Kompleksne Rozv'jazok dlya Pidstantsij Stepi Vholennia Napryazhennia: Vid Pravyl Funktsionuvannia do Mайбутніх Трендів
1. Принцип роботи та технологічна еволюція регуляторів ступіньового напруги
Регулятор ступіньового напруги (SVR) є ключовим пристроєм для регулювання напруги в сучасних підстанціях, досягаючи точного стабілізування напруги за допомогою механізмів зміни кількості витків. Його основний принцип базується на регулюванні співвідношення перетворювача: при виявленні відхилення напруги, моторизована система переключає витки, змінюючи співвідношення обмоток, що регулює вихідну напругу. Типові SVR надають ±10% регулювання напруги з кроком 0,625% або 1,25%, відповідаючи стандарту ANSI C84.1 для коливань напруги.
1.1 Механізм ступіньового регулювання
- Система переключення витків: поєднує механічні переключники, приводимі в рух мотором, і твердотільні електронні переключники. Використовує принцип "з'єднай перед роз'єднанням" з переходними резисторами, щоб обмежити циркулюючий струм, забезпечуючи безперервне електропостачання. Переключення завершується протягом 15–30 мс, запобігаючи провалам напруги для чутливого обладнання.
- Мікропроцесорна керуюча одиниця: оснащена 32-бітними RISC процесорами для реального часу виборки напруги (≥100 виборок/с). Використовує аналіз FFT на основі DSP для розділення фундаментальних та гармонічних компонент, досягаючи точності вимірювання ±0,5%.
1.2 Сучасні цифрові технології керування
Інтегровані багатофункціональні модулі керування дозволяють оптимізацію складних сценаріїв:
- Автоматичне зменшення напруги (VFR): зменшує вихідну напругу під час перевантаження системи, знижуючи втрати на 4–8%. Формула: Eff. VSET = VSET × (1 - %R), де %R (звичайно 2–8%) визначає коефіцієнт зменшення. Наприклад, система 122В з 4,9% зменшення видає 116В.
- Обмеження напруги: встановлює граничні значення (наприклад, ±5% Un). Автоматично втручатиметься під час порушень напруги, можливо перевизначення операторами на місці, віддалено або через SCADA.
- Перевіз через аварії: зберігає основне регулювання під час аварій (наприклад, напруга опускається до 70% Un). Зберігання EEPROM зберігає важливі параметри протягом ≥72 годин після відключення.
2. Рішення для інтеграції систем підстанцій
2.1 Керування витками перетворювача та паралельна компенсація
Регулювання напруги вимагає координованого керування багатьма пристроями:
- Переключник витків під навантаженням (OLTC): основний регулятор з ±10% діапазоном. Сучасні OLTC використовують електронні датчики положення (точність ±0,5%) для передачі даних в реальному часі до SCADA.
- Банки конденсаторів: автоматично переключаються залежно від потреб реактивної потужності. Типова конфігурація: 4–8 груп, ємність на 5–15% від рейтингу перетворювача (наприклад, 2–6 Мвар для систем 33 кВ). Стратегії керування повинні балансувати відхилення напруги та коефіцієнт потужності (ціль: 0,95–1,0), щоб уникнути перекомпенсації.
2.2 Технології компенсації падіння напруги на лінії
Довгі лінії живлення використовують розподілені стратегії регулювання:
- Серійна компенсація: встановлюються серійні конденсатори на надземних лініях 10–33 кВ, щоб компенсувати 40–70% реактивної реактанції лінії. Наприклад, 2000 мкФ конденсатор на середині лінії довжиною 15 км підвищує кінцеву напругу на 4–8%, захищений MOV-розрядниками.
- Регулятори напруги на лінії (SVR): розташовуються 5–8 км від підстанцій. Потужність: 500–1500 кВА, діапазон ±10%. Інтегровані з термінальними пристроями лінії (FTU) для локальної автоматизації, зменшення залежності від комунікацій.
2.3 Конфігурація обладнання
|
Тип пристрою |
Функція |
Основні параметри |
Типова розташування |
|
Перетворювач OLTC |
Основне керування напругою |
±8 витків, 1,25%/виток, <30 с відповідь |
Основний перетворювач підстанції |
|
Банки конденсаторів |
Реактивна компенсація |
5–15 Мвар, <60 с затримка переключення |
Шина 35 кВ/10 кВ |
|
Лінійний регулятор (SVR) |
Компенсація середньої напруги |
|
