유연한 AC 전송 시스템이 필요한 이유는 무엇입니까?

기존의 AC 전송 시스템에서 AC 전력 전송 기능은 열 제한, 과도 안정성 제한, 전압 제한, 단락 전류 제한 등과 같은 여러 요인에 의해 제한됩니다. 이러한 제한은이를 통해 효율적으로 전송할 수있는 최대 전력을 정의합니다. 전기 장비 및 전송 라인에 손상을주지 않고 전송 라인. 이것은 일반적으로 전력 시스템 레이아웃을 변경함으로써 달성됩니다. 그러나 이것은 실행 가능하지 않으며 전력 시스템 레이아웃을 변경하지 않고 최대 전력 전송 기능을 달성하는 또 다른 방법입니다. 또한 커패시터 및 인덕터와 같은 가변 임피던스 장치가 도입됨에 따라 소스의 전체 에너지 또는 전력이 부하로 전달되지 않지만 일부는 이러한 장치에 무효 전력으로 저장되고 소스로 반환됩니다. 따라서 부하 또는 유효 전력으로 전달되는 실제 전력량은 항상 피상 전력 또는 순 전력보다 적습니다. 이상적인 전송을 위해서는 유효 전력이 피상 전력과 같아야합니다. 즉, 역률 (피상 전력에 대한 유효 전력의 비율)이 일치해야합니다. 이것이 Flexible AC 전송 시스템의 역할이 오는 곳입니다.

“자이로 센서는 무엇을합니까 ”

FACTS에 대한 세부 정보로 이동하기 전에 역률에 대해 간략히 설명하겠습니다.

역률이란 무엇입니까?

역률은 회로의 피상 전력에 대한 유효 전력의 비율로 정의됩니다.

반면에 역률이 무엇이든, 발전 전력은 기계가 특정 전압과 전류를 전달하도록해야합니다. 발전기는 생산 된 전력의 평가 된 전압 및 전류를 견딜 수 있어야합니다. 역률 (PF) 값은 0.0에서 1.0 사이입니다.

역률이 0이면 전류 흐름이 완전히 무효화되고 부하에 저장된 전력이 모든 사이클에서 돌아옵니다. 역률이 1이면 소스에서 공급하는 모든 전류가 부하에 의해 소모됩니다. 일반적으로 역률은 전압의 선행 또는 후행으로 표현됩니다.

Unity 역률 테스트 회로

전원 공급 장치가있는 회로는 230v이고 초크는 모두 직렬로 연결됩니다. 역률을 개선하려면 커패시터를 SCR 스위치를 통해 병렬로 연결해야합니다. 바이 패스 스위치가 꺼져있는 동안 초크는 인덕터 역할을하며 동일한 전류가 10R / 10W 저항 모두에 흐릅니다. CT는 저항의 공통점에 연결되는 1 차측으로 사용됩니다. CT의 다른 지점은 DPDT S1 스위치의 공통 지점 중 하나로 이동합니다. DPDT 스위치가 왼쪽으로 이동하면 전류에 비례하는 전압 강하가 감지되어 전압이 증가합니다. 전압 강하는 지연 전류에 비례합니다. 따라서 CT의 1 차 전압은 지연 전류를 제공합니다.

마이크로 컨트롤러 기반 제어 회로를 사용하는 경우 제로 전류 레퍼런스를 수신하고 시간 차이를 기반으로 역률을 계산하기 위해 제로 전압 레퍼런스와 비교합니다. 따라서 시차에 따라 필요하지 않습니다. 의 SCR 스위치가 켜져있어 역률이 거의 일치 할 때까지 추가 커패시터를 전환합니다.

따라서 스위치 위치에 따라 지연 전류 또는 보상 된 전류를 감지 할 수 있으며 디스플레이는 그에 따라 전압 간 시간 지연, 역률 표시 전류를 제공합니다.

제목없는

FACTS (Flexible AC Transmission System) 란 무엇입니까?

에 유연한 AC 전송 시스템 송전 계통의 제어 성과 안정성을 높이고 전력 전달 능력을 높이기 위해 전력 전자 장치와 전력 계통 장치로 구성된 시스템을 말한다. 사이리스터 스위치의 발명으로 FACTS (Flexible AC Transmission Systems) 컨트롤러로 알려진 전력 전자 장치 개발의 문이 열렸습니다. FACT 시스템은 전력 전자 장치를 통합하여 네트워크에 유도 성 또는 용량 성 전력을 도입함으로써 네트워크의 고전압 측에 대한 제어 가능성을 제공하는 데 사용됩니다.

