Введение в последовательные силовые электронные регуляторы напряжения (UPQC) - Применение в электросетях

 

Проблемы с качеством напряжения всегда были важным показателем оценки уровня обслуживания энергоснабжающих компаний. Общие проблемы с качеством напряжения включают высокое и низкое напряжение, мерцание напряжения и гармоники напряжения. Среди них особенно заметны проблемы качества высокого и низкого напряжения, которые напрямую влияют на удобство использования.

Изменения нагрузки на длинных линиях среднего-напряжения могут вызывать колебания напряжения, приводящие к изменению выходного напряжения трансформатора. В тяжелых случаях напряжение может превысить верхний или нижний предел. Электроснабжение характеризуется значительными сезонными нагрузками, периодами высокой концентрации потребления электроэнергии, низкими среднегодовыми показателями нагрузки и большими пиковыми-разницами-пониженными напряжениями на выходах трансформатора. В периоды вне-пиковой нагрузки распределительные трансформаторы работают с небольшой нагрузкой, в результате чего напряжение питания превышает нормальный диапазон рабочих напряжений (198–235 В). Это создает следующие основные опасности:

1. Ускоряет старение изоляции электрооборудования;

2. Высокое напряжение препятствует работе компенсации реактивной мощности, вынуждая распределительную зону потреблять реактивную мощность от источника питания, увеличивая потери;

3. Ставит под угрозу безопасность электросетей и оборудования, создавая значительные скрытые опасности;

4. Вызывает приближение магнитного насыщения сердечника распределительного трансформатора, что приводит к искажению напряжения и генерации гармоник.

В периоды пиковой нагрузки распределительные трансформаторы работают под большой нагрузкой, даже с перегрузкой, что приводит к низкому напряжению питания. Выходное напряжение трансформатора низкое, а напряжение пользователя на выходе значительно ниже нормального диапазона (198–235 В), что представляет собой серьезную проблему низкого напряжения. Низкое напряжение в основном таит в себе следующие опасности:

1. Снижает эффективность электроснабжения и распределительного оборудования;

2. Некоторые электроприборы невозможно использовать нормально, что серьезно влияет на нормальную работу и жизнь пользователей.

 

 

В настоящее время исследования по-системам РПН для распределительных трансформаторов в основном сосредоточены на устройствах РПН-без дуги-под нагрузкой и устройствах РПН-типа-под нагрузкой. Однако отечественное понимание устройств РПН-без дуги-недостаточно-и все еще находится на стадии исследования. В настоящее время технологию устройства РПН-типа-можно разделить на два типа: методы устройства РПН-под нагрузкой с использованием механических переключателей и бесконтактную технологию устройства РПН-под нагрузкой, которая непосредственно заменяет устройство РПН-под нагрузкой на тиристор.

Основные проблемы, связанные с-заменой трансформаторов под нагрузкой-, включают длительные циклы модификации, высокие затраты, низкую скорость реакции, низкую точность управления, высокую частоту отказов и большую нагрузку на техническое обслуживание. Поэтому срочно необходима новая система переключения-переключателей для улучшения качества выходного напряжения распределительных трансформаторов и повышения надежности электроснабжения.

 

 

Для решения проблем низкой скорости отклика, низкой точности управления, высокой частоты отказов и больших объемов работ по техническому обслуживанию в вышеупомянутых схемах переключателей ответвлений под-нагрузкой творчески применяется последовательное электронное устройство переключения ответвлений. Эта система включает в себя входной автоматический выключатель QF1, модуль переменного/постоянного тока, модуль постоянного/переменного тока, байпас низкого-напряжения, инжекционный трансформатор T1, сервисный байпас KM2, входной переключатель технического обслуживания преобразователя QF2 и выходной переключатель обслуживания KM1.

 

Место установки показано на рисунке:

Блок-схема системы

Вся система соединена последовательно с электросетью, поэтому фактическое компенсационное напряжение представляет собой только разницу между напряжением сети и целевым напряжением, что обеспечивает онлайн-компенсацию и восстановление напряжения. Выходное напряжение инвертора модуля DCAC подается в систему через инжекционный трансформатор, что обеспечивает компенсацию высокого и низкого напряжения в сети, а также компенсацию реактивной мощности, обеспечивая стабильность выходного напряжения распределительного трансформатора. Модуль ACDC подключается параллельно с сетью, обеспечивая эффективную компенсацию реактивной мощности системы и обеспечивая действительно много-функциональность. Силовое электронное оборудование отличается высокой скоростью отклика и высокой точностью выходного сигнала. Конструкция сервисного байпаса КМ2 обеспечивает надежность электропитания нисходящей нагрузки во время технического обслуживания системы, обеспечивая бесперебойное обслуживание. Модули ACDC и DCAC имеют модульную конструкцию, что обеспечивает небольшой общий размер, легкий вес и простоту обслуживания, что снижает сложность эксплуатации.

