Повышенное напряжение в сети: У меня повышенное напряжения в сети что делать?-инженерная компания LiderTeh

У меня повышенное напряжения в сети что делать?-инженерная компания LiderTeh

Вопрос:
У меня повышенное напряжения в сети что делать?

Оглавление статьи для быстрого перехода.

1. Признаки перенапряжения сети

2. Причины

3. Последствия

4. Быстрое решение

5. Недорогое решение

6. Видео

Повышенное напряжение в сети, является одним из самых опасных перепадов сети, которые могут привести к очень неприятным последствиям. 

• Первые признаки перенапряжения сети, это чрезмерно яркое свечение электрических ламп накаливания. 
• Непроизвольное отключение электрических приборов, на короткое время, что может быть связано со срабатыванием защиты, которая иногда реализована в электрическом устройстве питания электроприборов.
• При замерах в момент яркого свечения лам в доме, измерительный прибор мультиметр, показывает напряжение выше 253 вольт.

Почему и из за чего происходит такие явления, как перенапряжение электросетях с нормальным напряжением сети 220 -230 вольт?

• Такое явление связано с неправильной регулировкой общего трансформатора питающего поселок или деревню. Изменение настроек такой машины сразу же отражается на электрическом питании всего поселка.
• Замена трансформатора на более мощный, может изменить напряжения в питании поселка и там где было нормальное напряжение, может стать повышенным. Как правило это происходит в домах находящихся слишком близко на линии электропитания к трансформаторной подстанции.

• К таким же последствием может привести замена старой электропроводки, в которой ранее происходили потери напряжения, при замене на правильное сечение токи уменьшаются и возрастает напряжение.

• Одной из самых опасных неисправностей является отгорание или пропадание нуля в трехфазной сети, что также приводит к аварийному перенапряжению и может достигать напряжения по фазе более 300 вольт, что сразу приводит к выходу дорогостоящей техники из строя.

• Одна из самых распространенных причин, это так называемый перекос фаз, который возникает при неправильном распределении нагрузок по каждой фазе.

 

Опасность и последствия работы электрооборудования в режиме перенапряжения.

Первыми признаками будет частая замена электрических ламп освещения, частый выход из строя систем освещения как правила говорит о неправильном напряжении в сети.

Выход из строя электрической техники, такой как стиральная машина, кухонная техника. Холодильник или насос.

В случаях выхода из строя бытовой и другой техники по причине перенапряжения или пониженного напряжения, сервисные службы по ремонту, не признают случай гарантийным, и стоимость ремонта ложится на плечи пользователя.

В некоторых случаях повышенное напряжение может привести к разогреву слабых мест на контактах, что приводит к критическому нагреву и даже опасности возникновения возгорания в некоторых случаях.




Стоимость возможных последствий в разы превышает стоимость профилактических мер, установки защитных устройств, таких как реле напряжения, симметрирующий трансформатор или стабилизатор напряжения. 

Что делать при повышенном напряжении в сети?

Быстрое решение проблем перенапряжения в электросети 220в.

Локальная установка защитных устройств на весь дом или квартиру. Можно установить на каждый электроприбор в отдельности, но мы бы рекомендовали делать защиту на весь дом, так более выгодно с точки зрения цены на оборудование и самих работ.

1 Вариант наиболее дешевый, а потому и распространенный. 

Это реле напряжения. Такой вариант работает как защита, ограничивая работу при выходе напряжения за рамки заданного, например при достижении напряжения на входе более 250 вольт реле отключит питание, а при возвращении напряжения в рамки установленного ограничения в данном случае ниже 250 вольт, реле автоматически подключит питание от сети. Минус в том что электропитание будет отключено и вы будете лишены благ цивилизации при том что напряжение в сети есть, хоть и завышенное.




2 й вариант это стабилизатор напряжения

, также быстро устанавливается, такое решение дороже, но имеет ряд преимуществ. Стабилизатор при любом напряжении выдает 220 вольт, и оборудование продолжает работать несмотря на волнения в сети, при напряжении в 256 вольт в вашей сети будет 220 вольт.

3-й вариант установка симметрирующего трансформатора, но такое решение применимо только в трехфазных электросетях.

4-е самое недорогое решение, но более затратное по времени и даже не всегда выполнимое, это подача жалобы на напряжение в сети. Подробные шаги и образец заявления.

Вы можете подать жалобу в организацию, которая занимается поставкой электроэнергии в ваш поселок, дачу, дом, квартиру.

Жалоба может быть как от одного лица так и коллективная. Чем больше количество обращений, тем быстрее и эффективнее решается вопрос.

Сначала ознакомьтесь с государственным  ГОСТ 29322-2014, согласно которому должно обеспечиваться качество подаваемой электроэнергии в ваш дом или квартиру.




Предварительно сделайте замеры специализированными приборами самостоятельно или лучше, вызвав электрика из организации, которая занимается обслуживанием ваших электросетей. В этом случае вы можете потребовать письменное подтверждение проводимых замеров и результатов. Которое вы приложите к заявлению.

Заявление можно заполнить в свободной форме, основное требование в содержании заявления, оно должно нести необходимую информацию.

1 . Шапка с содержанием информации, в какую организацию вы обращаетесь. Здесь должны быть указаны — юридическое имя организации и ФИО руководителя этой организации.

2 . Ниже под шапкой, личные данные заявителя, такие как ФИО, контактная информации (телефон, электронная почта), адрес.

3 . В основной части заявления должна быть указана информация о том как часто, и когда происходят перебои с электроэнергией, указаны данные проведенных замеров. Были ли электрики и их рекомендации. Перечислить испорченное оборудовании, в случае если это произошло.

Дополнительно приложить копии экспертных организаций, подтверждающих что техника вышла из строя, из за некачественного электропитания.

Ниже указать дату составления заявления и подпись.

• При личной передачи заявления в организацию, позаботьтесь о наличии копии заявления на которой принимающая организация должна оставить пометку о принятии заявления. 
• При отправке почтой, запросите уведомление о вручении, или отправьте заказным письмом.

Скачать образец заявления вы можете здесь.

Видео почему перегораю лампочки.




Высокое напряжение в сети — варианты решения проблемы

Категория: Поддержка по стабилизаторам напряжения

Опубликовано 23.03.2015 08:39

Автор: Abramova Olesya

---

---

Данная статья предназначена для тех, кто испытывает проблемы из-за повышенного напряжения в сети. Здесь вы найдете информацию о нормальном уровне напряжения, причинах возникновения высокого напряжения и, самое главное, методах решения данной проблемы.

Современные потребности человека подталкивают к приобретению новых и новых электрических приборов для бытового или промышленного применения, в случае с промышленностью, это может быть вызвано развитием предприятия и необходимостью наращивания производственной мощности. С течением времени, в когда-то свободные розетки включаются новые приборы, которые дарят нам новые возможности. Когда происходит покупка, скажем, современного телевизора, в голове проскакивает мысль, что эта дорогостоящее приобретение будет служить долго и качественно, решать поставленные перед ним задачи. При этом редко кто-то задумывается, насколько комфортно новой технике работать в отечественных сетях электропитания.

Аварийное состояние отечественных электрических сетей – давно не сюрприз, сплошь и рядом можно встретить аномальные отклонения до 15-20% в ту или иную сторону, тогда как допускается не больше 5% на постоянной основе и 10% кратковременно. Реже, в частных секторах и отдаленных районах могут встречаться ситуации, когда отклонение достигает умопомрачительных 25-45%, обычно в меньшую сторону. К сожалению, в подавляющем большинстве случаев потребители вынуждены искать решение самостоятельно, за свой счет.

• Сокращение срока службы. Практически любой электрический потребитель болезненно реагирует на длительное (более 15 минут) повышенное напряжение. В первую очередь это сказывается на блоках питания, которые перегреваются и гораздо быстрее выходят из строя. Особенно болезненно на высокое напряжение реагируют осветительные приборы, которые то и дело отказывают, а лампы накаливания могут даже взрываться.

• Нарушение режима работы. Точные допуски питающей сети указаны на каждом электрическом приборе, когда они соблюдаются, производитель гарантирует правильную работу продукта. В противном случае, когда значение отличное от допустимого, работа любого прибора может быть нарушена.

• Выход из строя. При резких всплесках свыше 255 Вольт, любой потребитель может выйти из строя моментально.

• Отказ в гарантийном ремонте. Современные товары комплектуются всевозможными индикаторами, которые расположены внутри устройства, когда товар попадает в сервисный центр, мастер-ремонтник может обнаружить причину выхода из строя. Таким образом, если товар пришел в негодность по причине повышенного напряжения, с очень высокой вероятностью вам будет отказано в гарантийном ремонте, возврате или обмене.

2. Методы нормализации напряжения в сети

• Обращение в соответствующие службы города. Теоретически, данный метод должен оказаться самым действенным, хотя и не самым быстрым. При регулярных и продолжительных нарушениях, которые фиксируются сертифицированными анализаторами сети, жители дома или группы домов могут написать заявление в горэнерго или облэнерго, также можно поговорить с сотрудниками ЖЭКа. Не стоит ожидать результат после первой попытки, нередко требуются постоянные согласованные жалобы от всех жильцов многоэтажного дома или целой улицы в частном секторе. К сожалению, идти этим путем способны единицы, но поскольку есть положительные результаты, считаем своим долгом сообщить эту информацию.

• Установка дополнительного оборудования. Данный метод является быстрым и качественным, поскольку, покупая стабилизатор напряжения, проблема решается практически мгновенно. Ниже приведена таблица, где описаны различные устройства, которые так или иначе помогают снизить влияние или исключить аномалии в электрической сети, в т.ч. высокое напряжение.

Устройство	Виды	Тип защиты	Назначение
Реле контроля напряжения	—	Защищает от повышенного и пониженного напряжения путем отключения потребителей от сети.	Реле контроля напряжения предназначено для отсечки электрической сети, когда был достигнут порог защитного отключения. Недостаток в том, что необходимо самостоятельно включать сеть после нормализации напряжения в сети.
Сетевой фильтр	– базовые; – продвинутые; – профессиональные.	Предполагают защиту от незначительных кратковременных всплесков напряжения. Более дорогие устройства продвинутого и профессионального классов позволяют подавить электрические шумы и кратковременные импульсные перенапряжения.	Базовые: – недорогая бытовая техника. Продвинутые: – большинство бытовых приборов; Профессиональные: – для любого типа техники.
Стабилизатор напряжения	– электронные; – электродинамические; – релейные.	Созданы для автоматического регулирования сетевого напряжения до номинального 220 или 380В. Обеспечивают надежную защиту от скачков напряжения, резких провалов и всплесков, короткого замыкания. Некоторые модели снабжены молниезащитой, EMI-фильтрами.	Широкий выбор моделей и производителей позволяет подобрать оптимальное решение как для небольшой квартиры, так и для большого загородного дома. Кроме этого, наличие мощных трехфазных моделей надежно защитит ваше производство или офис от высокого и низкого напряжения в сети.
Источник бесперебойного питания	– двойного преобразования; – линейно-интерактивные; – офф-лайн.	Линейно-интерактивные по параметрам очень схожи со стабилизаторами напряжения, однако при полном отсутствии напряжения поддерживают работу в течение от нескольких минут до нескольких часов. ИБП с двойным преобразованием (VFI) предполагают полную защиту от любых аварий в сети, а также поддержание бесперебойной работы в течение от нескольких минут до нескольких десятков часов.	Подходят для любых типов оборудования, особенно актуально применение с отопительной техникой, где требуется постоянное электропитание. Незаменимы в сфере систем безопасности, системах связи, дата-центрах, система с непрерывными технологическими процессами и т.д.

3. Заключение

При обнаружении частых или длительных случаев, когда в сети высокое напряжение, рекомендуется применить меры по его стабилизации. Данная мера необходима для обеспечения потребителей качественным электропитанием, которое обеспечит длительный срок службы и правильную работу устройств. Кроме этого, установка дополнительного оборудования в виде стабилизаторов или источников бесперебойного питания позволить предотвратить выход из строя бытовой и промышленной техники по причине аварии в сети (короткое замыкание, перенапряжение, провалы напряжения, электрические шумы и т.д.). 