4 가지 유형의 FACTS 컨트롤러

시리즈 컨트롤러 : 직렬 컨트롤러는 라인과 직렬로 전압을 도입하는 커패시터 또는 리액터로 구성됩니다. 가변 임피던스 장치입니다. 그들의 주요 임무는 전송 라인의 유도 성을 줄이는 것입니다. 가변 무효 전력을 공급하거나 소비합니다. 시리즈 컨트롤러의 예로는 SSSC, TCSC, TSSC 등이 있습니다.
션트 컨트롤러 : 션트 컨트롤러는 라인과 직렬로 전류를 도입하는 커패시터 또는 리액터와 같은 가변 임피던스 장치로 구성됩니다. 그들의 주요 임무는 전송 라인의 용량을 줄이는 것입니다. 주입 된 전류는 라인 전압과 동 위상입니다. 션트 컨트롤러의 예로는 STATCOM, TSR, TSC, SVC가 있습니다.
션트 시리즈 컨트롤러 : 이 컨트롤러는 직렬 컨트롤러를 사용하여 전류를 직렬로, 션트 컨트롤러를 사용하여 전압을 션트합니다. 예를 들어 UPFC가 있습니다.
시리즈 시리즈 컨트롤러 :이 컨트롤러는 직렬 보상을 제공하는 각 컨트롤러와 직렬 컨트롤러의 조합으로 구성되며 라인을 따라 실제 전력을 전송합니다. 예는 IPFC입니다.

2 가지 유형의 시리즈 컨트롤러

사이리스터 제어 직렬 커패시터 (TCSC) : 사이리스터 제어 직렬 커패시터 (TCSC)는 실리콘 제어 정류기를 사용하여 라인과 직렬로 연결된 커패시터 뱅크를 관리합니다. 이것은 지정된 라인에서 더 많은 전력을 전송하는 유틸리티를 허용합니다. 일반적으로 인덕터와 직렬로 연결된 사이리스터로 구성되며 커패시터를 통해 연결됩니다. 사이리스터가 트리거되지 않고 전류가 커패시터를 통해서만 통과하는 차단 모드에서 작동 할 수 있습니다. 전류가 사이리스터로 바이 패스되고 전체 시스템이 션트 임피던스 네트워크로 작동하는 바이 패스 모드에서 작동 할 수 있습니다.

정적 직렬 동기 보상기 : SSSC는 단순히 STATCOM의 시리즈 버전입니다. 이들은 독립적 인 컨트롤러로 상업용 애플리케이션에서 사용되지 않습니다. 그들은 라인과 직렬로 보상 전압을 도입하도록 라인과 직렬로 연결된 동기 전압 소스로 구성됩니다. 라인 전체의 전압 강하를 증가 또는 감소시킬 수 있습니다.

2 개의 병렬 컨트롤러

정적 가변 보상기 : 정적 변수 보상기는 FACTS 컨트롤러의 가장 원시적이며 1 세대입니다. 이 보상기는 동적 션트 보상을 제공하기 위해 리액터 및 / 또는 션트 용량 성 뱅크를 제어하는 고속 사이리스터 스위치로 구성됩니다. 일반적으로 전력 전자 스위치를 사용하여 출력을 조정할 수있는 션트 연결 가변 임피던스 장치로 구성되어 라인에 용량 성 또는 유도 성 리액턴스를 도입합니다. 최대 전력 전달 능력을 높이기 위해 라인 중간에 배치 할 수 있으며 부하로 인한 변동을 보상하기 위해 라인 끝에 배치 할 수도 있습니다.

3 가지 유형의 SVC는

TSR (사이리스터 스위치 형 리액터) : 사이리스터 스위치를 이용하여 점진적으로 임피던스를 제어하는 션트 연결 인덕터로 구성되어 있습니다. 사이리스터는 90도 및 180도 각도로만 발사됩니다.
TSC (사이리스터 스위치드 커패시터) : Thyristor를 사용하여 임피던스를 단계적으로 제어하는 션트 연결 커패시터로 구성되어 있습니다. SCR을 이용한 제어 방식은 TSR과 동일합니다.
TCR (사이리스터 제어 원자로) : SCR의 발화 각 지연 방식으로 임피던스를 제어하는 션트 연결 인덕터로 구성되어 있으며, 사이리스터의 발화를 제어하여 인덕터를 통과하는 전류의 변화를 유발합니다.

