વિદ્યુત ઉર્જાની ગુણવત્તા સુધારવાનાં પગલાં અને તકનીકી માધ્યમો

વોલ્ટેજ વિચલનો અને વધઘટને ધોરણો-સુસંગત મૂલ્યોની અંદર રાખવા માટે, વોલ્ટેજ નિયમન જરૂરી છે.

વોલ્ટેજ નિયમન એ ખાસ તકનીકી માધ્યમોની મદદથી પાવર સપ્લાય સિસ્ટમના લાક્ષણિક બિંદુઓ પર વોલ્ટેજ સ્તરોને બદલવાની પ્રક્રિયા છે, જે પૂર્વનિર્ધારિત કાયદા અનુસાર આપમેળે હાથ ધરવામાં આવે છે. પાવર સેન્ટર્સ (CPU) માં વોલ્ટેજ રેગ્યુલેશન કાયદો પાવર સપ્લાય સંસ્થા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, જો શક્ય હોય તો તે CPU સાથે જોડાયેલા મોટાભાગના વપરાશકર્તાઓના હિતોને ધ્યાનમાં લઈને.

વિદ્યુત ઊર્જા રીસીવરોના ટર્મિનલ્સ પર જરૂરી વોલ્ટેજ શાસનની ખાતરી કરવા માટે, વોલ્ટેજ નિયમનની નીચેની પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે: પાવર પ્લાન્ટ્સ અને સબસ્ટેશન (સીપીયુ) ની બસોમાં, આઉટગોઇંગ લાઇન પર, સંયુક્ત અને વધારાના.

પ્રોસેસર બસો પર વોલ્ટેજનું નિયમન કરતી વખતે, તેઓ કહેવાતા પ્રતિવર્તી નિયમન પ્રદાન કરે છે.કાઉન્ટર વોલ્ટેજ રેગ્યુલેશન એ સૌથી વધુ લોડ પર વોલ્ટેજને નોમિનલના 5 - 8% સુધી અને લોડના આધારે રેમ્પ સાથે સૌથી નીચા લોડ પર નોમિનલ (અથવા નીચા) સુધી વોલ્ટેજને વધારતા સમજવામાં આવે છે.

સપ્લાય ટ્રાન્સફોર્મરના ટ્રાન્સફોર્મેશન રેશિયોમાં ફેરફાર કરીને નિયમન કરવામાં આવે છે… આ હેતુ માટે, ટ્રાન્સફોર્મર્સ ઓન-લોડ વોલ્ટેજ રેગ્યુલેશન અર્થ (OLTC) થી સજ્જ છે... ઓન-લોડ સ્વીચોવાળા ટ્રાન્સફોર્મર્સ ± 10 થી ± 16% ની રેન્જમાં વોલ્ટેજ નિયમન કરવાની મંજૂરી આપે છે. રિઝોલ્યુશન 1.25 - 2.5% સાથે. પાવર ટ્રાન્સફોર્મર્સ 6 — ± 5% ની રેન્જ અને ± 2.5% (કોષ્ટક 1) ની રેન્જ સાથે ઑફ-સર્કિટ સ્વીચ (ઉત્તેજના વિના સ્વિચિંગ) ના 20 / 0.4 kV સાધનો સ્વિચ નિયંત્રણ ઉપકરણો.

કોષ્ટક 1. સર્કિટ બ્રેકર સાથે 6-20 / 0.4 kV ટ્રાન્સફોર્મર્સ માટે વોલ્ટેજ ભથ્થાં

યોગ્ય પસંદગી પરિવર્તન પરિબળ સર્કિટ બ્રેકર સાથેનું ટ્રાન્સફોર્મર (ઉદાહરણ તરીકે મોસમી નિયમન સાથે) લોડ બદલાય ત્યારે શ્રેષ્ઠ શક્ય વોલ્ટેજ શાસન પ્રદાન કરે છે.

વોલ્ટેજ રેગ્યુલેશનની એક અથવા બીજી પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરવાની યોગ્યતા સ્થાનિક પરિસ્થિતિઓ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, નેટવર્કની લંબાઈ અને તેના સર્કિટ, પ્રતિક્રિયાશીલ પાવર રિઝર્વ, વગેરેના આધારે.

