiivisen reaktanssin lisäämiseksi linjaan. Se voidaan sijoittaa linjan keskelle maksimaalisen tehonsiirtokyvyn lisäämiseksi ja se voidaan myös sijoittaa linjan loppuun kompensoimaan kuormituksesta johtuvia vaihteluita.

3 SVC-tyyppiä ovat

TSR (tyristorikytketty reaktori) : Se koostuu shunttiin kytketystä induktorista, jonka impedanssia ohjataan asteittain tyristorikytkimellä. Tyristori ammutaan vain 90 ja 180 asteen kulmissa.
TSC (tyristorikytkentäinen kondensaattori) : Se koostuu shunttiin kytketystä kondensaattorista, jonka impedanssia ohjataan portaittain tyristorilla. SCR: n käyttötapa on sama kuin TSR: llä.
TCR (tyristorilla ohjattu reaktori) : Se koostuu shunttiin kytketystä induktorista, jonka impedanssia ohjataan SCR: n laukaisukulman viiveellä, jolloin tyristorin laukaisua ohjataan aiheuttaen vaihtelun induktorin läpi kulkevassa virrassa.

STATCOM (staattinen synkroninen kompensaattori) : Se koostuu jännitelähteestä, joka voi olla tasavirtalähde tai kondensaattori tai induktori, jonka lähtöä voidaan ohjata tyristorilla. Sitä käytetään loistehon absorbointiin tai tuottamiseen.

Sarja-shunttiohjain - yhtenäinen virranohjain:

Ne ovat STATCOMin ja SSSC: n yhdistelmä siten, että molemmat yhdistetään käyttämällä yhteistä tasavirtalähdettä ja tarjoavat sekä aktiivisen että reaktiivisen sarjajohdon kompensoinnin. Se ohjaa kaikkia vaihtovirtalähteen parametreja.

Vakaan tilan jännitteen hallinta SVC: llä joustaville vaihtovirtalähetysjärjestelmille

Joustava cir

Nollan ylittävien jännitepulssien tuottamiseksi tarvitsemme digitalisoituja jännite- ja virtasignaaleja. Verkkojännitesignaali otetaan ja muunnetaan pulssivaksi DC: ksi sillan tasasuuntaajalla ja annetaan vertailijalle, joka tuottaa digitaalisen jännitesignaalin. Vastaavasti virtasignaali muunnetaan jännitesignaaliksi ottamalla kuormavirran jännitehäviö vastuksen yli. Tämä vaihtosignaali muutetaan jälleen digitaalisignaaliksi jännitesignaalina. Sitten tämä digitalisoitu jännite- ja virtasignaali lähetetään mikrokontrollerille. Mikrokontrolleri laskee jännitteen ja virran nollapisteiden välisen aikaeron, jonka suhde on suoraan verrannollinen tehokertoimeen ja määrittää alueen, jolla teho on. Samalla tavalla käyttämällä tyristorikytkentäistä reaktoria (TSR) voidaan myös luoda nollaristijännitepulsseja jännitteen vakauden parantamiseksi.

SVC: n joustava vaihtovirtalähetysjärjestelmä

Yllä olevaa virtapiiriä voidaan käyttää SVC: tä käyttävien siirtolinjojen tehokertoimen parantamiseen. Se käyttää tyristorikytkentäisiä kondensaattoreita (TSC), jotka perustuvat ohituskorjaukseen, jota ohjataan asianmukaisesti ohjelmoidusta mikrokontrollerista. Tämä on hyödyllistä tehokertoimen parantamiseksi. Jos induktiivinen kuorma on kytketty, tehokerroin on myöhässä kuormitusvirran takia. Tämän kompensoimiseksi on kytketty shunttikondensaattori, joka vetää lähdejännitettä johtavan virran. Sitten parannetaan tehokerrointa. Nollajännitteen ja nollavirran pulssien välinen aikaväli syntyy asianmukaisesti vertailumoodissa olevilla operatiivisilla vahvistimilla, jotka syötetään 8051-sarjaan mikrokontrollereita.