STATCOM (정적 동기 보상기) : DC 에너지 원이 될 수있는 전압원 또는 사이리스터를 이용하여 출력을 제어 할 수있는 커패시터 또는 인덕터로 구성되어 무효 전력을 흡수하거나 생성하는데 사용됩니다.

시리즈 션트 컨트롤러-통합 전력 흐름 컨트롤러 :

이들은 STATCOM과 SSSC의 조합으로, 둘 다 공통 DC 소스를 사용하여 결합되고 능동 및 무효 직렬 라인 보상을 모두 제공합니다. AC 전력 전송의 모든 매개 변수를 제어합니다.

유연한 AC 전송 시스템을 위해 SVC를 사용한 정상 상태 전압 제어

유연한 cir

제로 크로싱 전압 펄스를 생성하려면 디지털화 된 전압 및 전류 신호가 필요합니다. 주전원으로부터의 전압 신호가 취해져 브리지 정류기에 의해 맥동 DC로 변환되고 디지털 전압 신호를 생성하는 비교기에 제공됩니다. 유사하게 전류 신호는 저항을 통해 부하 전류의 전압 강하를 취함으로써 전압 신호로 변환됩니다. 이 AC 신호는 다시 전압 신호로 디지털 신호로 변환됩니다. 그런 다음이 디지털화 된 전압 및 전류 신호가 마이크로 컨트롤러로 전송됩니다. 마이크로 컨트롤러는 전압과 전류의 영점 교차점 사이의 시간 차이를 계산하며, 그 비율은 역률에 정비례하고 전력의 범위를 결정합니다. 같은 방식으로 사이리스터 스위치 리액터 (TSR)를 사용하면 전압 안정성 향상을 위해 제로 크로스 전압 펄스도 생성 할 수 있습니다.

SVC에 의한 유연한 AC 전송 시스템

위의 회로는 SVC를 사용하여 전송 라인의 역률을 향상시키는 데 사용할 수 있습니다. 프로그래밍 된 마이크로 컨트롤러에서 적절하게 제어되는 션트 보상을 기반으로하는 사이리스터 스위치드 커패시터 (TSC)를 사용합니다. 이것은 역률을 개선하는 데 유용합니다. 유도 부하가 연결되면 부하 전류 지연으로 인해 역률이 지연됩니다. 이를 보상하기 위해 션트 커패시터가 연결되어 소스 전압을 유도하는 전류를 끌어옵니다. 그러면 역률이 향상됩니다. 제로 전압과 제로 전류 펄스 사이의 시간 지연은 8051 시리즈 마이크로 컨트롤러에 공급되는 비교기 모드의 연산 증폭기에 의해 정식으로 생성됩니다.

FACTS 컨트롤러를 사용하여 무효 전력을 제어 할 수 있습니다. SSR (Sub synchronous resonance)은 특정 불리한 조건에서 직렬 보상과 관련 될 수있는 현상입니다. SSR 제거는 FACTS 컨트롤러를 사용하여 수행 할 수 있습니다. FACTS 장치의 이점은 재정적 이점, 공급 품질 향상, 안정성 향상 등과 같은 것입니다.

유연한 AC 전송 시스템의 문제와 해결 방법

에 대한 AC 전원의 유연한 전송 , 반도체 장치는 역률 개선 및 AC 전송 시스템의 한계를 높이기 위해 사용되는 회로에 종종 통합됩니다. 그러나 주요 단점은 이러한 장치가 비선형이고 시스템의 출력 신호에 고조파를 유발한다는 것입니다.

AC 전송 시스템에 전력 전자 장치를 포함하여 생성 된 고조파를 제거하려면 전류 소스 전원 필터 또는 전압 소스 전원 필터가 될 수있는 활성 필터를 사용해야합니다. 전자는 AC를 정현파로 만드는 것을 포함합니다. 이 기술은 전류를 직접 제어하거나 필터 커패시터의 출력 전압을 제어하는 것입니다. 이것은 전압 조정 또는 간접 전류 제어 방법입니다. 유효 전력 필터는 크기는 같지만 부하에 의해 유도되는 고조파 전류와 위상이 반대 인 전류를 주입하여이 두 전류가 서로 상쇄되고 소스 전류는 완전히 정현파입니다. 능동 전력 필터는 전력 전자 장치를 통합하여 비선형 부하로 인해 출력 신호의 고조파 전류 구성 요소를 제거하는 고조파 전류 구성 요소를 생성합니다. 일반적으로 능동 전력 필터는 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터와 DC 버스 커패시터로 전원이 공급되는 다이오드의 조합으로 구성됩니다. 능동 필터는 간접 전류 제어 방법을 사용하여 제어됩니다. IGBT 또는 절연 게이트 양극성 트랜지스터는 BJT 및 MOSFET의 기능을 모두 통합하는 전압 제어 양극성 활성 장치입니다. AC 전송 시스템의 경우 션트 액티브 필터는 고조파를 제거하고 역률을 개선하며 부하의 균형을 맞출 수 있습니다.