વોલ્ટેજ વિચલન સૂચક નેટવર્કમાં વોલ્ટેજ નુકશાન પર આધાર રાખે છે, નેટવર્ક અને લોડના પ્રતિકાર પર આધાર રાખે છે.વ્યવહારમાં, ઇલેક્ટ્રિક પાવરના રીસીવરોના વોલ્ટેજમાં વિચલનોને ધ્યાનમાં લેતા, વાયર અને કેબલ કોરોના ક્રોસ-સેક્શન પસંદ કરતી વખતે નેટવર્કના પ્રતિકારમાં ફેરફાર એ તેમાંના વોલ્ટેજમાં ફેરફાર સાથે સંકળાયેલ છે (તે મુજબ અનુમતિપાત્ર વોલ્ટેજ નુકશાન), તેમજ જ્યારે ઓવરહેડ લાઈનોમાં કેપેસિટરના સીરિઝ કનેક્શનનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે (લોન્ગીટ્યુડીનલ કોમ્પેન્સેશન ઈન્સ્ટોલેશન્સ — UPK).

શ્રેણીમાં જોડાયેલા કેપેસિટર્સ લાઇનના કેટલાક પ્રેરક પ્રતિકાર માટે વળતર આપે છે, આમ લાઇનમાં પ્રતિક્રિયાશીલ ઘટક ઘટાડે છે અને લોડના આધારે નેટવર્કમાં કેટલાક વધારાના વોલ્ટેજ બનાવે છે.

કેપેસિટર્સનું સીરિઝ કનેક્શન માત્ર નોંધપાત્ર લોડ રિએક્ટિવ પાવર (tgφ > 0.75-1.0) માટે ભલામણ કરવામાં આવે છે. જો પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિ પરિબળ શૂન્યની નજીક હોય, લાઇન વોલ્ટેજ નુકશાન મુખ્યત્વે સક્રિય પ્રતિકાર અને સક્રિય શક્તિ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. આ કિસ્સાઓમાં, પ્રેરક પ્રતિકાર વળતર અવ્યવહારુ છે.

લોડમાં તીવ્ર વધઘટના કિસ્સામાં યુપીસીનો ઉપયોગ ખૂબ જ અસરકારક છે, કારણ કે કેપેસિટરની નિયમનકારી અસર (ઉમેરેલા વોલ્ટેજનું મૂલ્ય) લોડ વર્તમાનના પ્રમાણસર છે અને વ્યવહારીક રીતે કોઈ જડતા વિના આપમેળે બદલાય છે. તેથી, કેપેસિટરના સીરિઝ કનેક્શનનો ઉપયોગ 35 kV અને તેનાથી નીચેના વોલ્ટેજની ઓવરહેડ લાઈનોમાં થવો જોઈએ, જે પ્રમાણમાં ઓછા પાવર ફેક્ટર સાથે અચાનક વૈકલ્પિક લોડને સપ્લાય કરે છે. તેનો ઉપયોગ ઔદ્યોગિક નેટવર્કમાં તીવ્ર વધઘટ થતા લોડ સાથે પણ થાય છે.

નેટવર્ક પ્રતિકાર ઘટાડવા માટે ઉપરોક્ત પગલાંઓ ઉપરાંત, નેટવર્ક લોડને બદલવાના પગલાં, ખાસ કરીને પ્રતિક્રિયાશીલ, વોલ્ટેજના નુકસાનમાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે અને તેથી અંત-ઓફ-લાઇન વોલ્ટેજમાં વધારો થાય છે. આ લેટરલ કમ્પેન્સેશન ઇન્સ્ટોલેશન (લોડ સાથે સમાંતરમાં કેપેસિટર બેંકોને કનેક્ટ કરીને) અને હાઇ-સ્પીડ રિએક્ટિવ પાવર સોર્સિસ (આરપીએસ) લાગુ કરીને, પ્રતિક્રિયાશીલ પાવર ફેરફારોનું વાસ્તવિક શેડ્યૂલ વિકસાવીને કરી શકાય છે.

નેટવર્ક વોલ્ટેજ શાસનને સુધારવા માટે, વોલ્ટેજ વિચલનો અને વધઘટને ઘટાડવા માટે, સ્વચાલિત ઉત્તેજના નિયંત્રણ સાથે શક્તિશાળી સિંક્રનસ મોટર્સનો ઉપયોગ કરવો શક્ય છે.

આવા સુધારવા માટે પાવર ગુણવત્તા સૂચકાંકો સૌથી વધુ શોર્ટ-સર્કિટ પાવર મૂલ્યો સાથે સિસ્ટમ પોઈન્ટ પર CE ને વિકૃત કરતા ઇલેક્ટ્રિકલ રીસીવરોને કનેક્ટ કરવાની ભલામણ કરવામાં આવે છે. અને ચોક્કસ લોડ ધરાવતા નેટવર્ક્સમાં શોર્ટ-સર્કિટ પ્રવાહોને મર્યાદિત કરવા માટેના માધ્યમોનો ઉપયોગ ફક્ત સ્વિચિંગ ઉપકરણો અને વિદ્યુત ઉપકરણોની વિશ્વસનીય કામગીરીને સુનિશ્ચિત કરવા માટે જરૂરી મર્યાદાઓની અંદર થવો જોઈએ.

