Starfsregla og lykiltækni thyristor switched capacitor (TSC)

Thyristor Switched Capacitor (TSC)er kraftmikið hvarfaflsjöfnunartæki sem byggir á snertilausum rofaeiginleikum tyristora. Meginregla þess er að skipta þéttabanka fljótt og mjúklega inn í eða út úr raforkukerfinu með því að nýta nákvæma núll-kveikjunargetu tyristora, til að ná fram kraftmikilli uppbót fyrir hvarfkraft netsins. Í samanburði við hefðbundna vélrænt rofna þétta hefur TSC umtalsverða kosti eins og langan endingartíma, snertilaus skipti, sterka mótstöðu gegn vélrænni álagi og hröð kraftmikil svörun. Að auki, með því að stjórna skiptistundinni nákvæmlega, getur það á áhrifaríkan hátt bæla niður innrásarstraum meðan á skiptiferlinu stendur og tryggt stöðugan rekstur raforkukerfisins og búnaðarins.

1. Flokkun TSC

1.1 Flokkun eftir spennustigi

Samkvæmt beitt spennustigi er hægt að skipta TSC í lág-spennuuppbót og há-spennuuppbót, í samræmi við almennar forskriftir fyrir endurvirka orkujöfnunartæki í stóriðnaði:

Lág-spennuuppbót: Gildir aðallega um 0,4kV (400V) lágspennudreifikerfi-, sem nær yfir kröfur um uppjöfnun hvarfafls fyrir spennustig sem eru 1kV og lægri, aðallega notuð á enda-álagshliðum eins og iðnaðarverkstæðum og atvinnuhúsnæði;

Háspennuuppbót.-: Jöfnunarkerfið er beintengt við-háspennukerfi, aðallega miðar á spennustig upp á 6kV, 10kV og 35kV. Það er hentugur fyrir miðlægar aðstæður til að jafna hvarfaflsuppbót eins og aðveitustöðvar og almennar niðurrifstöðvar í iðnaðargörðum, til að leysa hvarfaflsskortinn í háspennukerfi.

1.2 Flokkun eftir umfangi umsóknar

Byggt á bótaumfangi og hlutum er hægt að flokka TSC í álagsbætur og miðlæga bætur, sem hafa skýra skiptingu og viðbótarnotkun:

Álagsbætur: Veitir markvissa kraftmikla bætur fyrir staka eða hóp af sérstökum sveiflukenndum álagi (td rafbogaofna, tíðnibreytir, rafsuðuvélar) til að vega upp á móti hvarfkraftsáhrifum sem myndast af álagi í rauntíma, sem kemur í veg fyrir að sveiflur í hvarfafli hafi áhrif á gæði netspennu;

Miðstýrðar bætur: Uppsett á aflgjafamiðstöðvum raforkukerfisins (td, hliðar aðveitustöðvar), framkvæmir það kerfisbundnar bætur fyrir hvarfkraft á öllu aflgjafasvæðinu, leysir vandamálið með heildarsveiflu hvarfafls í rafkerfinu, bætir aflstuðul netsins og dregur úr línutapi.

2. Rekstrarríki og aðalrásarhönnun TSC

2.1 Rekstrarríki

TSC hefur aðeins tvö rekstrarástand: kveikt-í ástand og slökkt-út ástand, með skýrum og stjórnanlegum vinnubúnaði fyrir bæði stöður:

● Skipt-í ástandi: Tvíátta tyristor (eða anti-samhliða tyristor hópur) leiðir og þéttabankinn er mjúklega tengdur við netlínuna. TSC gefur út rafrýmd viðbragðsafl til netsins, á móti inductive reactive afl í ristinni og bætir aflstuðulinn;

● Skipt-af ástand: Tvíátta tyristor (eða anti-samhliða tyristor hópur) er læstur og aftengir þéttabankann frá ristinni. Á þessum tíma heldur þéttabankinn afgangsspennu nálægt toppspennu netsins og TSC útibúið gefur ekki lengur út hvarfkraft til netsins. Nota verður sérstakt afhleðslutæki til að losa afgangsspennuna til að tryggja öryggi búnaðarins.

2.2 Kjarnakröfur fyrir hönnun aðalrásar

TSC aðalrásarhönnunin verður að uppfylla þrjár kjarnakröfur: þrepaða hraða bætur, bælingu á innrásarstraumi og harmónískri stjórn. Lykiltæknin er að ná núll-innstreymisstraumsrofi, forðast skemmdir á kjarnahlutum eins og tyristorum og þéttum af völdum innkeyrslustraums við skiptingu.

Í iðnaðarforritum er algeng raflagnastilling TSC and-samhliða thyristor raflögn (jafngildir tvíátta thyristor), sem gerir tvíátta leiðni og blokkun í riðstraumsrásum kleift, aðlagast rekstrareiginleikum afl-tíðni riðstraumsafls. Aftur á móti getur thyristor-díóðavörn-samhliða raflagnarstillingin aðeins stjórnað straumi í eina átt og uppfyllir ekki venjulegar rofakröfur í AC-aðstæðum. Það er ekki-almennt uppbygging, aðeins notað í sérstökum leiðréttingum og samsettum atburðarásum, og ekki mælt með því sem hefðbundið TSC raflagnakerfi.