변압기 전력 관리

문제 설명:

1. 만성 고전압은 주로 유틸리티 송배전 시스템의 전압 강하에 대한 과도한 수정에 기인합니다. 전기 전도체의 전압 강하는 어디에서나 일반적인 상황입니다. 그러나 교외 및 농촌 지역과 같이 전기 부하 밀도가 낮은 위치에서는 도체 길이가 길면 문제가 커집니다.

2. 임피던스는 수요를 충족시키기 위해 전류 흐름이 증가함에 따라 도체 길이를 따라 전압을 감소시킵니다. 전압 강하를 수정하기 위해 유틸리티는 부하시 탭 변경 전압 조정기 (OLTC) 및 라인 강하 보상 전압 조정기 (LDC)를 사용하여 전압을 부스트 (상승) 또는 강하 (하강)합니다.

3. OLTC 또는 LDC에 가장 가까운 고객은 전력 회사가 라인의 맨 끝에있는 고객에 대한 도체 전압 강하를 극복하려고 시도 할 때 과전압을 경험할 수 있습니다.

4. 많은 지역에서 부하 구동 전압 강하의 영향은 일일 변동으로 간주되어 가장 낮은 부하 요구 시점에 전압 수준이 가장 높습니다.

5. 시간에 따라 변하는 부하와 전파로 인해 비선형 성은 시스템에 큰 교란을 일으키고 소비자 라인에도 들어가 전체 시스템이 비정상으로 이어집니다.

6. 고전압 문제의 일반적인 원인은 감소 된 전압 레벨을 상쇄하기 위해 전압을 부스트하도록 설정된 로컬 변압기로 인해 발생합니다. 이것은 배전 라인 끝에서 부하가 많은 시설에서 가장 자주 발생합니다. 무거운 부하가 작동 중일 때는 정상적인 전압 수준이 유지되지만 부하가 차단되면 전압 수준이 상승합니다.

7. 이상한 이벤트가 발생하면 권선의 과부하 및 단락으로 인해 변압기가 소손됩니다. 또한 내부 권선을 통해 흐르는 전류 수준이 증가하여 오일 온도가 상승합니다. 이로 인해 배전 변압기의 전압, 전류 또는 온도가 예기치 않게 상승합니다.

8. 전기 장치는 제품이 특정 수준의 성능, 효율성, 안전 및 신뢰성을 달성 할 수 있도록 특정 표준 전압에서 작동하도록 설계되었습니다. 지정된 전압 레벨 범위를 초과하여 전기 장치를 작동하면 오작동, 종료, 과열, 조기 고장 등과 같은 문제가 발생할 수 있습니다. 장기간.

변신 로봇

해결책:

마이크로 컨트롤러 기반 시스템의 설계는 변압기의 입력 / 출력 측 전압 변동을 모니터링하고 실시간 데이터를 수집하는 것입니다.
서보 / 스테퍼 모터를 이용한 자동 변압기 탭 교환 개발.
시스템은 임계 전압 레벨 또는 비상시 경보를 발생시켜야합니다.
시스템은 안정적이고 견고해야합니다.
이 시스템은 실외 변압기에 장착 할 수 있습니다.
배전 변압기의 오일 온도를 지속적으로 모니터링하는 설계는 정격 값으로 비교되며 해당 조치가 처리됩니다.
전력 시스템 네트워크에서 자동 전압 안정기 (AVR), 전력 시스템 안정기, FACTS 등과 같은 장치 사용.

기술적 타당성 :

마이크로 컨트롤러 기반 데이터 로거 시스템 (MDLS) :

“DC 전원 공급 장치 구축 ”

MDLS는 추가 하드웨어가 필요하지 않으며 데이터 양과 그 사이의 시간 간격을 선택할 수 있습니다. 수집 된 데이터는 시리얼 포트를 통해 PC로 쉽게 내보낼 수 있습니다. MDLS는 몇 개의 집적 회로를 사용하기 때문에 매우 컴팩트합니다. 선택한 MDLS 디자인은 다음 요구 사항을 충족해야합니다.