FACTS-ohjainta käyttämällä loistehoa voidaan ohjata. Sub-synkroninen resonanssi (SSR) on ilmiö, joka voidaan liittää sarjakompensointiin tietyissä epäsuotuisissa olosuhteissa. SSR-poisto voidaan tehdä FACTS-ohjaimilla. FACTS-laitteiden edut ovat monet, kuten taloudellinen hyöty, toimitusketjun laadun parantuminen, lisääntynyt vakaus jne.

Joustavan vaihtovirtalähetysjärjestelmän ongelma ja tapa ratkaista se

A joustava vaihtovirran siirto , puolijohdelaitteet sisällytetään usein piireihin, joita käytetään tehokertoimen parantamiseen ja AC-siirtojärjestelmän rajojen nostamiseen. Suurin haittapuoli on kuitenkin se, että nämä laitteet ovat epälineaarisia ja aiheuttavat harmonisia järjestelmän lähtösignaalissa.

Tehoelektroniikkalaitteiden sisällyttämisestä vaihtovirtajärjestelmään syntyvien yliaaltojen poistamiseksi on käytettävä aktiivisuodattimia, jotka voivat olla virtalähdesuodattimia tai jännitelähdesuodattimia. Ensimmäiseen liittyy AC: n tekeminen sinimuotoiseksi. Tekniikka on joko ohjata suoraan virtaa tai ohjata suodatinkondensaattorin lähtöjännitettä. Tämä on jännitteen säätö tai epäsuora virran ohjausmenetelmä. Aktiiviset tehosuodattimet ruiskuttavat suuruudeltaan yhtä suurta, mutta vaiheittain päinvastaista virtaa kuin kuorman vetämä harmoninen virta, niin että nämä kaksi virtaa kumoavat toisensa ja lähdevirta on täysin sinimuotoinen. Aktiiviset tehosuodattimet sisältävät tehoelektroniikkalaitteita tuottamaan harmonisia virtakomponentteja, jotka poistavat lähtösignaalin harmoniset virtakomponentit epälineaaristen kuormitusten vuoksi. Yleensä aktiiviset tehosuodattimet koostuvat eristetyn hila-bipolaaritransistorin ja DC-väyläkondensaattorin käyttämän diodin yhdistelmästä. Aktiivista suodatinta ohjataan epäsuoralla virralla. IGBT tai eristetty porttibipolaaritransistori on jänniteohjattu kaksisuuntainen aktiivilaite, joka sisältää sekä BJT: n että MOSFETin ominaisuudet. Vaihtovirransiirtojärjestelmässä shunt-aktiivisuodatin voi poistaa harmoniset yliaallot, parantaa tehokerrointa ja tasapainottaa kuormituksia.

Muuntajan virranhallinta

Ongelma:

1. Krooninen korkea jännite johtuu useimmiten verkon siirto- ja jakelujärjestelmän jännitteen pudotuksen liiallisesta korjaamisesta. Sähköjohtimien jännitehäviö on yleinen tilanne missä tahansa. Mutta paikoissa, joissa sähkökuormitustiheys on alhainen, kuten esikaupunkialueilla ja maaseudulla, pitkät johdinajot suurentavat ongelmaa.

2. Impedanssi aiheuttaa jännitteen pienenemisen johtimen pituudelta, kun virtaus kasvaa kysynnän tyydyttämiseksi. Jännitehäviöiden korjaamiseksi apuohjelma käyttää kuorman hananvaihtojännitteen säätimiä (OLTC) ja linjan pudotusta kompensoivia jännitesäätimiä (LDC) jännitteen nostamiseksi (nostamiseksi) tai laskemiseksi (laskemiseksi).

3. OLTC: tä tai LDC: tä lähinnä olevat asiakkaat voivat kokea ylijännitettä, kun apuohjelma yrittää voittaa johtimen jännitehäviön niille asiakkaille, jotka ovat linjan päässä.

4. Monissa paikoissa kuormitetun jännitehäviön vaikutuksen nähdään päivittäisinä vaihteluina, jotka johtavat siihen, että jännitetasot ovat korkeimmat silloin, kun kuormitustarve on pienin.