За консультациями по подбору и покупке оборудования обращайтесь к продакт-менеджерам по телефонам, указанным в шапке сайта или на странице контактов. При необходимости выбора мощного оборудования (от 100кВт) настоятельно рекомендуем заполнить опросный лист и отправить его по email.

Причины повышения и понижения напряжения в сети

Во многих российских регионах электрические сети находятся в очень плохом состоянии. Нередко там возникает повышение или понижение, скачки напряжения, из-за чего случаются сбои в функционировании всех видов электронной аппаратуры, бытовой техники, а иногда и их возгорание.

Каковы показатели аномального напряжения?

В ГОСТе строго прописано, что нормальным отклонением напряжения от показателя в 220 В можно считать 10%, то есть, пределы 200-240 В считаются приемлемыми. На данный момент чаще встречается проблема пониженного напряжения, связанного с износом линий электропередач, а также увеличением нагрузки на них. Повышенное напряжение встречается реже, но это явление считается более опасным, так как из-за него техника выходит из строя намного быстрее.

В некоторых случаях при внезапном отключении подачи напряжения возникают импульсные помехи, при которых происходит бросок напряжения и тока. В редких случаях в квартирные электросети попадает напряжение в 380 В, а не 220 В, как это должно быть. Это становится причиной поломки электрических устройств и бытовой техники, а также возникновения очагов возгорания.

Повышенное напряжение

Повышение напряжения может наблюдаться в жилых домах, где проводка находится в аварийном состоянии. При этом из-за отсоединения общего нулевого провода случается «обгорание нуля», а соседние фазы получают опасное напряжение в 360 вольт. Однофазное напряжение в квартирах берется из трехфазного. Обрыв нуля делает так, что напряжение становится зависимым от нагрузки, влияющей на соседние фазы. При разном значении нагрузки отмечается и различное напряжение на бытовой электронике, иногда достигающее 380 В. С этим связано отсутствие предохранителей на нулевом проводе. При повышении напряжения даже до 250 вольт бытовая техника будет служить вдвое меньше, а при сильном превышении нормального уровня напряжения на входе можно говорить о возможности выхода техники из строя и ее возгорании. Чаще всего, напряжение в бытовой электросети ниже нормального уровня.

Пониженное напряжение

Напряжение может понизиться по разным причинам, к примеру, при одновременном подключении ряда мощных электрических приборов, включении отопительных приборов в большом количестве (свойственно для зимы), сбои в функционировании подстанции и прочих. При продолжительной работе электротехники в условиях пониженного напряжения можно говорить о вероятности ускорения износа компонентов, перегрева деталей, а также возгорания. Статистика такова, что количество пожаров заметно увеличивается именно во время холодного сезона. Первая причина состоит в халатном отношении со стороны самих жильцов, а вторая связана со скачками напряжения и неисправностями электрической сети.

Как же поступить рядовому потребителю, если в доме наблюдаются скачки напряжения? Самым очевидным вариантом выхода из ситуации и защиты от повышения или понижения напряжения является монтаж бытового стабилизатора подходящей мощности. Ее требуется рассчитать в зависимости от электроприборов, которые будут подключены к стабилизатору. Наиболее востребованными показателями мощности стабилизаторов является 8-10 кВт.

Симисторные стабилизаторы российского и украинского производства считаются более надежными. Их особенностями является более продолжительный срок эксплуатации, отсутствие шума при работе и лучшие эксплуатационные качества, а также безопасность в эксплуатации. Их установка освободит вас от беспокойства за правильность работы техники, подключенной к ним.

Подключение стабилизатора напряжения выполняется между энергосетью и электронным устройством. Этот прибор берет из сети имеющееся напряжение, которое он преобразует в «правильное», подавая его к конечному электроустройству. При возникновении критической ситуации, когда происходит чрезмерное падение или повышение сетевого напряжения, устройство просто отключает его от потребителя, переходя в состояние ожидания до того момента, пока не произойдет восстановление напряжения до разумных пределов. Это позволяет стабилизатору не только выполнять функцию по стабилизации напряжения, но и защищать электроприборы, с чем не способны справиться предохранители или автоматические выключатели.

Принцип работы стабилизатора

В стандартном варианте контролером сравнивается напряжение на выходе с опорным, после чего происходит изменение воздействия на регулирующий элемент. В качестве последнего может выступать проходной транзистор или ключевая схема в зависимости от типа устройства. Изменение направлено на компенсацию возникающего расхождения. Воздействие может быть таким, что на регулирующем элементе меняется напряжение, либо производится изменение частоты или скважности управляющих импульсов.

Повышенное напряжение в сети: опасные последствия

Повышенное напряжение в сети — далеко не редкость и может быть чревато серьезными последствиями для жизни и здоровья человека, а также порчей дорогостоящей техники и оборудования. Поломка приборов, создание аварийной ситуации в жилом доме или производственном помещении — те последствия, которых также стоит опасаться.

Напряжение в сети часто имеет повышенное значение по разным причинам, включая обрыв нулевого провода, быстрое подключение и снятие нагрузки нагрузки, неправильную работу питающего трансформатора, резкие колебания значений мощности, неравномерное подключение нагрузок по фазам. Подобной ситуации трудно предотвратить, а значит нужно позаботиться о возможных последствиях повышенного напряжения и постепенно принять меры для решения проблемы.

Самая главная опасность состоит в перегреве проводниковой изоляции, элементов проводки и электрооборудования. Возможно, высокое напряжение сразу и не испортят вашу технику, но приведет к ее быстрому износу и выходу из строя после непродолжительной эксплуатации.

Подобная ситуация очень опасна для техники, которая оснащена компрессорными установками и электрическими силовыми двигателями. Это холодильное оборудование, сплит-системы, миксеры, кухонные комбайны, пылесосы. Повышение напряжения всегда отрицательно сказывается на их функционировании. Часто техника выходит из строя, что ведет к необходимости осуществления дорогостоящего ремонта.

Электронные платы и схемы управления могут очень серьезно пострадать при высоких показателях напряжения в сети. Их элементы могут быть полностью уничтожены под воздействием повышенного напряжения в электросети.

Взрыв конденсатора, короткое замыкание, перегрев проводников, пожарные ситуации воспламенение оборудования — все это может быть спровоцировано постепенными отклонениями от допустимого сетевого напряжения. Теперь становится понятно, что владелец частного дома, коммерческой или производственной недвижимости должен принять все меры, чтобы обезопасить свою территорию. Как понизить напряжение ?Специалисты рекомендуют установку нормализаторов напряжения, которые помогут справиться с проблемами высокого напряжения в сети, нейтрализуя подобные ситуации. Например, такие нормализаторы производит отечественная фирма «Звезда Электроника», занимающаяся разработкой и изготовлением различных тиристорных преобразователей напряжения и тока: http://www.zvezda-el.ru/articles/stati-ob-elektrotekhnike/tiristorniy-preobrazovatel-kak-sredstvo-modernizacii/ При выборе подобного оборудования следует обратить внимание на его фактическую и номинальную мощность, возможность круглосуточной эксплуатации, надежность и скорость работы. Важно избегать риска повышения сетевого напряжения.
 

Ошибка 0563 Высокое напряжение в бортовой сети автомобиля

Пашкин,  Еще раз спасибо! А что за мурзилка?

---

Добавлено: [time]1272395484[/time]
Вот содрал…
 

 

Напряжение бортовой сети ВАЗ 2112 в канале АЦП отличается от реального 
Статьи > Электрооборудование

Вопрос. Решая на 16-ти клапанном ВАЗ 2112 проблему с запуском холодного двигателя обнаружили, что бортовое напряжение (12-13,5 Вольт) отличается от измеряемого в канале АЦП (9-10 Вольт)ЭБУ Январь 1. 5.4 N. Т.е. получается, что ЭБУ работает с неправильными данными. И судя по красноватой накалине на свечах, изначально дает обедненную смесь! Все без исключения остальные параметры более чем в норме, разве что форсунки не проверяли.

Средства диагностики: Лицензированное ПО ВАЗ “Мастер тестер”, Маршрутный компьютер
Варианты диагностики: Режим параметры, маршрутный компьютер и непосредственно данные с канала АЦП.
В чем причина? Замена главного реле ничего не дает. Нужно тянуть новый провод от аккумулятора к разъему для ЭБУ?
Игорь В

Ответ.
1. Напряжение бортсети измеряется блоком управления не по цепи главного реле или Кл.30 (неотключаемый + АБ), а по сигналу приходящему с замка зажигания Кл.15 (вывод 27 блока управления).
2. Неадекватное измерение напряжения бортсети может происходить, на мой взгляд, в следующих случаях:
а) неисправен замок зажигания (повышенное падения напряжения на контактах)
б) повышенное потребление тока через Кл 15 замка зажигания, возможно подключены дополнительные потребители или неисправен модуль зажигания (также повышенное потребление).
в) обрыв части жил в проводнике идущем от Кл15 замка зажигания и как следствие увеличенное падения напряжения на проводах.
Дударь Дмитрий Борисович,
Управление проектирования электроники, электрооборудования и электропривода,
Отдел электронных систем.
КБ систем управления двигателем.

---

Добавлено: [time]1272395559[/time]
А судя по этому, то замок…

Скачки сетевого напряжения и их последствия

Проблема скачков сетевого напряжения становится все более актуальной, в связи с увеличением количества используемой электробытовой техники. Сегодня, в отличие от того времени, когда основными электробытовыми приборами являлись телевизор и холодильник, все большее распространение получают более чувствительные к скачкам напряжения приборы, постоянно подключенные к сети.

В связи с тем, что некоторая техника является достаточно дорогостоящей, актуальность защиты электроприборов от пониженного или повышенного напряжения сильно возрастает. В большинстве случаев причиной выхода техники из строя становится повышенное напряжение в сети, т.е. избыток электроэнергии, вызванный ее неравномерным потреблением. Длительная работа при повышенном напряжении ускоряет расход ресурса электроаппаратуры, а значительное превышение нормального уровня напряжения приводит к возможному возгоранию к выходу из строя аппаратуры.

Существует несколько причин возникновения высокого напряжения в сети. Перенапряжение часто возникает в связи с тем, что каждый подключенный к сети переменного напряжения потребитель в момент включения или выключения электроприборов определенным образом влияет на увеличение или уменьшение напряжения и привносит свой небольшой вклад в его дисбаланс.

Если одновременно с Вами 500 человек выключат свои электроприборы, то мы естественно получим некое перенапряжение, но электроприборы все равно продолжат свою работу в нормальном режиме. Но если же одновременно включит/выключит своё оборудование целый завод (например, в начале или в конце рабочего дня), то в этом случае возможность выхода электротехники из строя сильно увеличивается.

Другие распространенные причины возникновения перенапряжений — это обрывы сетевого провода или грозовые разряды вблизи линий электропередач (в связи с этим рекомендуется отключать электробытовую технику во время грозы).

Гораздо реже происходит выход электроприборов из строя по причине не повышенного, а пониженного напряжения. Пониженное напряжение помимо того, что может вывести из строя некоторые электроприборы, также сильно уменьшает срок службы ламп освещения.

На сегодняшний день наиболее действенными способами борьбы со скачками напряжения в сети является использование современных технических средств, таких как стабилизаторы сетевого напряжения и источники бесперебойного питания. Применение электронных или электромеханических стабилизаторов напряжения является обоснованным при наличии дорогостоящей аппаратуры. Если же приходится работать на компьютере или с другим оборудованием, отключение которого является недопустимым (например, в больницах), то необходимо подключение источника бесперебойного питания (ИБП), который не только защитит электроприборы от скачков напряжения, но и позволит продолжить его работу при отключении электроэнергии.

---

См. каталог: 

Стабилизаторы напряжения

См. статью:

Сравнение типов стабилизаторов напряжения

Выбор стабилизатора напряжения

Сравнение электромеханических стабилизаторов напряжения

---

Если у Вас возникли вопросы по материалу статьи или есть что добавить, пишите нам письмо на электронный адрес [email protected], сообщение на странице Обратная связь или в Книге отзывов и предложений

Внимание! При полном или частичном копировании материалов данной статьи или другой информации с сайта www.electromirbel.ru, обязательно наличие активной ссылки, ведущей на главную страницу www.electromirbel.ru или на страницу с копируемым материалом. Гиперссылка не должна быть запрещена к индексации поисковыми системами (например, с помощью тегов noindex, nofollow и т.д.)!!!

