Кернеу тербелістері болды ма? Алдыңғы орындағы орташа кернеулі қосқыш аппараттар тұрақтылықты сақтайды

Кернеу тербелістерін және олардың электр жүйелеріне әсерін түсіну

Кернеу тербелістері — стандартты кернеу деңгейлерінен ауытқу, орташа кернеулі электр жүйелерінде тұрақсыздық қаупін туғызады. Бұл ауытқулар номиналды кернеуден ±10% шеңберінде пайда болады, бірақ желідегі бұзылыстар кезінде тез өсе алады. Егер оларды басқармаса, тұрақты электрмен жабдықтауға тәуелді өнеркәсіп салаларының жұмыс істеуіне қауіп төндіреді.

Кернеу тербелістері деген не және неге олар желі тұрақтылығына қауіп төндіреді

Кернеу тербелістері туралы сөз болғанда, біз шын мәнінде электр энергиясының деңгейіндегі бірнеше секундтан бірнеше минутқа дейін созылатын тез көтерілулер (толқындар) немесе төмендеулер (сагтар) туралы айтып отырмыз. Мысалы, екі секундқа созылған кернеудің 15% төмендеуі өнеркәсіптік двигатель бастағыштарын толығымен тоқтатуы мүмкін. Сондай-ақ, жиі қайталанатын кішігірім кернеу импульстерін де ұмытпау керек. Қайталанып тұратын 8% өсу трансформатор изоляциясын баяу бүліп, оның істен шығуына әкеледі. Бұл мәселенің нашарлау себебі — электрлік бұзылыстардың желі бойынша таралуы. Олар қосымша гармоникалық искажениеге әкеледі және айнымалы жағдайлармен жұмыс істеуге арналмаған қорғаныш релелеріне қосымша жүктеме түсіреді. Нәтижесінде жүйелер тиімсіз жұмыс істейді және құрылғылардың дәлдік шектеулері өте аз болатын өндірістік кәсіпорындарда қауіп-қатер туындайды.

Орташа кернеу желілеріндегі кернеу тұрақсыздығының негізгі себептері

Тұрақсыздықтың үш негізгі факторы:

1. Жүктеме тербелістері : Доғалы пеш сияқты жоғары қуатты жабдықтардың бір уақытта іске қосылуы токтың сәтті өсуіне әкеледі
2. Желідегі бастап : Таралатын жаңартылатын энергия көздерінен туындайтын екі бағыттағы қуат ағымдарына кеткен инфрақұрылым қолдау көрсете алмайды
3. Қоршаған ортаның әсері : Жарқылы дауылдар аспалы орташа кернеулі желілерде электромагниттік кедергілер туғызады және өту арқылы пайда болатын артық кернеуді белсендіреді

Осы түбірлік себептерді шешу үшін тарату архитектурасына тікелей енгізілген үйлестірілген басқару стратегиялары қажет.

Басқарылмайтын тербелістердің салдары: Жабдықтардың зақымдануы, тоқтап қалу және қауіпсіздікке қауіп

2023 жылғы Энергетика институтының зерттеуі бойынша кернеуге байланысты бұзылулар өнеркәсіптегі жоспарланбаған тоқтап қалудың 37%-ын құрайды. Оған мыналар жатады:

• Орамдарында : Кернеу қайта өсуінен болатын оқшаулаудың бұзылуы, әрбір оқиғаға шаққанда жөндеуге орташа есеппен 18 мың доллар құрайды
• Өндірістің жоғалуы : Автокөлік өндірісінде технологиялық үзілістерге байланысты әрбір оқиғаға 4–9 сағат уақыттың кетуі
• Қауіпсіздік оқиғалары : Конденсаторлық блоктарды қосқан кезде кернеудің түрткісі арқылы пайда болатын электр доғасы

Бұл жүйелік сезімталдық заманауи орташа кернеулі қосқыш құрылғылардың дәстүрлі тізбек қорғанысының қызметтерімен қатар нақты уақыт режиміндегі тербелістерді тежеуді неге интеграциялау қажет екендігін көрсетеді.