3. Kjarnalagnir og árangurssamanburður á TSC

Í hefðbundnum TSC kerfum er andstæðingur-samhliða tyristor raflagnastillingin eina almenna kerfið, með frammistöðueiginleikum sínum og varúðarráðstöfunum sem hér segir:

● Vinnubúnaður: Tveir andstæðingur-samhliða tyristorar eru ræstir til skiptis til að tengja og aftengja uppbótarrásina og laga sig að jákvæðum og neikvæðum hálfum-hringrásarkröfum um afl-tíðni AC afl;

● Áreiðanleiki: Það hefur mikla heildaráreiðanleika. Hins vegar skal tekið fram að ef einn tyristor er skemmdur og -skammtur, mun það valda hálfbylgjuleiðni jöfnunargreinarinnar, sem myndar DC íhluti og of mikinn innrásarstraum, sem mun brenna út þéttabankann og aðra íhluti. Þess vegna verður að stilla heill bilanagreiningar- og verndarbúnað í hagnýtum forritum;

● Getu til að standast bakspennu: Toppspennan sem týristorventillinn ber er jöfn hámarksnetspennu eftir að afgangsspenna þéttisins er losuð, uppfyllir kröfur um valspennu fyrir tyristor íhluta.

Samhliða uppbyggingin sem ekki er-almennt thyristor-díóða andstæðingur- er með góða hagkvæmni og einfalda aðgerð, en hún getur ekki áttað sig á tvíátta straumstýringu og svarhraði hennar getur ekki uppfyllt kröfur um kraftmikla uppbót. Þar að auki getur toppspennan, sem tyristorventillinn ber, náð tvöföldum hámarksnetspennu, sem krefst hærra val á íhlutum. Það á aðeins við um sérstakar aðstæður með litlar kröfur og litla afkastagetu og er ekki innifalið í hefðbundnum TSC hönnunarflokki.

4. Val og virkni raðkljúfa

Í TSC aðalrásinni eru raðkljúfar ómissandi kjarnaþættir. Kjarnaaðgerðir þeirra eru að takmarka innkeyrslustraum, bæla niður há-röð harmonika og takmarka skammhlaupsstraum, sem tryggir örugga og stöðuga virkni kerfisins.

4.1 Vélbúnaður raðkljúfa

Óeðlilegar aðstæður eins og fölsk ræsing tyristors og netbilanir geta valdið tafarlausum innkeyrslustraumi þegar kveikt er á þéttabankanum. Röð reactors geta takmarkað amplitude innblástursstraums með inductive viðnám. Á meðan mynda kjarnakljúfar og þéttabankar LC síurás, sem getur í raun bælt há-röð harmonikku í ristinni (sérstaklega 3. og 5. harmonikku), og forðast skemmdir á íhlutum af völdum harmónískrar mögnunar.

Athugið: Eftir að raðkljúfar eru tengdir mun spennan yfir þéttann aukast vegna grundvallarspennufalls og harmónískra mögnunaráhrifa. Þess vegna verður málspenna þéttans að vera hærri en netspennan. Til dæmis eru þéttar með málspennu 450V venjulega valdir fyrir 0,4kV net og þéttar með málspennu 11/√3 kV fyrir 10kV net.

4.2 Tegundir og valreglur reactors

Tvær algengar tegundir kjarnaofna eru notaðar í TSC kerfum: loftkjarna-kjarna og járnkjarna-kjarna. Þeir hafa augljósan frammistöðumun og valið ætti að vera ítarlega ákvarðað út frá efnahagslegum kostnaði og tæknilegum kröfum:

● Loftkjarna-kjarna: Þeir hafa framúrskarandi straumtakmarkandi áhrif, mikla línuleika, eru ekki auðvelt að metta eða mynda hita við harmoniskar aðstæður og hafa sterkan rekstrarstöðugleika, en með miklum kostnaði. Þau henta fyrir há-spennu, stór-afkastagetu TSC kerfi og atburðarás með miklar kröfur um bótanákvæmni og stöðugleika;

● Járn-kjarnakljúfar: Þeir hafa lágan kostnað og uppfylla hefðbundnar kröfur um straumtakmarkanir, en lélega línuleika. Þeir eru viðkvæmir fyrir mettun og upphitun undir samræmdum áhrifum og núverandi takmarkandi áhrif þeirra hafa mikil áhrif á vinnuaðstæður. Þau henta fyrir lág-spennu, lítil-getu TSC kerfi og aðstæður með ströngu kostnaðareftirliti.