---

По материалам http://energy-etc.ru

Чем опасно пониженное напряжение

Большинство приборов с импульсными блоками питания работают при напряжении до 120-150 В. Однако есть устройства, для которых понижение напряжения может быть губительно: холодильники, морозильные камеры, кондиционеры, стиральные и посудомоечные машины и другие устройства, в которых есть электрические двигатели.

 

Для нормальной работы электрического двигателя необходима определенная мощность, потребляемая из сети. Как известно, электрическая мощность — это произведение тока на напряжение. При снижении напряжения двигатель начинает потреблять из сети больший ток, чтобы компенсировать снижение мощности, что приводит к повышенному нагреву двигателя и быстрому выходу его из строя.

 

Еще более сложная ситуация с пуском двигателя при пониженном напряжении. Даже при нормальных параметрах электрической сети ток, потребляемый двигателем, превышает рабочий в 3-5 раз. При пониженном напряжении двигателю просто не хватаем мощности, чтобы запуститься, или пуск затягивается, что гарантированно выводит двигатель из строя. Именно поэтому при опасном понижении напряжения оборудование также должно отключаться от сети.

 

Чтобы защитить электроприборы от губительного влияния пониженного напряжения, Schneider Electric выпускает реле напряжения Easy9, отключающее питание, если напряжение в сети падает ниже 160 В – то есть после достижения предела относительно безопасного включения холодильников, кондиционеров и т.д.

 

В то же время Easy9 спасает и от повышенного напряжения с порогом 265 В. Выдержка времени на включение и после отключения реле составляет 30 секунд.

 

В устройствах Easy9 зашиты неизменяемые заводские настройки – так реализуется защита от вмешательства неопытных пользователей, которые пытаются включить питание или изменить параметры сети с опасным напряжением.




FAQ | Управление защитой от перенапряженияByWeb Devices

Удар молнии содержит невероятное количество энергии, которая может повредить или разрушить любое электрическое устройство. Хотя нет никакого способа защитить оборудование от всех разрушительных ударов молнии на 100%, существуют передовые методы установки, которые могут снизить риск повреждения продуктов ControlByWeb® молнией. В этом документе кратко описывается, где защита от молнии наиболее необходима, как она работает, а также предлагаются способы снижения риска поражения молнией.

Краткое примечание: большинство пользователей используют сетевой фильтр для источника питания; однако многие не могут защитить устройство от перенапряжения в сетевой проводке. Ниже приведены правила и принципы защиты, используемые для защиты от перенапряжений в сетевых кабелях.

Электростатические характеристики продукта ControlByWeb

Продукты ControlByWeb предназначены для использования в промышленных средах, где возникают электрические переходные процессы, электростатический разряд и другие опасности.Как правило, все сигналы, поступающие на винтовые клеммы и соединения Ethernet, защищены внутренними устройствами защиты от электростатических разрядов и перенапряжения. Во время тестирования CE продукты ControlByWeb должны выдержать испытания на устойчивость к электростатическому разряду IEC 61000-4-2 (2008). В этом испытании применяется десять прямых разрядов 4 кВ как положительной, так и отрицательной полярности непосредственно на штырьки разъема и десять воздушных разрядов 8 кВ обеих полярностей на швы и отверстия в корпусе. Эти тесты имитируют разгрузку персонала непосредственно в устройство.

Встроенные одноуровневые схемы защиты

Внутренние схемы защиты в наших продуктах включают управляющие диоды, ограничители переходных напряжений (TVS) и другие схемы. Ограничители переходных напряжений ограничивают скачки напряжения до допустимого уровня с помощью фиксирующего действия. Подавитель, который зажимает, начинает проводить, когда его пороговое напряжение превышается, затем возвращается в непроводящее состояние, когда напряжение падает ниже порогового значения.Эти схемы обычно классифицируются как «одноступенчатые» защиты от переходных напряжений.

Двухступенчатые схемы защиты

Как видно на фотографии, разряд молнии перегрузил компоненты ограничителя переходного напряжения. Двухступенчатые или другие более совершенные схемы защиты необходимы для высокоэнергетических разрядов, индуцированных молнией. При двухступенчатой ​​защите используются такие устройства, как газонаполненные трубки и искровые разрядники, для поглощения разряда и защиты быстродействующих цепей второй ступени.К сожалению, двухкаскадные схемы более сложны и дороги, и не все клиенты готовы нести их, особенно потому, что многие установки не подвержены потенциальному повреждению молнией. Разряды высокой энергии, такие как тот, который повредил устройство на фотографии, могут повредить любое устройство информационных технологий.

Прямые и вторичные уязвимости от ударов молнии

Устройство может быть повреждено как от прямого, так и от вторичного удара молнии.При вторичном ударе молнии разряд чаще всего происходит в линию электропередачи, забор или металлический каркас здания. Разряд может следовать запутанным путем через проводку здания, IT-сеть, а затем через такое устройство, как устройство ControlByWeb, на землю. Возможность повреждения увеличивается, если сеть Ethernet проложена между зданиями. В этом случае молния может поразить здание или подключенную к нему линию электропередач. При наличии достаточного количества энергии здание, проводка и все, что к нему подключено, находятся под напряжением с серьезным переходным напряжением.Переходное напряжение может протекать через проводку Ethernet в пристройку и найти путь к заземлению через любое устройство с подключением к Ethernet и подключением к источнику питания (заземлению). Особенно уязвимы такие устройства, как аналоговый модуль ControlByWeb с заземленными входными соединениями.

Метеостанции

Такие приложения, как метеостанция, использующая X-320M, представляют собой проблему, когда датчики установлены на вышке и особенно уязвимы для молнии.В этом случае убедитесь, что сама башня прикреплена к медному заземляющему стержню, вбитому глубоко в землю. Установите экранированное устройство защиты от грозовых перенапряжений, как описано ниже, с заземляющим винтом, надежно прикрепленным к заземлению опоры.

---

Лучшая защита от перенапряжения

Лучшая схема защиты сделана на системном уровне. Проверьте свою проводку и ИТ-систему на предмет возможных источников нападения.Обычно облучение исходит от модема, подключенного к телефонной линии или широкополосному кабелю, или от беспроводного устройства с антенной на крыше. Проводные соединения Ethernet между зданиями особенно уязвимы. Нет необходимости защищать каждое устройство в сети Ethernet — только точки входа. Для проводных соединений CAT-5 рассмотрите возможность установки линейного устройства защиты от перенапряжения, такого как рекомендованное устройство, показанное ниже.

Экранированный молниеотвод

Для проводных соединений CAT-5 рассмотрите возможность установки линейного устройства защиты от перенапряжения, такого как показанное рекомендованное устройство (L-COM).Если в вашей сети используется Power-over-Ethernet (PoE), убедитесь, что устройство защиты совместимо с двойным напряжением, используемым PoE. Выберите устройство с металлическим корпусом и прочной клеммой заземления или заземляющим проводом.

L-COM (www.l-com.com) Модель HGLN-CAT5-2 — это экранированный молниезащитный разряд CAT5, который обеспечивает защиту от молнии и перенапряжения для приложений передачи данных CAT5. Устройство совместимо с отраслевым стандартом IEEE 802.Устройства 3af Power-over-Ethernet и сети 10/100 Ethernet.

Внимательно изучите место установки защитного устройства. Цель состоит в том, чтобы разместить открытые устройства (модемы, другие здания, длинные провода и т. Д.) На одном порту, а защищаемые устройства (коммутаторы Ethernet, компьютеры, серверы, внутренняя сеть) — на другом.Для правильной работы устройства защиты от перенапряжения ДОЛЖНО быть выполнено подходящее заземление. Устройство защиты от перенапряжения фиксирует напряжение на линиях передачи данных и направляет скачок напряжения на провод заземления. Заземляющий провод должен обеспечивать путь к земле с низким сопротивлением и низкой индуктивностью. Индуктивность — это внутреннее сопротивление проводов к быстро меняющимся напряжениям (например, молния).

• Установите сетевой фильтр в точке, где проводка Ethernet входит в здание.
• Подключите заземляющий провод между винтом заземления устройства защиты от перенапряжения и заземляющим стержнем, вбитым в почву, металлическую оболочку здания или металлическую коробку электрической розетки, если ничего другого нет.
• Сделайте заземляющий провод коротким.
• Используйте заземляющий провод толстого сечения, минимум 12 или 10 AWG.

Оптоволоконный медиаконвертер

Для открытых приложений, соединений между зданиями или длинных проводных соединений Ethernet, рассмотрите возможность использования оптоволоконного соединения через Ethernet.Оптоволоконные кабели невосприимчивы ко всему, кроме прямых ударов горячей молнии по кабелю. Медиаконвертеры не требуют программирования и доступны у оптовых продавцов электроэнергии по цене менее 200 долларов. Дуплексный (2-волоконный) многомодовый оптоволоконный кабель сегодня доступен почти по той же цене, что и кабель CAT-5. Готовые оптоволоконные кабели легко доступны. Для длинных участков или когда оптоволоконный кабель необходимо протянуть через кабелепровод, многие электрики и ИТ-персонал могут установить оптоволоконные соединители.

Оценка временных перенапряжений при повторном включении сетевых линий | Peesapati

Дариус Андрюкайтис
Каунасский технологический университет

Александр Аргирос
Сиднейский университет, Австралия

Раду Арсинте
Технический университет Клуж-Напока, Румыния

Иван Баронак
Словацкий технологический университет, Словакия

Хосров Бехбехани
Техасский университет в Арлингтоне, США

Мохамед Эль-Хашеми Бенбузид
Брестский университет, Франция

Далибор Биолек
Университет обороны, Чешская Республика

Клара Капова
Жилинский университет, Словакия

Ray-Guang Cheng
Национальный Тайваньский университет науки и технологий, Тайвань, провинция Китая

Эрик Хроми
UPC Broadband Словакия, Словакия

Франтишек Цвачовец
Университет обороны, Чешская Республика

Милан Дадо
Университет Жилины, Словакия

Петр Дрекслер
Технологический университет Брно, Чешская Республика

Ева Гещейдтова
Технологический университет Брно, Чешская Республика

Валерия Грабовцова
Жилинский университет, Словакия

Гохан Хакки Илк
Университет Анкары, Турция

Януш Ежевски
Институт медицинских технологий и оборудования, Польша

Рене Калус
VSB — Технический университет Остравы, Чешская Республика

Иван Касик
Академия наук Чешской Республики, Чехия

Ян Когоут
Университет обороны, Чехия

Ондрей Крейчар
Градецкий Краловский университет, Чешская Республика

Игорь Петр Куритник
Университет Бельско-Бяла, Польша

Збигнев Леонович
Вроцлавский университет науки и технологий, Польша

Мирослав Люфт
Радомский технический университет, Польша

Станислав Марчевский
Кошицкий технический университет, Словакия

Ежи Микульски
Экономический университет в Катовице, Катовице, Польша

Karol Molnar
Honeywell International, Чешская Республика

Милослав Олидал
Технологический университет Брно, Чешская Республика

Ибрагим Танер Окумус
Университет Сутчу Имам, Турция

Милош Оргон
Словацкий технологический университет, Словакия

Annraoi M de Paor
Университетский колледж Дублина, Ирландия

Нита Пандей
Делийский технологический университет, Индия

Марек Пенхакер
VSB — Технический университет Остравы, Чешская Республика

Васиу Оеволе Попула
Эдинбургский университет, Великобритания

Роман Прокоп
Университет Томаша Бата в Злине, Чехия

Кароль Расточный
Жилинский университет, Словакия

Мария Рихтерова
Университет обороны, Чешская Республика

Георге Себастьен-Пал
Технический университет Клуж-Напока, Румыния

Серебрянников Сергей Владимирович
Национальный исследовательский университет «МЭИ», Российская Федерация

Юрий Шмалий
Университет Гуанахуато, Мексика

Владимир Шейбал
Университет Пардубице, Чехия

Богумил Скала
Университет Западной Богемии в Пльзене, Чешская Республика

Лоранд Сабо
Технический университет Клуж-Напока, Румыния

Адам Шелаг
Варшавский технологический университет, Польша

Ахмадреза Табеш
Исфаханский технологический университет, Иран, Исламская Республика

