ઔદ્યોગિક નેટવર્ક્સમાં વોલ્ટેજ નિયમન ઉપકરણો

પાવર સપ્લાય સિસ્ટમમાં વોલ્ટેજ રેગ્યુલેશન અને તેમના પ્લેસમેન્ટના માધ્યમો પસંદ કરવા માટે, તેના વ્યક્તિગત વિભાગો દ્વારા પ્રસારિત શક્તિઓને ધ્યાનમાં લેતા, તેના વિવિધ બિંદુઓ પર વોલ્ટેજ સ્તરોને ઓળખવા જરૂરી છે, આ વિભાગોના તકનીકી પરિમાણો, ક્રોસ રેખાઓનો વિભાગ, ટ્રાન્સફોર્મર્સની શક્તિ, રિએક્ટરના પ્રકારો, વગેરે. નિયમો માત્ર ટેકનિકલ જ નહીં પરંતુ આર્થિક માપદંડો પર પણ આધારિત છે.

ઔદ્યોગિક સાહસોની પાવર સપ્લાય સિસ્ટમ્સમાં વોલ્ટેજ નિયમનના મુખ્ય તકનીકી માધ્યમો છે:

• લોડ કંટ્રોલ ડિવાઇસ (OLTC) સાથે પાવર ટ્રાન્સફોર્મર્સ,

• લોડ નિયમન સાથે સ્ટેપ-અપ ટ્રાન્સફોર્મર્સ,

• રેખાંશ અને ટ્રાંસવર્સ કનેક્શન સાથે કેપેસિટર બેંકો, ઉત્તેજના પ્રવાહના સ્વચાલિત નિયમન સાથે સિંક્રનસ મોટર્સ,

• પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિના સ્થિર સ્ત્રોતો,

• મોટા ભાગના મોટા ઔદ્યોગિક પ્લાન્ટમાં સ્થાનિક પાવર પ્લાન્ટ જનરેટર જોવા મળે છે.

અંજીરમાં.1 એ ઔદ્યોગિક એન્ટરપ્રાઇઝના વિતરણ નેટવર્કમાં કેન્દ્રીયકૃત વોલ્ટેજ નિયમનનો આકૃતિ બતાવે છે, તે લોડ હેઠળ સ્વચાલિત વોલ્ટેજ નિયમન ઉપકરણ સાથે ટ્રાન્સફોર્મર દ્વારા હાથ ધરવામાં આવે છે... ટ્રાન્સફોર્મર મુખ્ય સ્ટેપ-ડાઉન સબસ્ટેશન (GPP) પર ઇન્સ્ટોલ કરેલું છે એન્ટરપ્રાઇઝ. સાથે ટ્રાન્સફોર્મર્સ લોડ સ્વીચો, ઓટોમેટિક લોડ વોલ્ટેજ રેગ્યુલેશન (AVR) એકમોથી સજ્જ છે.

ચોખા. 1. ઔદ્યોગિક એન્ટરપ્રાઇઝના વિતરણ નેટવર્કમાં કેન્દ્રિય વોલ્ટેજ નિયમન માટેની યોજના

કેન્દ્રીયકૃત વોલ્ટેજ નિયમન કેટલાક કિસ્સાઓમાં અપૂરતું હોવાનું બહાર આવ્યું છે. તેથી, વિદ્યુત રીસીવરો માટે કે જે વોલ્ટેજ વિચલનો પ્રત્યે સંવેદનશીલ હોય છે, તેઓ વિતરણ નેટવર્ક સ્ટેપ-અપ ટ્રાન્સફોર્મર્સ અથવા વ્યક્તિગત વોલ્ટેજ સ્ટેબિલાઈઝર્સમાં સ્થાપિત થાય છે.

વિતરણ નેટવર્કના કાર્યકારી ટ્રાન્સફોર્મર્સ, ટ્રાન્સફોર્મર્સ T1 — TZ (જુઓ. ફિગ. 1), નિયમ પ્રમાણે, લોડ વોલ્ટેજને નિયંત્રિત કરવા માટેના ઉપકરણો નથી અને ઉત્તેજના વિના નિયંત્રણ ઉપકરણોથી સજ્જ છે, PBV લખો, જે પાવરની શાખાઓને સ્વિચ કરવાની મંજૂરી આપે છે. જ્યારે ટ્રાન્સફોર્મર નેટવર્કથી ડિસ્કનેક્ટ થાય છે. આ ઉપકરણોનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે મોસમી વોલ્ટેજ નિયમન માટે થાય છે.

એક મહત્વપૂર્ણ તત્વ જે ઔદ્યોગિક સાહસના નેટવર્કમાં વોલ્ટેજ શાસનને સુધારે છે પ્રતિક્રિયાશીલ પાવર વળતર ઉપકરણો - ટ્રાંસવર્સ અને રેખાંશ જોડાણ સાથે કેપેસિટર બેટરી. શ્રેણી (યુપીસી) માં જોડાયેલા કેપેસિટર્સની સ્થાપના લાઇનમાં પ્રેરક પ્રતિકાર અને વોલ્ટેજ નુકશાન ઘટાડવાનું શક્ય બનાવે છે.UPK માટે, કેપેસિટર xk ના કેપેસિટિવ પ્રતિકાર અને રેખા xl ના પ્રેરક પ્રતિકારના ગુણોત્તરને વળતર ટકાવારી કહેવામાં આવે છે: C = (xc / chl) x 100 [%].