5. Ajan vaihtelevien kuormien ja etenemisen epälineaarisuus aiheuttaa suuria häiriöitä järjestelmään, joka myös tulee kuluttajajohtoihin johtaa koko järjestelmän epäterveelliseen.

6. Vähemmän tyypillinen syy korkeajänniteongelmiin johtuu paikallisista muuntajista, jotka on asetettu nostamaan jännitettä kompensoimaan alentuneita jännitetasoja. Tämä tapahtuu useimmiten laitoksissa, joissa on suuria kuormia jakelulinjojen päässä. Raskaiden kuormitusten aikana normaali jännitetaso säilyy, mutta kun kuormat suljetaan, jännitetasot nousevat.

7. Outojen tapahtumien aikana muuntaja palaa niiden käämityksen ylikuormituksen ja oikosulun vuoksi. Öljyn lämpötila nousee myös niiden sisäkäämien läpi virtaavan virran tason nousun vuoksi. Tämä johtaa odottamattomaan jännitteen, virran tai lämpötilan nousuun jakelumuuntajassa.

“miten teet puhdasta happea ”

8. Sähkölaitteet on suunniteltu toimimaan tietyllä tuotteen vakiojännitteellä saavuttaakseen tietyt suorituskyvyn, tehokkuuden, turvallisuuden ja luotettavuuden tasot. Määritetyn jännitealueen yläpuolella olevan sähkölaitteen käyttö voi johtaa ongelmiin, kuten toimintahäiriöihin, sammuttamiseen, ylikuumenemiseen, ennenaikaiseen vikaantumiseen jne. Esimerkiksi painetun piirilevyn käyttöiän voidaan olettaa olevan lyhyempi, kun sitä käytetään nimellisjännitteen yläpuolella. pitkiä aikoja.

Muuntaja

Ratkaisu:

Mikrokontrolleripohjaisen järjestelmän tarkoituksena on seurata jännitteen vaihteluita muuntajan tulo- / lähtöpuolella ja hankkia reaaliaikaisia tietoja.
Automaattisen muuntajan hananvaihdon kehittäminen servo- / askelmoottoreilla.
Järjestelmän tulisi nostaa hälytys kynnysjännitetasojen tai hätätilanteiden aikana.
Järjestelmän tulisi olla luotettava kestävä.
Järjestelmä voidaan asentaa ulkomuuntajiin.
Jakelumuuntajien öljyn lämpötilan jatkuvan valvonnan suunnittelua verrataan nimellisarvoihin ja vastaava toiminta huolehtii.
Laitteiden, kuten Automaattinen jännitteenvakautus (AVR), Sähköjärjestelmän vakaajat, FAKTIT, käyttö sähköjärjestelmäverkossa.

Teknillinen soveltuvuus:

Mikrokontrolleripohjainen tiedonkeruujärjestelmä (MDLS):

MDLS ei vaadi lisälaitteita ja sallii datamäärän ja niiden välisten aikavälien valinnan. Kerätyt tiedot voidaan helposti viedä tietokoneelle sarjaportin kautta. MDLS on erittäin kompakti, koska se käyttää muutamia integroituja piirejä. Valitun MDLS-suunnittelun on täytettävä seuraavat vaatimukset

Sen pitäisi olla helposti ohjelmoitava.
Käyttäjän on voitava valita mittausnopeudet.
Sen pitäisi varmuuskopioida tiedot, kun järjestelmän virta on hetkellisesti häiriintynyt tai kokonaan poistettu.
Sen pitäisi pystyä viemään tietoja tietokoneelle sarjaportin kautta.
Sen pitäisi olla yksinkertainen ja edullinen.

Toivon, että olet ymmärtänyt joustavan vaihtovirtalähetyksen käsitteen yllä olevasta artikkelista. Jos sinulla on kysyttävää tästä konseptista tai sähkö- ja sähköiset projektit jätä alla oleva kommenttiosio.

Valokuvahyvitys