Мауро Тропея
DIMES Кафедра Университета Калабрии, Италия

Мартин Вакулик
Жилинский университет, Словакия

Виктор Валуш
Академия наук Чешской Республики, Чехия

Владимир Васинек
VSB — Технический университет Остравы, Чехия

Иржи Водразка
Чешский технический университет в Праге, Чешская Республика

Мирослав Вознак
VSB — Технический университет Остравы, Чешская Республика

Хэ Вэнь
Хунаньский университет, Китай

Отакар Вильферт
Технологический университет Брно, Чешская Республика

Анализ стратегии совместного контроля перенапряжения для распределительной сети малой гидроэнергетики

В целом, сезонные характеристики малой гидроэнергетики (МГЭС), особенно передачи электроэнергии во время летнего сезона паводков, приведут к постоянному перенапряжению в распределительной сети.Чтобы подавить это устойчивое перенапряжение, предлагается стратегия координированного взаимодействия между включенным генератором и шунтирующими реакторами, которую можно назвать кооперативным управлением. Распределительная сеть МГЭС, подключенная к подстанции 35 кВ Бантао на юге Шэньси, взята в качестве примера для изучения механизма перенапряжения после подключения МГЭ к сети. Создана модель распределительной сети с агрегатами МГЭ. На основе модели изучается влияние раздельной установки шунтирующих реакторов на узловое напряжение при работе генератора с запаздыванием фазы, а также отдельно анализируется влияние режима работы блока SHP на узловое напряжение.Наконец, с помощью моделирования анализируются меры по совершенствованию совместного управления генератором, включенным по фазе, и параллельными реакторами. Представлены результаты для проверки мер по улучшению, которые могут эффективно сдерживать перенапряжение в распределительной сети в районе МГЭС.

1 Введение

В настоящее время по всему миру построены тысячи небольших плотин. Они использовались для борьбы с наводнениями, хранения воды и улучшения речного судоходства.В настоящее время некоторые из этих плотин приобрели новую особенность: они готовы способствовать возрождению маломасштабной местной гидроэнергетики. Текущая вода заставит турбины производить чистую электроэнергию. Хотя малая гидроэнергетика (МГЭС) вряд ли будет производить большую часть возобновляемой энергии в мире, она может сделать сеть более гибкой и устойчивой [1,2,3]. Китай — страна с относительно богатыми водными ресурсами в мире [4,5,6]. В ответ на нехватку ресурсов и все более серьезные экологические проблемы государство поддерживает и развивает МГЭ как возобновляемый и чистый источник энергии.Система SHP показана на рисунке 1. В русле реки вода с высокого уровня направляется к водяной турбине нижнего положения через водозаборную трубу, и поток воды приводит во вращение вращающееся колесо турбины. так что кинетическая энергия воды преобразуется во вращающуюся механическую энергию. Турбина приводит в движение коаксиальный ротор генератора, чтобы разрезать магнитные силовые линии, и создает наведенную электродвижущую силу на обмотке статора генератора. Когда обмотка статора подключена к внешней цепи, генератор получает питание по линии передачи.

Рисунок 1

Принципиальная схема системы SHP.

28 МГЭС в определенном районе на юге Шэньси подключены к основной энергосистеме через линии электропередачи 35 кВ. На рис. 2 показано распределение напряжения на шине 35 кВ 28 МГЭС в сезон летних паводков. В синем столбце показано максимальное напряжение, которое является небольшой нагрузкой в ​​летнем режиме. Фиолетовый столбец показывает минимальное напряжение, которое является большой нагрузкой в ​​летнем режиме.Из данных рисунка 2 видно, что в случае малой нагрузки летом напряжение на шине 35 кВ всех подстанций имеет жесткий верхний предел. В летнем режиме с большой нагрузкой напряжение на шине 35 кВ также имеет проблему перенапряжения.

Рисунок 2

Распределение напряжения на шинах 35 кВ на 28 станциях МГЭС в период летнего паводка.

Проблема качества напряжения в системе распределительной сети МГЭ всегда была частью системы распределительной сети.Если напряжение слишком высокое, это повлияет на безопасную работу энергетического оборудования и легко приведет к необоснованному распределению потока мощности, что приведет к снижению экономического уровня всей энергосистемы [7]. В настоящее время многие ученые предложили множество мер по регулированию напряжения для распределительных сетей для доступа к МГЭ, особенно для проблемы, которая превышает предел напряжения распределения, когда МГЭ находится в состоянии полной мощности летом. В исх. В [8,9] были указаны такие меры, как изменение параметров линии, регулировка коэффициента трансформации, изменение напряжения на клеммах генератора, включение генератора и доступ к параллельному устройству компенсации реактивной мощности.Были проанализированы три стадии регулирования напряжения при включенной фазе генератора, установка шунтирующих реакторов и модификация ответвлений трансформатора, а также сравнительный анализ эффектов регулирования напряжения был проведен в [3]. [10,11]. В исх. [11,12], напряжение является условием ограничения, активные потери — целевой функцией, а исходный метод двойной внутренней точки используется для оптимизации напряжения в распределительной сети МГЭ. В исх. [13,14] были предложены схема компенсации реактивной мощности с комплексной чувствительностью и метод выбора точки компенсации реактивной мощности для максимального повышения качества напряжения.Метод чувствительности был принят для анализа схемы конфигурации оптимизации реактивной мощности, и схема была проверена с помощью показателей экономической оценки в исх. [15,16]. Ян [17] предложил комплексную схему управления реактивной мощностью, управлением напряжением, децентрализованным управлением и централизованным управлением для улучшения качества напряжения распределительной сети, подключенной к МГЭ. В исх. [18,19] теоретически проанализированы перенапряжения изолированной сети МГЭ, электроснабжения и региона, вступающего в сезон паводков.Ma et al. В [20] предложено применение технологии последовательной компенсации конденсаторов для решения проблемы пропадания напряжения путем анализа принципа последовательной компенсации. Ши [21] представил метод расчета оптимальной приемной способности стока МГЭС с учетом того, что адаптивное управление реактивной мощностью предлагается для задачи ограничения перенапряжения точки доступа. Распределительная сеть с МГЭ подвержена высокому напряжению нагрузки в период наводнения, и комплексное решение для увеличения площади поперечного сечения проводника и преобразования некоторых воздушных проводов в трехжильный воздушный кабель было предложено в исх.[22]. В настоящее время существует два типа решений по исследованию предела напряжения распределительных сетей с МГЭ. Один из них заключается в ограничении предела напряжения путем оптимизации позиции доступа блока SHP, доступа к мощности, прогнозирования выходной мощности группы SHP и реактивной мощности распределительной сети. Другой тип использует устройства регулирования напряжения и различные стратегии управления для регулирования напряжения системы в соответствии с предельными значениями напряжения. Эти меры и методы имеют единственную функцию настройки, им не хватает гибкости и реального времени, и они требуют большого количества коммуникационных ресурсов.Кроме того, некоторые станции МГЭ характеризуются плохой горной средой, частыми стихийными бедствиями и изменчивым климатом, что может привести к сбоям связи и может привести к потере функции существующих мер регулирования напряжения. При этом используется большое количество устройств регулирования напряжения и компенсации реактивной мощности, которые отличаются сложной эксплуатацией и малой экономичностью.

В данной статье в основном изучается долговременное установившееся перенапряжение распределительной сети МГЭС во время летнего сезона паводков.Чтобы подавить это установившееся перенапряжение, в этой статье предлагается стратегия совместного управления для режима включения генератора и шунтирующего реактора. Стратегия направлена ​​на минимизацию смещения узлового напряжения в распределительной сети, что не только улучшает рабочие характеристики самого блока МГЭ, но также обеспечивает локальное управление, снижает входную мощность системы реактивной мощности системы распределительной сети и улучшает экономика энергосистемы. В этой статье в качестве примера для проверки и анализа используются модели распределительной сети пяти станций МГЭ, подключенных к подстанции 35 кВ Бантао в южной части Шэньси.Остальная часть статьи организована следующим образом. В разделе 2 анализируется влияние доступа МГЭ на напряжение распределительной сети. В Разделе 3 дается обзор системы распределительной сети, содержащей группы МГЭ в исследовании. В разделе 4 устанавливается модель распределительной сети с группами SHP. В разделе 5 анализируется метод подавления перенапряжения, предлагается стратегия согласованного управления и приводится алгоритм решения модели. В разделе 6 приведены и сопоставлены результаты моделирования метода подавления перенапряжения.В разделе 7 даются некоторые выводы.

2 Влияние доступа МГЭС к распределительной сети на напряжение

Из рисунка 3 видно, что напряжение узла l до того, как напряжение не подключено к ГЭС, составляет:

(1) Vl = V0 − ∑k = 1l∑n = kNPnRk + ∑n = kNQnXkVk − 1.

Рисунок 3

Модель распределительной сети.

Из приведенного выше уравнения видно, что напряжение узла изменяется в зависимости от мощности передачи линии.Согласно теории распределения приливных токов в энергосистеме, мощность нагрузки является основной причиной изменений в мощности линии электропередачи. Предположим, что местом доступа SHP является узел 1, а емкость доступа — PDG + jQDG. Напряжение узла после доступа к SHP можно получить по уравнению (1):

(2) Vl = V0 − ∑k = 1l∑n = kNPn − PDGRk + ∑n = kNQn − QDGXkVk − 1.

Из уравнения (2) можно узнать, что напряжение узла и мощность линии передачи изменяются после подключения SHP.Перед подключением SHP распределение напряжения обычно уменьшается в соответствии с распределением приливного тока на фидере. После подключения МГЭ мощность передачи по исходной линии электропередачи будет уменьшаться, что приведет к увеличению напряжения на каждом узле в разной степени. Статическая модель нагрузки имеет три типа: постоянная мощность, постоянный ток и постоянный импеданс. Природа нагрузки — индуктивная мощность и емкостная мощность. Чрезмерная индуктивная мощность вызовет падение напряжения, а чрезмерная емкостная мощность вызовет высокое напряжение.Модель нагрузки, изучаемая в этой статье, представляет собой индуктивную мощность при постоянной мощности. Когда пропускная способность больше, чем мощность точки нагрузки, нагрузка не может быть поглощена локально, и избыточная мощность будет течь к головному концу V0 распределительной сети, вызывая повышение напряжения на каждом узле на линии. Когда мощность увеличивается на определенное значение, некоторые или все напряжения узлов будут значительно превышены.

3 Обзор торговой сети с централизованным доступом МГЭ

В качестве примера взята распределительная сеть малых ГЭС, подключенных к подстанции 35 кВ Ban Tao в южной части провинции Шэньси.Программное обеспечение PSASP было использовано для создания имитационной модели системы, показанной на рисунке 4. Номинальная мощность электростанции Xinyaping составляет 2,5 МВт, номинальная мощность электростанции Wuxinqiao составляет 5 МВт, номинальная мощность электростанции Niujingxiang составляет 2 МВт, номинальная мощность электростанции Бантао составляет 3,2 МВт, а номинальная мощность электростанции Джилинг — 3,5 МВт. Подстанция 35 кВ Бантао подключена к большой электросети через подстанцию ​​110 кВ Цзяннань. Модель линейных параметров от узла 1 к узлу 7 и от узла 2 к узлу 3 — это LGJ-95, а модель линейных параметров между оставшимися узлами — это LGJ-120.После того, как каждый генератор МГЭ будет подключен к сети, каждый генератор не только сможет удовлетворить требования к нагрузке, указанные в приложении на подстанции Бантао, но также будет отправлять оставшуюся мощность на подстанцию ​​Цзяннань. Из вышеупомянутых причин известно, что это приведет к тому, что рабочий диапазон напряжения превысит напряжение, требуемое для безопасной работы. Напряжение узлов 1, 2, 3, 4, 5 и 6 принимается в качестве объекта исследования, а узел 2 является узлом разделенной шины узла 1.

Рисунок 4

Схема электрических соединений региональной распределительной сети подстанции Бантао.