Жүйенің сенімділігіндегі орташа кернеулі қосқыш құрылғылардың маңызды рөлі

Тербелмелі жағдайларда орташа кернеулі қосқыш құрылғылар қалай тұрақты электр энергиясын таратуды қамтамасыз етеді

Орташа кернеулі (MV) қосқыш құрылғылар электр желілерінің орталық жүйесі ретінде қызмет етеді және жұмыс істеу үздіксіздігін сақтау үшін кернеудің тербелістерін белсенді түрде басқарады. Негізгі қорғаныс құрылғыларынан өзгеше, ол нақты уақытта бақылау мен автоматтандырылған басқаруды былай біріктіреді:

• Жүктеменің өзгеруіне 0,5 секунд ішінде компенсация жасау
• Олар таралауға дейін өтпелі ақауларды бөліп тастау
• Номиналды деңгейден ±5% шеңберінде кернеуді сақтау

Жетілдірілген модельдер конденсаторлық банкті және реактивті қуат ағындарын автоматты түрде реттейтін трансформатордағы сақиналық өзгертушілерді біріктіреді — бұл мүмкіндік 2023 жылғы Энергетика министрлігінің стандарттарына сәйкес қалалық желілердегі кернеуге байланысты дабылдардың 78% азаюымен байланысты.

Негізгі функциялар: Үздіксіз жұмыс істеу үшін қосу, бөлу және ақауларды тоқтату

Орташа кернеулі коммутациялық қондырғылар үш синхрондалған механизм арқылы жұмыс істейді:

Бұл сипаттамалар доғалық шығу секілді экстремалды жағдайлармен санасуға және желінің 98% зақымданбаған бөліктерін жұмыс істеу күйінде ұстауға мүмкіндік береді. Газбен изоляцияланған бөлмелер мен вакуумдық өшірушілер қауіпсіздікті арттырады — майлы жүйелерге қарағанда қорғаушы қабықшалардың бұзылуын 67% азайтады — және техникалық қызмет көрсетудің қажеттілігін әлдеқайда төмендетеді.

Шынайы әсер: Қазіргі заманғы орташа кернеулі қосқыш аппараттарды қолдану апатты тоқтатудың ұзақтығын 92% -ға дейін төмендеткен жағдайды зерттеу (IEEE 2022)

47 өнеркәсіптік объектілердің 2022 жылғы IEEE талдауы модернизацияланған орташа кернеулі қосқыш аппараттар конфигурацияларының мыналарды азайтқанын көрсетті:

• Орташа тоқтатудың ұзақтығы 112 минуттан 8,9 минутқа дейін (-92%)
• Кернеу құламасына байланысты қозғалтқыштың істен шығуы 83%-ға
• Гармоникалық бұрмалау деңгейі 3% THD-дан төмен

Бұл жақсартулар екіжақты резервтелген қорғаныс релелері мен алдын ала жүктеме теңестіру алгоритмдеріне байланысты — қазір бұлар қайта қалпына келетін энергияны интеграциялау үшін маңызды деп саналады. Кәсіпорындар құрылғылардың жұмыс істеу мерзімінің 19% ұзарайтынын және ескіріп кеткен орнатылымдармен салыстырғанда түзету жөндеу шығындарының 34% төмендегенін хабарлады.

Тордағы тұрақтылық үшін орташа кернеулі қосқыш аппараттардың қорғау функциялары

Электр ақауларына жауап беру: Тез ажырату және жүйені қорғау

Орташа кернеулі қосқыш құрылғы электр желісінің сияқты дененің қорғаныш механизмі ретінде жұмыс істейді, мәселелерді жедел байқап, олар бүкіл желіге таралмас бұрын жоюға тырысады. Егер қысқа тұйықталу пайда болған немесе желіде артық жүктеме сияқты ақаулық туындаса, бұл вакуумды қысқа тұйықтама өте жылдам іске қосылады, әдетте 30 миллисекундтан кем уақыт ішінде, бұл ескі технологиялармен салыстырғанда айтарлықтай артықшылық береді. Бұл жылдам әрекет трансформаторлар мен сымдар сияқты қымбат бағалы компоненттерге пайда болатын жылу зақымдануын азайтады. Техникалық қызмет көрсету топтарының нақты деректеріне сәйкес, компаниялар дұрыс қорғаныс шараларын қолданған кезде қорғаныссыз жағдаймен салыстырғанда зақымдалған жабдықты ауыстыруға шамамен 57 пайыз үнемдейді.

Қорғаныс релелерін және орташа кернеулі қосқыш құрылғыдағы нақты уақыт режиміндегі бақылауды интеграциялау

Қазіргі заманғы орташа кернеулі қосқыш құрылғылар микропроцессорлы релелер мен электр жүйелерінде ақауларды тиімді анықтау үшін Интернет заттары сенсорларын біріктіреді. Релелер токтың толқын пішіндерін әр секундына 4800 үлгі жылдамдығымен өлшейді, бұл зиянсыз кернеу шұғыл өзгерістерін назар аударуды қажет ететін аса маңызды ақаулардан ажыратуға көмектеседі. SCADA бақылау платформаларына қосылған кезде, бұл жүйелер объектінің әртүрлі бөліктерінде кернеудің тұрақтылығы туралы зауыт инженерлеріне нақты уақыт режимінде мәлімет береді. Бұл энергияға сұраныс ең жоғары деңгейге жеткен кезде, жағдай нашарланбас бұрын қажетті түзетулер енгізуге мүмкіндік береді. 2023 жылғы салалық деректерге жасалған соңғы талдау бұндай жүйелерді енгізген зауыттардың жылына күтпеген қуат үзілістерін 42 пайызға дейін азайтқанын көрсетті.