બિન-સાઇનસોઇડલ વોલ્ટેજના પ્રભાવને ઘટાડવાની મુખ્ય રીતો. તકનીકી માધ્યમોમાંનો ઉપયોગ થાય છે: ફિલ્ટર ઉપકરણો: સાંકડી-બેન્ડ રેઝોનન્ટ ફિલ્ટર્સના ભાર સાથે સમાંતર સ્વિચિંગ, ફિલ્ટર-કમ્પેન્સેટિંગ ડિવાઇસ (એફસીડી), ફિલ્ટર બેલેન્સિંગ ડિવાઇસ (એફએસયુ), એફસીડી ધરાવતું આઇઆરએમ, નીચા સ્તર દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ વિશેષ ઉપકરણો ઉચ્ચ હાર્મોનિક્સનું ઉત્પાદન, "અસંતૃપ્ત" ટ્રાન્સફોર્મર્સ, સુધારેલ ઊર્જા લાક્ષણિકતાઓ સાથે મલ્ટિફેઝ કન્વર્ટર.

અંજીરમાં.1, a ઉચ્ચ હાર્મોનિક્સ સાથે ટ્રાંસવર્સ (સમાંતર) નિષ્ક્રિય ફિલ્ટરનું આકૃતિ દર્શાવે છે. ફિલ્ટર કનેક્શન એ ઇન્ડક્ટન્સ અને કેપેસીટન્સનું સર્કિટ છે જે શ્રેણીમાં જોડાયેલ છે, જે ચોક્કસ હાર્મોનિકની આવર્તન સાથે જોડાયેલ છે.

ચોખા. 1. ઉચ્ચ હાર્મોનિક્સ સાથે ફિલ્ટર્સની યોજનાકીય આકૃતિઓ: a — નિષ્ક્રિય, b — સક્રિય ફિલ્ટર (AF) વોલ્ટેજ સ્ત્રોત તરીકે, c — AF વર્તમાન સ્ત્રોત તરીકે, VP — વાલ્વ કન્વર્ટર, F5, F7 — અનુક્રમે 5 7માં જોડાણો ફિલ્ટર કરો અને 7મી હાર્મોનિક્સ, tis — લાઇન વોલ્ટેજ, tiAF — AF વોલ્ટેજ, ટીન — લોડ વોલ્ટેજ, Azc — લાઇન કરંટ, AzAf — AF દ્વારા જનરેટ કરાયેલ વર્તમાન, Azn — લોડ કરંટ

ઉચ્ચ હાર્મોનિક પ્રવાહો માટે ફિલ્ટર કનેક્શનનો પ્રતિકાર Xfp = XLn-NS° C/n, જ્યાં XL, Xc એ રિએક્ટર અને કેપેસિટર બેંકના અનુક્રમે પાવર ફ્રીક્વન્સી કરંટ, n - હાર્મોનિક ઘટકની સંખ્યાના પ્રતિકાર છે.

જેમ જેમ આવર્તન વધે છે, રિએક્ટર ઇન્ડક્ટન્સ પ્રમાણસર વધે છે અને કેપેસિટર બેંક હાર્મોનિક નંબર સાથે વિપરીત રીતે ઘટે છે. એક હાર્મોનિક્સની આવર્તન પર, રિએક્ટરનો પ્રેરક પ્રતિકાર કેપેસિટર બેંકની કેપેસીટન્સ સમાન બને છે અને વોલ્ટેજ રેઝોનન્સ... આ કિસ્સામાં, રેઝોનન્ટ ફ્રીક્વન્સી કરંટ એન ફિલ્ટર કનેક્શનનો પ્રતિકાર શૂન્ય છે અને તે આ આવર્તન પર વિદ્યુત પ્રણાલીને દાવપેચ કરે છે. રેઝોનન્સ ફ્રીક્વન્સીના હાર્મોનિક નંબર યાર સૂત્ર દ્વારા ગણવામાં આવે છે

એક આદર્શ ફિલ્ટર સંપૂર્ણપણે હાર્મોનિક પ્રવાહોને તે ફ્રીક્વન્સીઝ પર ફિલ્ટર કરે છે જેમાં તેના કનેક્શન ટ્યુન કરવામાં આવે છે.વ્યવહારમાં, જોકે, રિએક્ટર અને કેપેસિટર બેંકો પર સક્રિય પ્રતિકારની હાજરી અને ફિલ્ટર કનેક્શન્સની અચોક્કસ ટ્યુનિંગ હાર્મોનિક્સની અપૂર્ણ ફિલ્ટરિંગ તરફ દોરી જાય છે. સમાંતર ફિલ્ટર એ વિભાગોની શ્રેણી છે, દરેક ચોક્કસ હાર્મોનિક આવર્તન માટે પડઘો પાડે છે.