Данные об активной, реактивной и импедансе каждой линии на каждой электростанции приведены в таблицах 1 и 2. Активная нагрузка подстанции Бантао при малой нагрузке летнего режима работы гидроэлектростанции составляет 0,28 МВт, а реактивная нагрузка 0,09 М _вар . Таблица 3 показывает статистику напряжения основных точек мониторинга в распределительной сети во время летнего сезона паводков.

Таблица 1

Выходные данные электростанции

Название электростанции	Активный вклад / M w	Реактивная мощность / M вар.
Электростанция Niujingxiang	1,95	0,64
Электростанция Dengxinqiao	3,33	1,09
Электростанция Jieling	3,68	1,21
Электростанция Бантао	3.89	0,95
ГЭС Синьяпин	2,23	0,78

Таблица 2

Полное сопротивление линии между двумя узлами

Номер линии между двумя узлами	Сопротивление / Ом	Реактивное сопротивление / Ом
67	2.0763	3,299
57	0,0891	0,1416
24	1.647	2,6169
23	1,1715	1,5265
17	2.7243	3,299

Таблица 3

Статистика напряжения на главной точке мониторинга в сезон летних паводков

Пункт контроля напряжения на шине МГ 35 кВ	Максимальное напряжение / кВ	Минимальное напряжение / кВ
Подстанция Бантао	40.92	39,14
Электростанция Jieling	42,10	40,51
ГЭС Синьяпин	42,67	40,44
Электростанция Бантао	42,43	40,77
Электростанция Niujingxiang	42.25	40,31
Электростанция Dengxinqiao	43,17	41,81

Во время сезона паводков летом направление прилива меняется, и распределительная сеть инвертирует мощность в систему. К пяти МГЭС в вышеуказанной системе на юге Шэньси подстанция Бантао 35 кВ подключена поблизости.Обычно, поскольку нагрузка невелика и разбросана по горным районам, блоки МГЭ поставляют электроэнергию в большую сеть. С учетом потери падения напряжения в электросети, напряжение в начале линии 35 кВ на 5% выше номинального напряжения, которое составляет 36,75 кВ. Это будет поддерживать напряжение на конце линии 35 кВ около номинального напряжения. При реальной работе блоков SHP коэффициент мощности составляет около 0,95, что соответствует чрезмерно запаздывающей фазе. Нагрузка меньше, чем выработка группы МГЭ.Дополнительная мощность будет подаваться в большую электрическую сеть, что приведет к длинной линии перетока мощности. Согласно приведенной выше формуле, чем дольше мощность протекает по линии и чем больше передаваемая мощность, тем больше падение напряжения. В это время, чтобы удовлетворить требованиям баланса мощности, напряжение на шине 35 кВ будет увеличиваться до увеличения напряжения в точке сети распределительной линии. Это повлияет на электрические устройства пользователя, а также может привести к сгоранию оборудования, что серьезно повлияет на качество напряжения.Из Таблицы 3 видно, что напряжение на шине каждого узла выше 40 кВ во время большой нагрузки летнего сезона паводков, а напряжение узла выше 39 кВ при малой нагрузке летнего режима. Напряжение на шине электростанции Dengxinqiao даже достигало 43 кВ во время работы в летнем режиме большой нагрузки, что значительно превышало национальный стандарт качества электроэнергии. Чтобы снизить влияние перенапряжения на оборудование электроснабжения и электрооборудование, необходимо принять соответствующие решения для улучшения качества напряжения на подстанции Бантао в южной части Шэньси.

4 Модель планирования распределительной сети с группой SHP

4.1 Целевая функция

Радиальная установка SHP подключается к основной линии через выделенную линию или рассредоточенную «Т». Во время летнего сезона паводков местная нагрузка не может поглощать генерируемую мощность на месте , что приводит к изменению потока мощности на шину подстанции и узел линии доступа, подключенный к основной сети и кластеру МГЭ. При этом зеленый тариф на МГЭ ниже, а большое количество точек доступа к МГЭ может снизить эксплуатационные расходы распределительной сети.Поэтому смещение напряжения и потеря активной мощности выбраны в качестве важных индикаторов для фактической работы распределительной сети, а минимальный индекс смещения напряжения используется в качестве подключения SHP. Индекс минимального смещения напряжения также считается эталоном качества напряжения в распределительной сети.

4.2 Минимальное смещение напряжения

Большое количество станций МГЭ подключается в конце магистрали и ответвления распределительной сети, а затем мощность передается на ближайшую шину подстанции.Из-за разницы в мощности и расположении каждой SHP, напряжения на шине и узлах линии также различаются. Следовательно, квалификация напряжения узла является одним из важных показателей для проверки безопасности и качества электроэнергии в системе. В этой статье, снижая напряжение на шине в точке входа, мы стремимся поддерживать напряжение каждого узла во всей линии на разумном уровне, чтобы контролировать общее напряжение распределительной сети. Минимальное смещение напряжения можно выразить как:

(3) minf1 = ΔU = ∑i = 1Nui − uiNuimax − uimin,

где ui — фактическая амплитуда напряжения узла, uiN — амплитуда номинального рабочего напряжения узла, u _{i макс} и u _{i min} — это максимально допустимое значение и минимально допустимое значение каждого напряжения в узле и соответственно, а N — количество узлов системы распределительной сети.

4.3 Минимальные потери активной мощности

Большое количество точек доступа к стокам ГЭС неизбежно повлияет на распределение потока мощности в распределительной сети. Кроме того, отсутствие управления SHP повлияет на потерю в сети всей системы распределительной сети. Минимальные потери активной мощности в распределительной сети можно выразить как:

(4) minf2 = Ploss = ∑i = 1NRiPi2 + Qi2 | Vi | 2,

где P _потеря — потеря активной мощности распределительной сети; N — количество филиалов торговой сети; R _и , п. _и , Q _и и V _и — сопротивление ветви, активная мощность, реактивная мощность и амплитуда напряжения узла соответственно.

4.4 Ограничения

4.4.1 Ограничения равенства

Для распределительных сетей с группами SHP ограничения мощности следующие:

(5) PS + ∑i = 1nPGi = Ploss + PloadQS + ∑i = 1nQGi = Qloss + Qload,

где P _S , Q _S — мощность впрыска узла баланса системы; -п. _{G i} , Q _{G i} — мощность, вводимая блоком и -й ГЭС в систему; -п. _убыток , Q _потери — общие потери системы в сети; и P _{нагрузка} , Q _{нагрузка} — это общая нагрузка системы.

Ограничения потока мощности узла в распределительной сети группы SHP следующие:

(6) Pi = Vi∑i = 1NVj (Gijcosθij + Bijsinθij) Qi = Vi∑i = 1NVj (Gijcosθij − Bsijinθij),

где P _и и Q _и — вводимая активная мощность и реактивная мощность в узле i ; G _ij — проводимость между узлами i и j ; B _ij — это сопротивление между узлами i и j ; θ _ij находится между узлами i и j разность фаз напряжения; и N — количество узлов.

4.4.2 Ограничения неравенства

Мощность передачи каждой ответвления должна соответствовать:

(7) Pp.b.≤Pp.b.max,

где P _p.b.max — лимит активной мощности и мощности передачи филиала в распределительной сети, который должен соответствовать всем блокам МГЭ в системе распределительной сети:

(8) PH.jmin≤PH.j≤PH.jmaxQH.jmin≤QH.j≤QH.jmax,

где P _{H . j} — фактическое значение активной мощности блока ГЭС и -го, а Q _{H . j} — фактическое значение реактивной мощности блока ГЭС и -го.

Коэффициент мощности для всех блоков МГЭС и подстанций должен соответствовать:

(9) cosϕGmin≤cosϕGcosθSmin≤cosθS,

где cos ϕ _G — коэффициент мощности блока SHP, работающего в различных состояниях, а cos θ _S — общий коэффициент мощности подстанции.

Для распределительных сетей с группами МГЭ, чтобы в полной мере использовать эксплуатационные возможности блоков МГЭ, с учетом экономики, реактивные ограничения всей распределительной сети следующие:

(10) Qcimin≤Qci≤Qcimax, я = 1, ⋯, Nc,

где Qcmax а также Qcmin — верхний и нижний пределы реактивной мощности реактивного реактора, а Nc — количество реактивных реакторов.

5 Анализ стратегии контроля

Чтобы улучшить качество напряжения в распределительной сети, в энергосистеме часто используются такие методы, как изменение напряжения на клеммах генератора, отвода трансформатора, параметров линии и компенсации реактивной мощности. В этой статье основное внимание уделяется влиянию сети МГЭ, подключенной к напряжению шины во время летнего сезона паводков в южной части Шэньси, и учитывается, что оставшееся напряжение узла находится на допустимом уровне.SHP подается в электросеть, и напряжение на клеммах генератора не меняется, когда он подключен к большой электросети. В целях данной статьи регулятор напряжения не используется для изменения отвода трансформатора, в основном по следующим двум причинам.

1. (1)

   Реактивная мощность, потребляемая трансформатором, уменьшается перед настройкой устройства РПН, что дополнительно увеличивает сетевое напряжение. В случае недостаточной реактивной мощности, изменяя ответвление трансформатора для увеличения напряжения, реактивная мощность, потребляемая трансформатором, увеличивается, что увеличивает дефицит реактивной мощности в этой области и вызывает дальнейшее падение уровня напряжения в системе.

2. (2)

   Работа SHP независима. В моделировании данной статьи напряжение на шине 35 кВ может быть уменьшено путем изменения регулятора напряжения под нагрузкой на стороне перенапряжения подстанции Цзяннань 110 кВ. Однако трансформатор подстанции 35 кВ Бантао не имеет функции регулировки нагрузки и не может выполнять регулировку напряжения с нагрузкой. Поэтому на подстанции Бантао нельзя использовать регулирующий трансформатор для регулировки давления.

По уравнению (1) формула для падения напряжения записывается как:

(11) ΔU = (Lr0P + Lx0Q) / UN,

где L — длина линии, r ₀ — сопротивление линейного блока, а x ₀ — реактивное сопротивление линейного блока. Изменяя параметры линии, можно добиться эффекта уменьшения падения напряжения.В этой статье все модели линейных параметров заменены на LGJ-120, но эффект падения напряжения не очень очевиден. Это связано с тем, что измененная линия короткая, а изменение импеданса небольшое. В частности, реактивная мощность энергосистемы достаточна, что приводит к изменению параметров линии для снижения напряжения и не может достичь желаемых результатов, а замена провода большей площади означает расход материала и стоимость. При повышении необходима замена проводов после отключения электроэнергии в региональных электрических сетях, что снижает работоспособность и экономичность.Поэтому в данной статье для решения проблемы перенапряжения используется комбинация компенсации реактивной мощности и поэтапной работы гидроагрегатов. На рисунке 5 разные коэффициенты мощности по-разному влияют на напряжение. Чем выше коэффициент мощности, тем ниже узловое напряжение. Наоборот, узел выше.

Рисунок 5

Принципиальная схема распределительной сети с генератором.

5.1 Анализ фазовой работы генератора

На рисунке 5, V ₁ — напряжение терминала большой сети, В ₂ — это напряжение клеммы нагрузки, а мощность, генерируемая генератором, составляет P ₂ + jQ ₂ , который течет к сборной шине В ₂ .В это время режим работы генератора — это работа с задержкой фазы. В ₂ можно получить, как показано в следующем уравнении:

(12) V2 = V1− (P1 − P2) R + (Q1 − Q2) XV1.

Из приведенной выше формулы видно, что направление потока реактивной мощности генератора также напрямую влияет на напряжение узла В ₂ .Чтобы контролировать соответствующее узловое напряжение, генератор может работать во включенной фазе, изменяя режим работы генератора. В это время генератор представляет собой реактивную нагрузку, а реактивная мощность Q ₂ противоположно направлению, в котором генератор работает в фазе запаздывания. Генератор поглощает реактивную мощность из системы и изменяется на — Q ₂ . Уравнение (12) превращается в уравнение (13):

(13) V2 = V1− (P1 − P2) R + (Q1 + Q2) XV1.

Из уравнений (12) и (13) видно, что включение генератора по фазе может снизить напряжение в узле V2. Следовательно, включение генератора по фазе может эффективно подавить проблему высокого напряжения сети. К тому же фазовая регулировка генератора не требует дополнительных инвестиционных затрат и экономит затраты.