Прожоралақ кернеу реттеу үшін алдыңғы қатарлы орташа кернеулі қызметтер

Кернеу реттеуін және ұзақ мерзімді тұрақтылықты жақсартатын ақылды орташа кернеулі қосқыш құрылғылар шешімдері

Бүгінгі орташа кернеулі қосқыш құрылғылар нақты уақыт режиміндегі сенсорлармен және мәселелерді пайда болған жерінде өзі түзететін PLC-лермен жабдықталған. Бұл жүйелер тербелістерді сезіп алған кезде біршама тез әрекет етеді — анықтаудан кейін шамамен үштен алтыға дейінгі электрлік цикл ішінде, бұл ескі релелік жүйелерге қарағанда шамамен қырық пайызға тезірек. Өзін-өзі реттейтін жабдықтарды динамикалық реактивті қуатты компенсациялаумен бірге қолданатын өнеркәсіптік объектілер жүктеменің кенеттен өзгеруі кезінде немесе жел немесе күн сияқты жаңартылатын көздер күтпеген уақытта тепе-теңдікті бұзған кезде де қалыпты мәннің плюс-минус екі пайызында кернеуді тұрақты ұстай алады.

Дамушы бағыт: Орташа кернеулі қызмет көрсетудегі жасанды интеллект негізіндегі диагностика және алдын ала сақтандыру техникасы

Көптеген жетекші коммуналдық компаниялар орташа кернеулі қосқыштарды жүктеме тарихы мен изоляциялық кедергі өлшеулерін талдауға арналған машиналық оқыту құралдарымен біріктіруді бастады. Электрлендіру институтының 2023 жылғы соңғы хабарламасына сәйкес, техникалық қызмет көрсетуді жасанды интеллект арқылы оптимизациялау кезінде орташа кернеулі желілердегі күтпеген тоқтап қалу уақыты кәдімгі уақыт бойынша жоспарланатын әдістерге қарағанда шамамен екі үштен біріне дейін азаяды. Ақылды жүйелер контактілердің уақыт өте келе тозуы мен SF6 газы деңгейіндегі өзгерістер сияқты оннан астам факторды талдау арқылы бөлшектердің қашан істен шығуы мүмкін екенін болжайды. Бұл технологтарға торда кернеудің үлкен бұзылуына әкелетін кішігірім мәселелер туындағаннан көп бұрын оларды шешуге мүмкіндік береді.

ЖИІ ҚОЙЫЛАТЫН СҰРАҚТАР

Кернеу тербелістері деген не?

Кернеу тербелістері — стандартты кернеу деңгейлерінен ауытқулар, электр энергиясының деңгейінде секундтан минутқа дейінгі аралықта болатын тез секірістер немесе төмендеулермен сипатталады.

Қуат жүйелері үшін кернеу тербелістері неге мәселе болып табылады?

Кернеу тербелістері қуат желілерінде тұрақсыздыққа, жабдықтардың зақымдануына, тоқтап қалуға және қауіпсіздікке қауіп төндіруге әкелуі мүмкін, ол тұрақты электрмен жабдықтауға тәуелді салаларға әсер етеді.

Орташа кернеулі қосқыш құрылғы кернеу тербелістерін басқаруда қалай көмектеседі?

Орташа кернеулі қосқыш құрылғы нақты уақытта бақылау және автоматтандырылған басқару арқылы кернеудің өзгеруін белсенді түрде басқарады, осылайша жұмыс істеуін үздіксіз қамтамасыз етеді және ақауларды болдырмауға тырысады.

Қазіргі заманғы ОК қосқыш құрылғыларға қандай технологиялар енгізілген?

Қазіргі заманғы орташа кернеулі қосқыш құрылғылар ақауларды жақсырақ анықтау, нақты уақытта бақылау және алдын ала сақтандыру мақсатында зиялы релелерді, IoT датчиктерін, SCADA платформаларын және жасанды интеллект негізіндегі диагностикалық жүйелерді ықпалдасады.