 

Существует три основных режима работы:

1. Напряжение электросети в норме.

Когда QF1/QF2/KM1 закрыт, байпас низкого-давления закрывается.

Система контролирует напряжение сети в режиме реального времени и не работает, когда выходное напряжение распределительного трансформатора в норме. В это время модуль ACDC получает питание из сети, выполняет естественное выпрямление и подает питание на модуль DCAC через шину постоянного тока, в то время как система управления остается в режиме ожидания. Затем напряжение подает питание на нагрузку через входной автоматический выключатель QF1 и обмотку инжекционного трансформатора T1. Байпас низкого-напряжения закрывается, защищая инжекционный трансформатор T1.

 

Когда напряжение сети в норме, цепь питания

 

2. Аномальное напряжение сети.

Когда QF1/QF2/KM1 закрыт, байпас низкого-давления отключается.

Напряжение сети контролируется в режиме реального времени. При обнаружении отклонения от нормы выходного напряжения распределительного трансформатора обход напряжения отключается и модуль главной цепи вводится в эксплуатацию. В это время инвертор модуля DCAC выдает дифференциальное напряжение, которое необходимо компенсировать, которое подается в систему через инжекторный трансформатор T1 для достижения компенсации напряжения системы.

 

Цепь источника питания при ненормальном сетевом напряжении

 

3. Устранение неполадок оборудования

KM2 закрыт, QF2/KM1 открыт, а байпас низкого-давления закрыт.

В случае неисправности системы, для обеспечения бесперебойного технического обслуживания, байпасное соединение КМ2 закрывается для прямой подачи питания на нагрузку. Затем QF2 и KM1 отключаются, и в этот момент система обесточивается, позволяя провести техническое обслуживание.

Ремонт неисправности оборудования, цепь питания

 

 

1. Высокая эффективность системы и быстрый отклик: непрерывная трехфазная компенсация напряжения со временем отклика менее или равным 5 мс;

2. Многофункциональность-: возможность компенсации высокого и низкого напряжения в электросети, а избыточная мощность может компенсировать реактивную мощность, улучшая коэффициент мощности и повышая экономическую эффективность;

3. Высокая надежность и конструкция с резервированием: многоуровневая защита, простая схема, высокая надежность и низкие требования к техническому обслуживанию;

4. Модульная конструкция силовой части: удобство обслуживания, эффективное снижение нагрузки на обслуживающий персонал и снижение затрат на техническое обслуживание;

5. Независимая конструкция. Серийный электронный регулятор напряжения устанавливается независимо снаружи, что упрощает-конструкцию на месте;

6. Техническое обслуживание без перебоев в электроснабжении. Конструкция системы позволяет осуществлять непрерывное техническое обслуживание, обеспечивая высокую надежность и качество последующего электроснабжения.

 

 

Система на 400 В, конструкция с прямым-креплением (установка на столбе-)

 

Фотографии реальных товаров на сайте

 

 

Система 400 В использует тип прямого подключения;

(2) В системах на 6 кВ и 10 кВ используется повышающий-тип (в энергосистеме на 400 В используются повышающие-и понижающие-трансформаторы для достижения динамического восстановления напряжения в линиях среднего напряжения в режиме онлайн).

Приложение 1: Практический пример 400 В 1

На объекте в Бицзе, Гуйчжоу, сезонная нагрузка значительна: высокое потребление электроэнергии в пиковый сезон Весеннего фестиваля приводит к большим колебаниям выходного напряжения трансформатора, достигающему всего около 200 В, и низкому напряжению на конечной розетке. Последовательное подключение интеллектуального силового электронного регулятора напряжения к выходу трансформатора стабилизировало выходное напряжение на уровне 235 В, как показано на рисунке ниже. Это также значительно улучшило напряжение на конечной розетке.