5.2 Анализ метода работы шунтирующего реактора

Шунтирующий реактор поглощает мощность зарядки емкости в энергосистеме, что может решить проблему перенапряжения в энергосистеме и улучшить стабильность напряжения.Место установки шунтирующего реактора, рассмотренное в этой статье, — это шина первичной стороны подстанции, которая является стороной шины узла 1. Компенсационная способность регулируется количеством шунтирующих реакторов для дальнейшей регулировки напряжения. Компенсационная способность шунтирующего реактора может быть рассчитана с использованием Рисунка 6 для определения компенсационной способности. Простая система питания показана на рисунке 6.

Рисунок 6

Простая система с параллельными компенсационными устройствами.

На рисунке 6 показано напряжение после настройки компенсирующего устройства:

(14) Ui2 = Ujc + Pirij + (Qj − Qc) xijUjc + Pixij− (Qj − Qc) rijUjc.

В уравнении (14) после настройки компенсирующего устройства напряжение на шине низковольтной стороны подстанции со стороны перенапряжения равно U _jc .Из приведенной выше формулы можно получить следующее уравнение:

(15) Zij2Ujc2Qc2−2Zij2Ujc2 + xij + Ujc2 − Ui2 + 2 (Pjrij + Qjxij) + Zij2Ujc2 (Pj2 + Qj2) = 0.

Если напряжение питания U _и известен и требуется U _jc , тогда все параметры и переменные, кроме тех, что указаны в уравнении (15) Q _с известны и могут быть решены.Если решено Q _с положительный, это означает, что компенсирующее устройство должно подавать индуктивную реактивную мощность; в противном случае он должен потреблять индуктивную реактивную мощность.

Хотя вышеупомянутая формула является точной, на практике она используется редко. Вместо этого обычно используется другой упрощенный расчет. Процесс вывода выглядит следующим образом: при вычислении падения напряжения в системе передачи энергии, показанной на рисунке 6, боковая составляющая может быть опущена до настройки компенсирующего оборудования:

(16) Ui = Uj + Pirij + QixijUj,

где U _j — это напряжение на шине низкого напряжения подстанции, которое рассчитывается со стороны перенапряжения перед установкой компенсирующего оборудования.После настройки компенсирующего устройства:

(17) Ui = Ujc + Pjrij + (Qi − Qc) xijUjc.

В обоих (16) и (17), U _и останется без изменений. С помощью двух приведенных выше уравнений можно получить следующее уравнение:

(18) Uj + Pirij + QixijUj = Ujc + Pjrij + (Qi − Qc) xijUjc.

Сверху, Q _с решаемо:

(19) Qc = Ujcxij (Ujc − Uj) + Pjrij + QjxijUjc − Pjrij + QjxijUj.

Вторая часть квадратных скобок в формуле обычно мала, и ее можно опустить. Таким образом, указанная выше формула может быть изменена на:

(20) Qc = Ujcxij (Ujc − Uj).

Для более сложных сетей Z _ij = r _ij + Jx _ij в вышеупомянутом уравнении — это эквивалентный импеданс между источником питания и узлом устройства компенсации установки.

5.3 Метод совместного управления и решение моделей

Из приведенного выше анализа видно, что генератор может подавлять ограничение напряжения узла распределительной сети как при включенной фазе, так и при независимом параллельном реакторе.Таким образом, в данном исследовании предлагается стратегия согласованной работы генератора с включенным фазным током и шунтирующего реактора. Общая идея стратегии заключается в том, что, когда ключевой узел распределительной сети или напряжение на шине подстанции превышает предел, генератор, находящийся дальше от сборной шины или магистрали, будет работать во включении, чтобы контролировать снижение напряжения сети. сборная шина в ассортименте. В это время, если часть напряжения узла или напряжения шины все еще ограничена, запускается шунтирующий реактор, который вводит соответствующую мощность.Вход шунтирующего реактора также включается с дальней стороны сборной шины или магистрали и, наконец, достигает требуемого напряжения, установленного целевой функцией. В процессе решения модели используется алгоритм оптимизации роя частиц (PSO), который основан на результатах исследований искусственной жизни Кеннеди и Эберхарта. Алгоритм глобального случайного поиска, основанный на интеллекте роя, предлагается путем моделирования поведения миграции и кластеризации во время кормодобывания птиц. Основная идея алгоритма PSO состоит в том, чтобы инициализировать группу случайных частиц (случайных решений), а затем найти оптимальное решение путем итерации.На каждой итерации частица обновляется, отслеживая два экстремума; первое — оптимальное решение, найденное самой частицей, это решение называется индивидуальным экстремумом; другой экстремум является оптимальным, найденным в настоящее время для всей популяции [23,24,25,26,27]. Решение этого экстремального значения — глобальный экстремум.

В этой статье фазовая глубина X ( X 1, X 2, X 3,…) каждого генератора, включенного в систему, и пропускная способность дисперсионного доступа Y ( Y 1, Y 2, Y 3,…) шунтирующего реактора в системе выбраны в качестве основных переменных.Последовательность алгоритма выглядит следующим образом.

(1) Введите исходную информацию о данных распределительной сети, установите параметры инициализации популяций X и Y , такие как размер популяции N , вес инерции ω , коэффициент обучения c , номер итерации t _макс , максимальная скорость частиц V _max , а максимальное количество итераций T _max , поэтому случайные частицы X , Y генерируются при ограничениях.

(2) Инициализировать рой частиц X , вызвать программу расчета потока мощности для вычисления значения пригодности каждой частицы X и обновить скорость и положение частицы. Если лучшая частица X не найдена для последующих t _max итераций, алгоритм PSO считает текущую частицу X глобальным оптимальным решением. В противном случае частицы обновляются и выполняется новая итерация до максимального количества итераций t _макс. .

(3) Оптимизировать частицу Y . На основе определения переменной положения X переменная Y оптимизируется с использованием алгоритма PSO, и процесс аналогичен шагу (2).

(4) Обновить счетчик итераций T . Оценивается, является ли ток ( X , Y ) оптимальным согласно адаптивному значению частицы Y в конце этапа (3). В противном случае частицы обновляются и выполняется новая итерация до максимального количества итераций t _макс. .

(5) Вывести оптимальное решение. То есть ( X , Y ) в конце итерации.

6 Результаты моделирования

6.1 Моделирование режима работы ГЭС

Когда блок МГЭ работает на практике, для повышения собственной экономической выгоды блоки МГЭ обычно имеют коэффициент мощности 0,95. Таким образом, в данном исследовании моделируется влияние факторов мощности всех энергоблоков МГЭС на качество напряжения распределительной сети в районе подстанции Бантао 35 кВ, когда они находятся в опережающем и запаздывающем состоянии при семи различных факторах мощности и единичном коэффициенте мощности.

1. (1)

   Все гидроагрегаты пяти электростанций работают в запаздывающем режиме, и распределение узловых напряжений для семи различных коэффициентов мощности показано на Рисунке 7.

   Из рисунка 7 известно, что когда все гидроагрегаты находятся в режиме работы с задержкой фазы, все узловые напряжения почти поддерживаются выше 40 кВ при семи различных коэффициентах мощности. По мере уменьшения коэффициента мощности напряжение на шине будет выше из-за поддерживающего влияния реактивной мощности на напряжение.От узла 1 к узлу 5 изменение напряжения в узле относительно ровное. Однако узел 6 сильно различается. Узел 6 находится далеко от шины подстанции 35 кВ Бантао, а сопротивление велико, поэтому падение напряжения велико.

2. (2)

   Отрегулируйте систему возбуждения генератора, измените режим работы генератора и приведите гидроагрегаты электростанций Niujingxiang и Xinyaping в фазовое рабочее состояние.Коэффициент мощности также из семи режимов работы от 0,8 до 0,98. Остающийся коэффициент мощности гидроэлектростанции составляет 0,95, а кривая распределения напряжения узла показана на рисунке 8.

   Из рисунка 8 известно, что, когда гидроагрегаты Niujingxiang и Xinyaping находятся в фазовом рабочем состоянии, напряжение узла ниже, чем напряжение запаздывающего коэффициента мощности. По мере увеличения глубины фазы напряжение узла становится все ниже и ниже. Изменение напряжения в узле 6 несовместимо с остальными узлами.Во-первых, большое отклонение напряжения в длинном узле. Во-вторых, поскольку шина узла 6 питается от электростанции Niujingxiang, напряжение узла 6 сильно зависит от увеличения коэффициента мощности. Когда коэффициент мощности выше 0,92, напряжение узла 6 выше, чем напряжение узла 5. Когда оно ниже 0,92, напряжение узла 6 ниже, чем напряжение узла 5, и формула падения напряжения известна. . Напряжение связано с изменением мощности. По мере увеличения глубины фазового ввода, чем больше реактивной мощности поглощается генератором, тем больше падение напряжения.

3. (3)

   Коэффициент мощности генератора равен 1, то есть система возбуждения генератора настроена так, что кривая распределения напряжения получается, когда выходная реактивная мощность равна 0, как показано на Рисунке 9.

Как видно из рисунка 9, напряжение на шине 35 кВ в районе подстанции Бан Тао упало, а уровень напряжения узла упал с 41 кВ примерно до 38 кВ, но он по-прежнему не может соответствовать качеству напряжения, установленному национальным законодательством. стандарты.Это связано с тем, что избыточная реактивная мощность большой энергосистемы вызывает повышение напряжения на точечной подстанции «персиковый», и SHP будет передавать мощность в сеть в течение летнего влажного сезона, что приведет к увеличению напряжения на шине SHP. группа агрегатов, подключенная к подстанции Бантао.

6.2 Параллельный реактор подавляет моделирование перенапряжения

Посредством анализа и расчета моделирования, когда выполняется компенсация шунтирующего реактора, можно эффективно подавить узловое напряжение.Компенсационная способность и рабочее напряжение узла показаны на рисунке 10.

Рисунок 7

Распределение напряжения узла при задержке различных коэффициентов мощности.

Рисунок 8

Распределение напряжения на узле при включении двух электростанций.

Рисунок 9

Кривая распределения напряжения на узле с коэффициентом мощности 1.

Рисунок 10

Распределение напряжения на узле после компенсации шунтирующим реактором.

Из рисунка 10 видно, что напряжение на шине 35 кВ падает после запуска шунтирующего реактора. По мере увеличения компенсационной способности напряжение узла также падает. Следовательно, компенсационная способность шунтирующего реактора может эффективно снизить перенапряжение, вызванное избыточной мощностью в электросети.Чем больше компенсационная способность, тем заметнее падение напряжения.

6.3 Анализ моделирования под совместным контролем

6.3.1 Моделирование под координированным контролем

Чтобы проверить стратегию совместного управления, предложенную в этой статье, в качестве примера по-прежнему используется распределительная сеть, показанная на Рисунке 4. Узел 1 — это напряжение на шине подстанции, а остальные узлы — это напряжение на шине повышающего трансформатора SHP. Поскольку в этом примере меньше узлов, шунтирующие реакторы подключаются параллельно к шине 35 кВ подстанции в форме централизованной компенсации.Предполагая, что напряжение на шине подстанции составляет номинальное напряжение 35 кВ, программное обеспечение моделирования PSASP используется для проверки традиционного режима регулирования напряжения и согласованного режима работы шунтирующего реактора. Результаты показаны в таблицах 4 и 5. В случае, когда коэффициент мощности положительный, генератор находится в режиме поздней фазы, а отрицательное значение указывает, что генератор находится в фазе включения.