ફિલ્ટરમાં લિંક્સની સંખ્યા મનસ્વી હોઈ શકે છે. વ્યવહારમાં, 5મી, 7મી, 11મી, 13મી, 23મી અને 25મી હાર્મોનિક્સની આવર્તન સાથે જોડાયેલા બે કે ચાર વિભાગો ધરાવતા ફિલ્ટર્સનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે થાય છે. ટ્રાંસવર્સ ફિલ્ટર્સ જ્યાં ઉચ્ચ હાર્મોનિક્સ દેખાય છે અને જ્યાં તેઓ વિસ્તૃત થાય છે તે સ્થાનો પર બંને સાથે જોડાયેલા હોય છે. ક્રોસઓવર ફિલ્ટર પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિનો સ્ત્રોત અને પ્રતિક્રિયાશીલ લોડને વળતર આપવાનું સાધન બંને છે.

ફિલ્ટરના પરિમાણો એવી રીતે પસંદ કરવામાં આવે છે કે કનેક્શન્સ ફિલ્ટર કરેલ હાર્મોનિક્સની ફ્રીક્વન્સીઝ સાથે પડઘો સાથે ટ્યુન કરવામાં આવે છે, અને તેમની ક્ષમતા ઔદ્યોગિક આવર્તન પર જરૂરી પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિ ઉત્પન્ન કરવાનું શક્ય બનાવે છે. કેટલાક કિસ્સાઓમાં, પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિને વળતર આપવા માટે કેપેસિટર બેંક ફિલ્ટર સાથે સમાંતર રીતે જોડાયેલ છે. આવા ઉપકરણને વળતર ફિલ્ટર (PKU) કહેવામાં આવે છે... ફિલ્ટર વળતર આપતા ઉપકરણો ફિલ્ટરિંગ હાર્મોનિક્સનું કાર્ય અને પ્રતિક્રિયાશીલ પાવર વળતરનું કાર્ય બંને કરે છે.

હાલમાં, નિષ્ક્રિય નેરોબેન્ડ ફિલ્ટર્સ ઉપરાંત, તેઓ સક્રિય ફિલ્ટર્સ (AF) નો પણ ઉપયોગ કરે છે... સક્રિય ફિલ્ટર એ AC-DC કન્વર્ટર છે જેમાં DC બાજુ પર વિદ્યુત ઉર્જાના કેપેસિટીવ અથવા ઇન્ડક્ટિવ સ્ટોરેજ હોય ​​છે, જે ચોક્કસ વોલ્ટેજ અથવા વર્તમાન મૂલ્ય બનાવે છે. પલ્સ મોડ્યુલેશન દ્વારા. તેમાં પ્રમાણભૂત યોજનાઓ અનુસાર જોડાયેલ સંકલિત પાવર સ્વીચોનો સમાવેશ થાય છે.વોલ્ટેજ સ્ત્રોત તરીકે નેટવર્ક સાથેનું એએફ કનેક્શન ફિગમાં બતાવવામાં આવ્યું છે. 1, b, વર્તમાન સ્ત્રોત તરીકે — ફિગમાં. 1, સી.

લો-વોલ્ટેજ નેટવર્ક્સમાં વ્યવસ્થિત અસંતુલન ઘટાડવું એ તબક્કાઓ વચ્ચે સિંગલ-ફેઝ લોડ્સના તર્કસંગત વિતરણ દ્વારા એવી રીતે હાથ ધરવામાં આવે છે કે આ લોડ્સનો પ્રતિકાર લગભગ એકબીજાની સમાન હોય. જો સર્કિટ સોલ્યુશન્સનો ઉપયોગ કરીને વોલ્ટેજ અસંતુલન ઘટાડી શકાતું નથી, તો પછી વિશિષ્ટ ઉપકરણોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે: કેપેસિટર બેંકોનું અસમપ્રમાણ સ્વિચિંગ (ફિગ. 2) અથવા સિંગલ-ફેઝ લોડ્સના બેલેન્સિંગ સર્કિટ (ફિગ. 3).