યુપીસી ઉપકરણો પેરામેટ્રિકલી, લોડ વર્તમાનની તીવ્રતા અને તબક્કાના આધારે, નેટવર્કમાં વોલ્ટેજને સમાયોજિત કરે છે. વ્યવહારમાં, રેખા પ્રતિક્રિયા (C < 100%)ના માત્ર આંશિક વળતરનો આશરો લેવામાં આવે છે.

અચાનક લોડ ફેરફારો અને કટોકટીની સ્થિતિમાં સંપૂર્ણ વળતર વધારાનું કારણ બની શકે છે. આ સંદર્ભમાં, C ના નોંધપાત્ર મૂલ્યો પર, UPK ઉપકરણો સ્વીચોથી સજ્જ હોવા જોઈએ જે બેટરીના ભાગને બાયપાસ કરે છે.

વીજ પુરવઠા પ્રણાલીઓ માટે, થાઇરિસ્ટર સ્વીચો સાથે બેટરી વિભાગોના ભાગને શન્ટીંગ સાથે સીસીપી વિકસાવવામાં આવી રહી છે, જે ઔદ્યોગિક સાહસોની વીજ પુરવઠા પ્રણાલીઓમાં સીસીપીના અવકાશને વિસ્તૃત કરશે.

નેટવર્ક સાથે સમાંતર રીતે જોડાયેલા કેપેસિટર્સ એકસાથે x પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિ અને વોલ્ટેજ ઉત્પન્ન કરે છે કારણ કે તેઓ નેટવર્ક નુકસાન ઘટાડે છે. સમાન બેટરીઓ દ્વારા પેદા થતી પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિ — બાજુની વળતર ઉપકરણો, Qk = U22πfC. આમ, ક્રોસ-કનેક્ટેડ કેપેસિટર્સની બેંક દ્વારા વિતરિત પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિ મોટાભાગે તેના ટર્મિનલ્સ પરના વોલ્ટેજ પર આધારિત છે.

કેપેસિટર્સની શક્તિ પસંદ કરતી વખતે, તે વોલ્ટેજ વિચલનને સુનિશ્ચિત કરવાની જરૂરિયાત પર આધારિત છે જે સક્રિય લોડના ગણતરી કરેલ મૂલ્ય પરના ધોરણોને અનુરૂપ છે, જે કેપેસિટર્સ પર સ્વિચ કરતા પહેલા અને પછી રેખીય નુકસાનમાં તફાવત દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે:

જ્યાં P1, Q2, P2, Q2 એ કેપેસિટર્સ, rs, xc — નેટવર્ક પ્રતિકારની સ્થાપના પહેલાં અને પછી લાઇન પર પ્રસારિત સક્રિય અને પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિઓ છે.

લાઇન (P1 = P2) સાથે પ્રસારિત સક્રિય શક્તિના અવ્યવસ્થાને ધ્યાનમાં લેતા, અમારી પાસે છે:

નેટવર્કની સમાંતરમાં કેપેસિટર બેંકને કનેક્ટ કરવાની નિયમનકારી અસર xc ના પ્રમાણસર છે, એટલે કે લાઇનના અંતમાં વપરાશકર્તામાં વોલ્ટેજમાં વધારો તેની શરૂઆત કરતા વધારે છે.

ઔદ્યોગિક સાહસોના વિતરણ નેટવર્કમાં વોલ્ટેજ નિયમનના મુખ્ય માધ્યમો લોડ-નિયંત્રિત ટ્રાન્સફોર્મર્સ છે... આવા ટ્રાન્સફોર્મર્સના નિયંત્રણ નળ ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ વિન્ડિંગ પર સ્થિત છે. સ્વીચ સામાન્ય રીતે ચુંબકીય સર્કિટ સાથે સામાન્ય ટાંકીમાં મૂકવામાં આવે છે અને ઇલેક્ટ્રિક મોટર દ્વારા ચલાવવામાં આવે છે. એક્ટ્યુએટર મર્યાદા સ્વીચોથી સજ્જ છે જે મોટરને સપ્લાય કરવા માટે ઇલેક્ટ્રિકલ સર્કિટ ખોલે છે જ્યારે સ્વીચ મર્યાદાની સ્થિતિમાં પહોંચે છે.

અંજીરમાં. 2, a એ RNT-9 પ્રકારના મલ્ટિલેવલ સ્વિચનો ડાયાગ્રામ બતાવે છે, જેમાં આઠ સ્થાનો અને ± 10% ની ગોઠવણની ઊંડાઈ છે. તબક્કાઓ વચ્ચેનું સંક્રમણ રિએક્ટરને અડીને આવેલા તબક્કાઓના દાવપેચ દ્વારા પરિપૂર્ણ થાય છે.

ચોખા. 2. પાવર ટ્રાન્સફોર્મર્સના સ્વિચિંગ ઉપકરણો: a — RNT પ્રકારનો સ્વિચ, R — રિએક્ટર, RO — વિન્ડિંગનો ભાગ નિયમન, PC — સ્વીચના જંગમ સંપર્કો, b — RNTA પ્રકારનો સ્વિચ, TC — વર્તમાન મર્યાદિત પ્રતિકાર, બરછટ ગોઠવણ માટે PGR સ્વીચ, PTR - ફાઇન ટ્યુનિંગ સ્વીચ

મૂળ ઉદ્યોગ પણ સક્રિય વર્તમાન મર્યાદિત પ્રતિકાર સાથે RNTA શ્રેણીની સ્વીચોનું ઉત્પાદન કરે છે જેમાં દરેક 1.5% ના નાના ગોઠવણ પગલાંઓ છે. ફિગમાં બતાવેલ છે. 2b, RNTA સ્વીચમાં સાત ફાઈન ટ્યુનિંગ સ્ટેપ્સ (PTR) અને બરછટ ટ્યુનિંગ સ્ટેપ (PGR) છે.

હાલમાં, વિદ્યુત ઉદ્યોગ પાવર ટ્રાન્સફોર્મર્સ માટે સ્થિર સ્વિચનું ઉત્પાદન પણ કરે છે, જે ઔદ્યોગિક નેટવર્ક્સમાં હાઇ-સ્પીડ વોલ્ટેજ નિયમનને સક્ષમ કરે છે.

અંજીરમાં. 3 એ વિદ્યુત ઉદ્યોગ દ્વારા નિપુણતા મેળવેલી પાવર ટ્રાન્સફોર્મર ડિસ્કનેક્શન સિસ્ટમમાંથી એક બતાવે છે - એક "થ્રુ રેઝિસ્ટર" સ્વીચ.

આકૃતિ ટ્રાન્સફોર્મરનું નિયંત્રણ ક્ષેત્ર બતાવે છે, જેમાં દ્વિધ્રુવી જૂથ VS1-VS8 દ્વારા તેના આઉટપુટ ટર્મિનલ સાથે આઠ નળ જોડાયેલા છે. આ જૂથો ઉપરાંત, વર્તમાન લિમિટર આર સાથે શ્રેણીમાં જોડાયેલ બાયપોલર થાઇરિસ્ટર સ્વિચિંગ જૂથ છે.

ચોખા. 3. વર્તમાન લિમિટર સાથે સ્થિર સ્વીચ

સ્વીચના સંચાલનનો સિદ્ધાંત નીચે મુજબ છે: જ્યારે ટેપથી ટેપ પર સ્વિચ કરવામાં આવે છે, ત્યારે વિભાગના શોર્ટ સર્કિટ અથવા ઓપન સર્કિટને ટાળવા માટે, આઉટપુટ દ્વિધ્રુવી જૂથને રેઝિસ્ટર સાથે ટેપમાં વર્તમાન સ્થાનાંતરિત કરીને સંપૂર્ણપણે બુઝાઈ જાય છે. , અને પછી વર્તમાન જરૂરી પ્રવાહી વહેવાનો હરકોઈ જાતનો નળ પર ટ્રાન્સફર કરવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે પ્રવાહી વહેવાનો હરકોઈ જાતનો નળ VS3 થી VS4 પર સ્વિચ કરવામાં આવે છે, ત્યારે નીચેનું ચક્ર થાય છે: VS ચાલુ થાય છે.

વિભાગનો શોર્ટ સર્કિટ વર્તમાન મર્યાદિત રેઝિસ્ટર આર દ્વારા મર્યાદિત છે, થાઇરિસ્ટોર્સ VS3 બંધ છે, VS4 ચાલુ છે, થાઇરિસ્ટોર્સ VS બંધ છે. અન્ય કમ્યુટેશન એ જ રીતે કરવામાં આવે છે. દ્વિધ્રુવી થાઇરિસ્ટર જૂથો VS10 અને VS11 નિયમનકારી ઝોનને રિવર્સ કરે છે. સ્વીચમાં મજબૂત થાઇરિસ્ટર બ્લોક VS9 છે, જે રેગ્યુલેટરની શૂન્ય સ્થિતિને સમજે છે.

સ્વિચનું લક્ષણ એ ઓટોમેટિક કંટ્રોલ યુનિટ (ACU) ની હાજરી છે, જે જ્યારે ટ્રાન્સફોર્મર નિષ્ક્રિય સમયે ચાલુ હોય ત્યારે અંતરાલમાં VS9 ને કંટ્રોલ કમાન્ડ આપે છે.BAU થોડા સમય માટે કામ કરે છે, તે મોડમાં દાખલ થવા માટે થાઇરિસ્ટર જૂથો VS1 — VS11 અને VSને ખોરાક આપતા સ્ત્રોતો લે છે, કારણ કે ટ્રાન્સફોર્મર પોતે સ્વિચ કંટ્રોલ સિસ્ટમ માટે પાવર સપ્લાય તરીકે કામ કરે છે.