Таблица 4

Результаты моделирования в традиционном режиме работы

Название электростанции	cosφ	Номер узла	Напряжение на узле / кВ	Компенсационная способность шунтирующего реактора / M var
Электростанция Niujingxiang	0.95	2	35	9,93
Электростанция Dengxinqiao	0,95	3	35,12
Электростанция Синьпиня	0,95	4	35.36
Электростанция Jieling	0,95	5	35,44
Электростанция Бантао	0,95	6	35,99

Таблица 5

Результаты моделирования при согласованном режиме работы

Режим работы	Название электростанции	Номер узла	Компенсационная способность шунтирующего реактора / M var	cos ϕ	Напряжение на узле / кВ
Согласованный режим работы 1	Niujingxiang	2	8.77	-0,97	35
	Dengxinqiao	3		-0,95	35,11
	Синьпинья	4		0,95	35,15
	Jieling	5		0.95	35,22
	Бантао	6		0,95	35,2
Согласованный режим работы 2	Niujingxiang	2	4,06	−0.97	35
	Dengxinqiao	3		-0,95	35
	Синьпинья	4		0,95	35,16
	Jieling	5		0.95	35
	Бантао	6		-0,95	34,97
Согласованный режим работы 3	Niujingxiang	2	0	−0.97	35,08
	Dengxinqiao	3		-0,95	35,08
	Синьпинья	4		-0,96	35,05
	Jieling	5		−0.95	35,07
	Бантао	6		-0,95	35,05

Из таблицы 4 видно, что все блоки SHP работают с коэффициентом мощности 0,95. Если необходимо контролировать напряжение всех узлов на разумном уровне, реактивная мощность шунтирующего реактора должна быть 9.93 M _вар . В таблице 5 показаны результаты моделирования трех согласованных режимов работы. В режиме 1 два блока SHP, наиболее удаленные от шины, работают на максимальной синфазной глубине, а остальные блоки SHP находятся в фазе задержки. В это время, чтобы контролировать напряжение каждого узла до определенного уровня, реактивная мощность шунтирующего реактора, который необходимо ввести, составляет 8,77 M _вар . Режим 2 основан на режиме 1 по принципу «далеко и близко от шины», а затем добавлен блок SHP для работы с максимальной глубиной фазы включения.Для управления напряжением шины и каждого узла реактивная мощность шунтирующего реактора составляет 4,06 М _вар . Режим 3 заключается в том, что пять блоков МГЭ электростанции работают в диапазоне фазовых глубин, и все узловые напряжения шунтирующих реакторов не требуют аттестации. Таким образом, можно видеть, что как традиционный режим работы, так и режим координированной работы могут подавлять перенапряжение узла. Однако скоординированная операция может хорошо контролировать не только напряжение на шине, но и напряжение всех узлов, подлежащих оценке.В то же время это снижает входную мощность шунтирующего реактора и сложность управления, а также повышает экономическую эффективность сети. Тенденция на смоделированной кривой может отражать, что мощность шунтирующего реактора постепенно уменьшается по мере увеличения режима управления согласованной работой. Особенно в этом примере, поскольку распределительная сеть имеет простую структуру и меньшее количество узлов, когда все блоки МГЭ работают в фазе, цель подавления перенапряжения может быть достигнута без установки шунтирующего реактора.

6.3.2 Применение результатов кооперативного контроля

Поскольку МГЭС расположена в гористой местности, расположение подстанции удалено. Установить определенное количество шунтирующих реакторов относительно сложно, а переключение или обслуживание не очень удобны. Когда на подстанциях устанавливаются шунтирующие реакторы, чем больше реактивная мощность, протекающая в сети, тем больше потери в линии. В случае выхода из строя главного трансформатора подстанции работа подключенного к нему шунтирующего реактора будет ограничена, и он не сможет достичь эффекта регулирования напряжения, что также серьезно скажется на качестве напряжения на шине, влияющем на систему. .Основываясь на приведенном выше анализе, взаимодействие шунтирующего реактора и поэтапного включения генератора может эффективно решить указанную выше ситуацию. В фактическом процессе эксплуатации распределительной сети из-за разницы в возможности ввода по фазе блоков SHP, энергосистема обычно уделяет больше внимания изменению напряжения на шине. Поэтому, взяв в качестве примера фактическую структуру электросети на Рисунке 4, при моделировании непрерывного управления напряжением распределительной шины распределительной сети, содержащей группы МГЭ в диапазоне, умеренно управляйте диапазоном фаз блока и получите значение компенсационной мощности шунтирующего реактора непрерывного действия.В моделировании электростанция Niujingxiang и электростанция Xinpingya настроены на работу по фазе, а коэффициент мощности опережения составляет 0,8–0,95. Когда другие электростанции работают синхронно, коэффициент мощности составляет 0,95; компенсационная емкость шунтирующего реактора от 1 до 4 M _вар . Получите рабочее напряжение узла, как показано на рисунке 11.

Рисунок 11

Распределение напряжения на узле после различных операций компенсации мощности и включения генератора.

Из рисунка 11 видно, что после совместной работы генератора и компенсации шунтирующего реактора узловое напряжение шины уменьшается. По сравнению с рис. 10 компенсирующая способность шунтирующего реактора снижена, а влияние падения напряжения более выражено. Следовательно, когда фактическая система работает, фазовая глубина подходящего блока SHP может быть определена в соответствии с напряжением, требуемым на шине, и, наконец, определена мощность шунтирующего реактора, который должен быть введен.С глубиной фазового ввода напряжение узла становится все ниже и ниже. Из-за небольшой компенсационной способности шунтирующего реактора количество устанавливаемых шунтирующих реакторов также будет уменьшено. В то же время генератор не требует дополнительных инвестиционных затрат на ввод в эксплуатацию, и общие экономические выгоды также значительно возрастут.

7 Заключение

В данной статье анализируется механизм перенапряжения в распределительной сети, содержащей группы МГЭ, в условиях обратной мощности.С помощью моделирования изучается несколько различных методов подавления перенапряжения. Предложена стратегия управления согласованной работой шунтирующего реактора и гидроагрегата. В качестве примера для экспериментального анализа взята распределительная сеть группы SHP на юге провинции Шэньси. Сравнивая традиционный метод использования только шунтирующего реактора с методом управления согласованной работой, из результатов моделирования можно увидеть, что при напряжении на шине подстанции 35 кВ режим согласованной работы 1 может снизить реактивную мощность системы. Автор: 11.68%, а напряжение узла 6 имеет коэффициент подавления 2,2% в пределах допустимого диапазона. Координированный режим работы 2 позволяет снизить реактивную мощность системы на 59,1%, а напряжение узла 6 может достигать 2,8% в пределах квалифицированного диапазона. Из-за малой емкости системы, системе с координированным режимом работы 3 не требуется ввод реактивной мощности, все напряжения узлов квалифицируются. Из приведенного выше анализа видно, что стратегия управления скоординированной работой может контролировать не только качество напряжения на шине подстанции с централизованным доступом МГЭ, но и качество напряжения всех повышающих трансформаторов гидроагрегатов.Напряжение узла играет роль глобального управления, а также снижает входную мощность оборудования реактивной мощности энергосистемы. Результаты моделирования показывают эффективность согласованной стратегии управления операциями.

Авторы признают использование программы PSASP, разработанной Китайской академией электроэнергетических наук.

Список литературы

[1] Смолли Э. Вода для людей. Nat Energy.2016; 92: 1–4. Искать в Google Scholar

[2] Zhang J, Luo CY, Curtis Z, Deng SH, Wu Y, Li YW. Учет выбросов углекислого газа на малых гидроэлектростанциях — пример из юго-западного Китая. Возобновляемая устойчивая энергетика Ред. 2015 г .; 47: 755–61. Искать в Google Scholar

[3] Лопес В.С., Борхес ЦЛТ. Влияние совместной интеграции ветрогенераторов и малых гидроэлектростанций на надежность системы. IEEE Trans Sustainable Energy. 2015; 6 (3): 1169–77. Искать в Google Scholar

[4] Борковски Д., Венгель Т.Малая гидроэлектростанция со встроенными турбогенераторами, работающими на регулируемой скорости. IEEE Trans Energy Convers. 2013. 28 (2): 452–9. Искать в Google Scholar

[5] Kong Y, Wang J, Kong Z, Song F, Liu Z, Wei C. Малая гидроэнергетика в Китае: обзор и устойчивое будущее. Возобновляемая устойчивая энергия Ред. 2015; 48: 425–33. Искать в Google Scholar

[6] Лю X, Ming Z, Xu H, Peng LL, Deng JR. Финансирование малой гидроэнергетики в Китае: анализ внешней среды, способы финансирования и проблемы с решениями.Возобновляемая устойчивая энергия Ред. 2015; 48: 813–24. Искать в Google Scholar

[7] Сюй З.Д., Сан GC, Пан Б.Р., Сюй Н., Ли CQ, Ма ХЗ. Эквивалентное моделирование для синтеза нагрузки распределенной сети с малой гидроэнергетикой. Appl Mech Mater. 2014; 666: 119–24. Искать в Google Scholar

[8] He Z, Huang D, Zhang C, Wang B, Ma Z. Оценочное исследование влияния малых гидроэлектростанций на топливный проект на социальное развитие. Компьютерные и вычислительные технологии в сельском хозяйстве VIII.Springer International Publishing; 2014. Поиск в Google Scholar

.

[9] Kowalczykjuśko A, Mazur A, Grzywna A, Listosz A, Rybicki R, Pytka A, et al. Оценка возможностей использования плотин на реке Тысменица для строительства малых гидроэлектростанций. J Water Land Dev. 2017; 35 (1): 113–9. Искать в Google Scholar

[10] Чжоу С., Чжан Х, Лю Дж. Тенденции развития малой гидроэнергетики в Китае. Возобновляемая энергия. 2009. 34 (4): 1078–83. Искать в Google Scholar

[11] Гогоаше Д.Е., Лонеску К.С., Брашовяну Л., Армас Л., Оприс Л., Костинас С.Моделирование гидродинамических изменений, вызванных русловыми гидроэлектростанциями вдоль реки Прахова в Румынии. J Energy Eng. 2018; 144 (2): 04017078-11. Искать в Google Scholar

[12] Zhang LX, Pang MY, Wang CB. Энергетический анализ малой гидроэлектростанции на юго-западе Китая. Ecol Indic. 2014. 38 (3): 81–88. Искать в Google Scholar

[13] Лю З.Ы. Глобальная энергия в Интернете. Пекин: China Electric Power Press; 2015. Поиск в Google Scholar

.

[14] Пей В., Шэн К., Конг Л., Ци З.Влияние и улучшение распределенной генерации на качество напряжения распределительной сети. Proc CSEE. 2008. 28 (13): 152–7. Искать в Google Scholar

[15] Ли Дж., Тан Дж., Чжан Ю. Дж., Вэй Б. Анализ механизма влияния группы малых гидроэлектростанций на реактивное напряжение распределительной сети. South Power Syst Technol. 2012; 6 (5): 39–42. Искать в Google Scholar

[16] Мэн Т.Р., Цзоу, Великобритания, Сюй, Ч., Сунь, В.Дж., Ма Ю.В. Метод регулирования напряжения на основе скоординированного управления с разделением на районы для активной распределительной сети.Proc CSEE. 2017; 37 (10): 2852–60. Искать в Google Scholar

[17] Ян Дж. Исследование влияния распределительной электросети, подключенной к малой гидроэнергетике. Пекин: Северо-Китайский энергетический университет; 2013. Искать в Google Scholar

.

[18] Ниу X. Оптимальные схемы электроснабжения и метод их оценки для энергосистемы уездного уровня с многочисленными гидроэлектростанциями. Пекин: Северо-Китайский энергетический университет; 2011. Искать в Google Scholar

.