5. Aðalhringrásarstillingar TSC

Samkvæmt tengistillingu milli tyristorventla og þéttabanka, fela aðalrásarlagnir TSC aðallega í sér þriggja-fasa stjórnaða delta tengingu og stjörnutengingu, hver með viðeigandi atburðarás. Það er engin almenn "delta-samsett stjörnutenging" (þessi sameinaða tenging er aðeins fræðileg afleiðslu og ekki notuð í iðnaði):

● Delta tenging: Aðallega notað í lágspennu TSC kerfum (td 0,4kV), með þriggja-fasa sameiginlegri uppbótastillingu. Það hefur mikla bótahagkvæmni og einfaldar raflögn, getur á áhrifaríkan hátt vegið upp á móti þriggja-fasa ójafnvægi hvarfkrafts og er hentugur fyrir hvarfaflsuppbót við endaálag;

● Stjörnutenging: Aðallega notað í háspennu TSC kerfum (td 6kV, 10kV, 35kV), venjulega með ójarðaðan hlutlausan punkt. Það getur komið í veg fyrir útbreiðslu einfasa-bilana, hefur mikið rekstraröryggi og hentar fyrir miðlæga bótaaðstæður aðveitustöðvar.

6. Inrush Current Control fyrir TSC skipti

Byggt á kjarnaeinkennum þétta sem "spenna getur ekki breyst skyndilega", mun mikill munur á netspennu og afgangsspennu þétta (þar á meðal amplitude og fasa) meðan á TSC skipti stendur framkalla tafarlausan innrásarstraum, sem ógnar öryggi íhluta. Þannig er innkeyrslustraumstýring kjarninn í TSC skiptastýringu.

● Inrush Current Judgment Standard: Almenni verkfræðistaðallinn er sá að þegar hlutfall innkeyrslustraums og venjulegs stöðugs-rekstrarstraums þéttans er minna en 1,2 til 1,5 sinnum, er það talið skaðlaust fyrir tyristora, þétta og aðra íhluti. Ef hlutfallið fer yfir þetta svið þarf að fínstilla skiptastýringarstefnuna eða bæta við núverandi takmörkunarráðstöfunum;

● Núll-Inrush skiptiútfærsla: Ákjósanlegt skiptiástand er „núll-kveikja á yfirferð“. Eftir að skipta hættir, heldur þétturinn hámarksspennu netsins. Þyristorinn er ræstur og leiddur við núll-þverunarpunktinn þar sem netspennan og afgangsspenna þétta eru jöfn að amplitude og fasa, með nær-núll innkeyrslustraum. Þegar skipt er út er tyristornum lokað við núverandi núll-þverunarpunkt til að forðast ofspennu.

7. TSC uppgötvun og eftirlitskerfi

Kjarnahlutverk TSC uppgötvunarkerfisins er að safna viðeigandi rafmagnsbreytum raforkukerfisins og hleðslukerfisins í rauntíma, sem gefur nákvæman grunn fyrir skiptastýringu. Það samanstendur aðallega af fasa sýnatökueiningu, spennu og straum RMS útreikningseiningu, og hvarfkraftsþörf og hvarfkrafts útreikningseiningu.

Háþróuð stýritækni í núverandi iðnaðarforritum notar örtölvu-samstillta fasastýringartækni og aðlagandi tyristor-kveikjutækni. Vinnubúnaðurinn er: uppgötvunarkerfið fangar amplitude og fasaupplýsingar spennunnar yfir þéttann og netspennuna í rauntíma. Þegar þessir tveir eru jafnir að amplitude og samkvæmir í fasa, er tyristorinn ræstur samstundis til að ná núll-inrush rofi á þéttanum. Þegar skipt er út, er tyristornum sjálfkrafa læst við núverandi núll-þverunarpunkt, án þess að-forhleðsla þéttinn.

Mikilvæg athugasemd: Röð reactors og sérstakur losunarbúnaður (losunarspólur eða losunarviðnám) eru nauðsynlegir hlutir í TSC kerfum og ekki er hægt að sleppa þeim. Röð kjarnaofnar eru notaðir til að takmarka straum og samræmda bælingu og losunartæki gefa út afgangsspennu þétta eftir að skipt er um til að forðast hugsanlega öryggishættu af völdum afgangsspennu. Aðeins lítill-lágspenna TSC getur einfaldað losunarbúnaðinn við sérstakar vinnuaðstæður, en há-spenna og stór-geta TSC verður að vera búin fullkomnum straumtakmörkunar- og losunarhlutum.

8. Niðurstaða

Sem skilvirkt og hratt kraftmikið hvarfaflsjöfnunartæki hefur TSC kjarnakosti snertilausrar skiptingar, hraðvirkrar viðbragðshraða og áreiðanlegrar notkunar. Það getur á áhrifaríkan hátt leyst vandamálið við sveiflur í hvarfafli netsins, bætt netspennu gæði og dregið úr línutapi. Helstu tæknilegu atriði þess eru meðal annars núll-kveikjustýring, bælingu á straumi, val á kjarnaofni og aðlögun raflagna. Í hagnýtri hönnun og beitingu er nauðsynlegt að fara nákvæmlega eftir stóriðjustöðlum, forðast misskilning í vali á íhlutum og stjórnunaraðferðum og tryggja örugga, stöðuga og skilvirka rekstur kerfisins.

Hafðu samband núna