ચોખા. 2. કેપેસિટર બેંક બેલેન્સિંગ ઉપકરણ

ચોખા. 3. ખાસ બાલુન સર્કિટ

જો સંભાવના કાયદા અનુસાર અસમપ્રમાણતા બદલાય છે, તો પછી ઓટોમેટિક બેલેન્સિંગ ડિવાઇસીસનો ઉપયોગ ઘટાડવા માટે કરવામાં આવે છે, જેમાંથી એકનું આકૃતિ ફિગમાં બતાવવામાં આવ્યું છે. 4. એડજસ્ટેબલ સપ્રમાણ ઉપકરણો ખર્ચાળ અને જટિલ હોય છે અને તેમની એપ્લિકેશન નવી સમસ્યાઓ ઊભી કરે છે (ખાસ કરીને બિન-સાઇનસોઇડલ વોલ્ટેજ). તેથી, રશિયામાં બાલુન્સના ઉપયોગ સાથે કોઈ સકારાત્મક અનુભવ નથી.

ચોખા. 4. લાક્ષણિક બાલુન સર્કિટ

સર્જ સંરક્ષણ માટે, સર્જ એરેસ્ટર્સ... ટૂંકા ગાળાના વોલ્ટેજ ડીપ્સ અને વોલ્ટેજ ડીપ્સ સામે, ડાયનેમિક વોલ્ટેજ ડિસ્ટોર્શન કમ્પેન્સેટર્સ (DKIN) નો ઉપયોગ કરી શકાય છે, જે ડીપ્સ (ઇમ્પલ્સ સહિત) અને સપ્લાય વોલ્ટેજમાં વધારો સહિતની ઘણી પાવર ગુણવત્તા સમસ્યાઓ હલ કરે છે.

DKIN ના મુખ્ય ફાયદા:

• બેટરી વિના અને તેમની સાથે સંકળાયેલ તમામ સમસ્યાઓ,

• ટૂંકા પાવર વિક્ષેપો માટે પ્રતિભાવ સમય 2 ms,

• DKIN ઉપકરણની કાર્યક્ષમતા 50% લોડ પર 99% થી વધુ અને 100% લોડ પર 98.8% થી વધુ છે,

• ઓછી ઉર્જાનો વપરાશ અને ઓછા સંચાલન ખર્ચ,

• હાર્મોનિક ઘટકોનું વળતર, જીટર,

• સિનુસોઇડલ આઉટપુટ વોલ્ટેજ,

• તમામ પ્રકારના શોર્ટ સર્કિટ સામે રક્ષણ,

• ઉચ્ચ વિશ્વસનીયતા.

ચોક્કસ લોડના પાવર રીસીવરોના નેટવર્ક પર નકારાત્મક અસરનું સ્તર ઘટાડવું (આંચકો, બિન-રેખીય વોલ્ટ-એમ્પીયર લાક્ષણિકતાઓ સાથે, અસમપ્રમાણ) તેમના સામાન્યકરણ અને ચોક્કસ અને "શાંત" લોડ્સમાં પાવર સપ્લાયના વિભાજન દ્વારા પ્રાપ્ત થાય છે.

ચોક્કસ લોડ માટે અલગ ઇનપુટની ફાળવણી ઉપરાંત, પાવર સપ્લાય યોજનાઓના તર્કસંગત બાંધકામ માટે અન્ય ઉકેલો શક્ય છે:

• 6-10 kV ના વોલ્ટેજ પર મુખ્ય સ્ટેપ-ડાઉન સબસ્ટેશનની ચાર-વિભાગની સ્કીમ, સ્પ્લિટ સેકન્ડરી વિન્ડિંગ્સવાળા ટ્રાન્સફોર્મર્સ સાથે અને "સાયલન્ટ" અને ચોક્કસ લોડના અલગ સપ્લાય માટે ડબલ રિએક્ટર સાથે,

• મુખ્ય સ્ટેપ-ડાઉન સબસ્ટેશન (GPP) ના ટ્રાન્સફોર્મર્સને 6-10 kV વિભાગીય સ્વીચ પર સ્વિચ કરીને સમાંતર કામગીરીમાં સ્થાનાંતરિત કરો જ્યારે શોર્ટ-સર્કિટ કરંટ માન્ય હોય. આ માપ અસ્થાયી રૂપે પણ લાગુ કરી શકાય છે, ઉદાહરણ તરીકે મોટા એન્જિનના સ્ટાર્ટ-અપ સમયગાળા દરમિયાન,

• એકાએક વૈકલ્પિક વીજ પુરવઠો (ઉદાહરણ તરીકે, વેલ્ડીંગ ઉપકરણોથી) થી અલગથી શોપ પાવર નેટવર્ક્સમાં લાઇટિંગ લોડનો અમલ કરવો.