[19] Пэн Б.Исследование влияния работы системы на малую гидроэнергетику, подключенную к сети. Пекин: Пекинский университет Цзяо Тонг; 2010. Искать в Google Scholar

[20] Ма Х.Л., Рен З.М., Лу В.Х., Хань Й.X., Ван З.Д., Чен Л.Дж. Оптимальная конфигурация компенсации реактивной мощности в распределительной энергосистеме, интегрированной с малой гидроэлектростанцией. Adv Mater Res. 2014; 960–1: 1162–7. Искать в Google Scholar

[21] Shi XT. Исследование оптимального управления напряжением в распределительной сети с большим количеством малых гидроэлектростанций.Гуанчжоу: Южно-Китайский технологический университет; 2012. Искать в Google Scholar

[22] Чжан Ю.С. Влияние на стабильную работу энергосистемы распределенной сети с малой гидроэнергетикой. Чанша: Хунаньский университет; 2012. Искать в Google Scholar

[23] Zhang JZ, Ai X. Комплексный алгоритм оптимизации, основанный на оптимизации роя частиц, для подключенных к сети позиций и рабочих параметров разнотипных распределительных генераций. Power Syst Technol.2014. 38 (12): 3372–7. Искать в Google Scholar

[24] Ю. Д., Чжу Х. М., Хан В. К., Холберн Д. Динамическое многоагентное управление и регулирование частоты нагрузки фотоэлектрических модулей / топливных элементов / ветряных турбин / ТЭЦ в автономной микросетевой системе. Энергия. 2019; 173: 554–68. Искать в Google Scholar

[25] Чжао Н, Ся MJ, Mi WJ. Моделирование и решение проблемы назначения хранилища входящих контейнеров в режиме двойного цикла. Дискретная непрерывная динамическая система — S; 2020. Искать в Google Scholar

[26] Смирнов В., Волченков Д.Пять лет динамики фазового пространства 500 стандартных бедняков. Appl Math Nonlinear Sci. 2019; 4 (1): 209–22. Искать в Google Scholar

[27] Цинь И, Лу И, Чжао Ю.К., Чжан Дж. Исследование взаимосвязи между доходом от туризма и экономическим ростом на основе метаанализа. Appl Math Nonlinear Sci. 2018; 3: 105–14. Искать в Google Scholar

Получено: 2020-03-30

Исправлено: 2020-04-20

Принято: 2020-05-02

Опубликовано онлайн: 2020-07-21

© 2020 Qunmin Yan и др. ., опубликовано De Gruyter

Это произведение находится под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Защита от перенапряжения на входе операционного усилителя

Метод защиты от перенапряжения Условия перенапряжения могут быть вызваны рядом различных ситуаций. Рассмотрим систему, в которой удаленный датчик расположен в поле — например, он измеряет поток жидкости на нефтеперерабатывающем заводе и отправляет свой сигнал по кабелю на электронику сбора данных, которая находится в другом физическом месте.Первым каскадом в сигнальном тракте электроники сбора данных часто может быть операционный усилитель, сконфигурированный как буфер или усилитель усиления. Вход этого операционного усилителя открыт для внешнего мира и, следовательно, может быть подвержен инцидентам перенапряжения, таким как короткое замыкание из-за поврежденного кабеля или неправильное подключение кабеля к электронике сбора данных.

Точно так же ситуация, которая может вызвать состояние перенапряжения, — это когда входной сигнал, который обычно находится в диапазоне входного напряжения усилителя, внезапно получает внешний стимул, вызывающий скачок напряжения, превышающий напряжение питания операционного усилителя.

Третий сценарий, который может привести к состоянию перенапряжения на входе, связан с последовательностью включения операционного усилителя и других компонентов в тракте прохождения сигнала. Например, если источник сигнала, такой как датчик, получает питание до того, как это сделает операционный усилитель, выход источника может начать выводить напряжение, которое затем будет подаваться на вход операционного усилителя, даже если операционный усилитель контакты питания еще не имеют питания и по существу находятся на земле. Это создаст ситуацию перенапряжения и, вероятно, вызовет чрезмерный ток через вход операционного усилителя на землю (контакты питания без питания).

Зажим: классический метод защиты от перенапряжения

Очень популярный способ добавления OVP показан на рисунке 1. Когда амплитуда входного сигнала (V _IN ) превышает одно из напряжений питания плюс прямое напряжение диода, диод (D _OVPP или D _OVPN ) будет направлять смещение и направлять ток на шины питания, а не на входы операционного усилителя, где избыточный ток может повредить операционный усилитель. В этом приложении мы используем ADA4077, операционный усилитель чрезвычайно высокой точности с максимальным диапазоном питания 30 В (или ± 15 В).

Ограничивающие диоды представляют собой диоды Шоттки 1N5177, поскольку они имеют прямое напряжение приблизительно 0,4 В, что меньше прямого напряжения входных диодов защиты от электростатического разряда (ESD) операционного усилителя; таким образом, ограничивающие диоды начнут проводить ток раньше, чем диоды ESD. Резистор защиты от перенапряжения, R _OVP , ограничивает прямой ток через ограничивающие диоды, чтобы поддерживать их на уровне ниже их максимального номинального тока, предотвращая их повреждение чрезмерным током.Резистор R _FB в контуре обратной связи присутствует, потому что любой входной ток смещения на неинвертирующем входе может вызвать ошибку входного напряжения на R _OVP — добавление R _FB аннулирует ошибку, генерируя аналогичное напряжение на инвертирующий вход.

Рисунок 1. Классическая схема зажима для защиты от перенапряжения.

Компромисс схемы ограничения диода — снижение точности

Хотя классическая схема на Рисунке 1 защищает входы операционного усилителя, она вносит значительную ошибку в тракт прохождения сигнала.Прецизионные усилители обычно имеют входное напряжение смещения (V _OS ) в диапазоне микровольт. Например, максимальное напряжение V _OS для ADA4077 составляет 35 мкВ во всем диапазоне рабочих температур от –40 ° C до + 125 ° C. Добавление внешних диодов и резистора перенапряжения приводит к ошибке смещения входа, которая может быть во много раз больше, чем низкое смещение, присущее прецизионному операционному усилителю.

Диоды с обратным смещением имеют обратный ток утечки, который течет от катода через анод к источнику питания.Когда напряжение входного сигнала (V _IN ) находится между шинами питания, диоды D _OVPP и D _OVPN имеют на себе обратное напряжение. Когда V _IN находится на земле (середина диапазона входного напряжения), обратный ток через D _OVPN приблизительно равен обратному току утечки через D _OVPP . Однако, когда V _CM движется над или под землей, через один диод протекает больший обратный ток, чем через другой. Например, когда V _CM находится в верхней части диапазона входного напряжения операционного усилителя, который составляет 2 В от положительного источника питания или 13 В в этой цепи, диод D _OVPN будет иметь обратное напряжение 28 В. .Согласно паспорту диода 1N5177, это может вызвать обратный ток утечки, близкий к 100 нА. Поскольку ток обратной утечки протекает от входного сигнала (V _IN ) через R _OVP , он создает падение напряжения на R _OVP , которое выглядит точно как увеличенное входное напряжение смещения на пути прохождения сигнала.

Дополнительную озабоченность вызывает то, что ток обратной утечки диода экспоненциально увеличивается с увеличением температуры, вызывая увеличение штрафа напряжения смещения цепи ограничения O _VP .В качестве основы для сравнения точности операционного усилителя без внешней схемы защиты от перенапряжения на рисунке 2 показано измеренное напряжение смещения ADA4077 в диапазоне входного напряжения от -13 В до +13 В. Измерения проводились при трех температурах: 25 ° C. , 85 ° С и 125 ° С. Обратите внимание, что при 25 ° C, V _OS ADA4077, используемого в этом тесте, достигала только 6 мкВ; даже при 125 ° C напряжение V _OS составляет всего около 20 мкВ. Когда мы добавляем внешнюю схему ограничения OVP к тому же устройству ADA4077 и подаем вход на V _IN , мы видим результаты, показанные на рисунке 3.При комнатной температуре V _OS подскакивает до 30 мкВ — в пять раз больше, чем ошибка пути прохождения сигнала только ADA4077. При 125 ° C напряжение V _OS превышает 15 мВ — в 750 раз больше, чем 20 мкВ ADA4077! Точность ушла.

Рисунок 2. Зависимость входного напряжения смещения от входного напряжения для ADA4077. Рисунок 3. Зависимость входного напряжения смещения от входного напряжения для схемы ограничения OVP, добавленной к ADA4077.

Резистор 5 кОм отлично защищает ограничивающие диоды, а также операционный усилитель в условиях перенапряжения, но он добавляет немалую погрешность смещения во время нормальной работы, когда диоды пропускают ток через него (не говоря уже о шумах Джонсона от резистор).Что нам нужно, так это динамическое входное сопротивление, которое имеет низкое сопротивление во время работы в указанном диапазоне входного напряжения, но высокое сопротивление в условиях перенапряжения.

Комплексное решение дает ответ

ADA4177 — это высокоточный операционный усилитель со встроенной защитой от перенапряжения. Встроенные диоды ESD действуют как фиксаторы перенапряжения для защиты детали. Полевые транзисторы режима истощения включены последовательно на каждом входе перед диодами ESD. Они обеспечивают динамическое сопротивление, которое увеличивается, когда входное напряжение (V _CM ) превышает напряжения питания.По мере увеличения входного напряжения сопротивление сток-исток (R _DSON ) внутреннего полевого транзистора увеличивается, тем самым ограничивая протекание тока экспоненциально с увеличением напряжения (показано на рисунке 4). Поскольку в ADA4177 на входах используются полевые транзисторы в режиме обеднения, а не последовательный защитный резистор, операционный усилитель не страдает от потери напряжения смещения на резисторе, как это имеет место в схеме ограничения OVP.

Рис. 4. Входной ток смещения ADA4177 ограничивается по мере увеличения перенапряжения.

ADA4177 может выдерживать напряжения на своих входах до 32 В сверх напряжения питания.Он ограничивает ток перенапряжения до типичного значения от 10 мА до 12 мА, защищая операционный усилитель без использования каких-либо внешних компонентов. Как показано на Рисунке 5, даже при 125 ° C этот испытанный блок показывает напряжение смещения всего 40 мкВ. Это менее 3% погрешности схемы зажима при этой температуре. Точность сохраняется!

Рис. 5. Зависимость входного напряжения смещения от входного напряжения для ADA4177 со встроенным OVP.

Что это значит для производительности системы

При анализе влияния изменения входного напряжения на точность пути прохождения сигнала разработчик системы должен учитывать коэффициент подавления синфазного сигнала усилителя (CMRR).Это мера того, какая часть входного синфазного напряжения отклоняется от отображения на выходе (или насколько мало проходит). Поскольку операционные усилители часто конфигурируются для обеспечения усиления между входом и выходом, мы нормализуем характеристику CMRR, ссылаясь на изменение входного напряжения смещения, которое представляет собой изменение выходного сигнала, деленное на коэффициент усиления с обратной связью усилителя. Коэффициент подавления синфазного сигнала представляет собой положительное значение, выраженное в дБ, и рассчитывается по следующей формуле:

CMRR = 20 log (ΔV _CM / ΔV _OS )

Исходя из этого соотношения, мы видим, что желательно, чтобы VOS был как можно меньше.ADA4177 должен иметь гарантированный минимальный предел CMRR 125 дБ при полной рабочей температуре. Используя результаты испытаний устройств, измеренных в этом эксперименте, мы можем рассчитать и сравнить CMRR схемы ограничения и ADA4177. Таблица 1 показывает крайнюю потерю точности при использовании классической схемы ограничивающего диода и превосходного CMRR ADA4177 со встроенной защитой от перенапряжения на полевом транзисторе.

Таблица 1. Сравнение CMRR ADA4177 с дискретным OVP с фиксирующими диодами

Метод защиты от перенапряжения	25 ° С	85 ° С	125 ° С
ADA4177	143 дБ	145 дБ	142 дБ
ADA4077 и зажим OVP	113 дБ	78 дБ	58 дБ

Nibbelinklaan 14a, Sinderen, gemeente Oude IJsselstreek: een…

Заголовок	Nibbelinklaan 14a, Sinderen, gemeente Oude IJsselstreek: een bureau- en inventoryariserend veldonderzoek in de vorm van boringen in de verkennende en karterende fase
Правообладатель	Bureau voor Archeologie; Бюро для археологии
Создатель	Бюро археологии
Дата отправки	2021-09-30
Дата создания	2020-02-25
Доступная дата	2023-09-30
Доступ	Открытый доступ
Зрительская аудитория	Археология
Язык	Голландский
Издатель	Архивирование данных и сетевые службы (DANS)
Абстрактный	Bureau voor Archeologie heeft een bureau- en inventoryariserend veldonderzoek in de vorm van boringen uitgevoerd in verband met bouwwerkzaamheden aan de Nibbelinklaan 14a te Sinderen. Читайте также Что делать, если грудничок не спит днем: советы по налаживанию режима сна Антигистаминные препараты для новорожденных: лечение и профилактика аллергии у грудничков Методика «Цветоник» М. Лазарева для музыкального развития детей Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт