Aplicación de la tecnología de compensación SVG en el sistema de suministro de energía de voltaje de 10KV_conexión del cable de red de suministro de energía poe
Palabras clave Voltaje de 10 kV; sistema de suministro de energía; dispositivo de compensación de potencia reactiva estática
1. Uso del compensador de potencia reactiva estática (SVG)
SVG se compone principalmente de condensadores Está compuesto por un reactor y un reactor. Siempre que se utilice para compensación de carga y compensación del sistema, se puede lograr un control suave y rápido mediante el encendido y apagado del interruptor electrónico de potencia. En términos de compensación de carga, cuando la carga cambia, SVG puede suprimir eficazmente las fluctuaciones de voltaje y los parpadeos causados por esto. Cuando la carga carece de potencia reactiva, SVG también puede compensar la falta de potencia reactiva, mejorando así el factor de potencia y optimizando la energía eléctrica. flujo en la red eléctrica; en términos de compensación del sistema, SVG puede mantener la estabilidad del voltaje del nodo de línea y suprimir eficazmente las fluctuaciones hasta cierto punto, aumenta la capacidad de transmisión de la línea de energía activa y garantiza la estabilidad estática de la línea. red eléctrica; si la red eléctrica falla, el dispositivo también puede estabilizar el voltaje a un valor constante en poco tiempo, mejorando efectivamente la estabilidad estática de la red eléctrica en caso de fallas, además, el SVG tiene gran capacidad, respuesta rápida y flexibilidad; El método de ajuste y la buena economía son más beneficiosos para el valor del sistema de energía [1].
2. Principio del compensador estático var (SVG)
SVG consta de un reactor controlado por tiristores y un condensador conmutado por tiristores. Su topología básica se muestra en la Figura 1. Se puede ver que se compone principalmente de TSC, TCR, filtro, dispositivo de reducción de voltaje y parte de control. Su función básica es controlar la salida de potencia reactiva controlando la conmutación de tiristores o agregando bancos de capacitores según sea necesario, controlando así de manera efectiva. Reactancia El voltaje del contacto eléctrico entre el dispositivo y la red. Este artículo diseña un compensador de potencia reactiva estática, principalmente para compensación de carga. La siguiente es una introducción detallada [2].
3. Principio de compensación bajo carga desequilibrada trifásica
La Figura 2 muestra una carga desequilibrada trifásica, que se alimenta principalmente con tensión simétrica trifásica. Si se trata de una carga conectada en estrella con un punto neutro sin conexión a tierra, se puede expresar como una conexión en triángulo mediante una transformación Y-delta, y la carga se compensa principalmente con 1 SVC.
La tensión de fase trifásica y la tensión de línea se pueden expresar como:
(1)
Entre ellas, la corriente de línea de cada fase se puede expresar como:
(2)
Al seleccionar la fase de referencia de la fase A, la relación entre la corriente de línea y su componente simétrica se puede obtener mediante la siguiente fórmula:
(3)
El componente simétrico de la carga de la fase A y el componente simétrico de la corriente de línea de la fase A del dispositivo de compensación de potencia reactiva de la conexión en triángulo se pueden obtener a partir de las dos fórmulas anteriores. Agregue un dispositivo de compensación de potencia reactiva estática al sistema para hacer que el componente de secuencia negativa de la corriente de línea sea cero y equilibrar la carga trifásica, es decir, fórmula (4). Después de la compensación, el factor de potencia del sistema se puede aumentar a 1. En este momento, es necesario asegurarse de que la parte imaginaria de la corriente de secuencia positiva sea cero, es decir, la fórmula (5).
IA2(l)+IA2(r)=0 (4)
im[ia 1(l)+ia 1(r)]= 0(5)
Según las tres fórmulas anteriores, la susceptancia trifásica del dispositivo de compensación de potencia reactiva se puede resolver de la siguiente manera:
(6)
4. circuito
En el circuito principal de SVG, los dos componentes del compensador estático var están conectados en un triángulo, lo que tiene muchas ventajas, tales como: no se generará ningún componente de secuencia cero en la corriente de línea; puede compensar eficazmente los armónicos de voltaje 3N. Debido a que el nivel de conexión del componente es el mismo que el nivel de voltaje nominal de la red, el voltaje de línea correspondiente se puede tomar directamente. Hay dos métodos de conexión para válvulas de tiristores en el circuito: conexión antiparalela con diodos de alta potencia y conexión antiparalela. Debido a la conexión anterior, el voltaje máximo entre el tiristor y el diodo es el doble del voltaje máximo de línea. Cuando se adopta este último método de cableado, dado que el condensador se pone en funcionamiento cuando el voltaje cruza cero, el voltaje más alto que soporta la válvula de tiristor en este momento es solo el valor máximo del voltaje de línea, lo que puede reducir en gran medida el número de tiristores en serie. válvulas y reducir efectivamente los costos. Por lo tanto, este artículo adopta el último método de conexión.
5. Ecualización de corriente y presión de válvulas de tiristores.
5.1 Distribución de corriente de válvulas de tiristores
En los dispositivos de compensación de potencia reactiva, generalmente se utilizan varios tiristores en paralelo para soportar grandes corrientes y satisfacer los requisitos de capacidad de un solo grupo de condensadores.
Las diferentes características de los componentes dan como resultado diferentes corrientes que fluyen a través de los componentes incluso si los voltajes de los terminales son los mismos, lo que afecta el efecto de reparto de corriente. Si se utiliza un inductor en serie para compartir corriente, se requiere que el valor de reactancia del inductor sea mayor que la resistencia interna del tiristor para reducir efectivamente la diferencia de corriente en cada rama y lograr un buen efecto de reparto de corriente.
5.2 Ecualización de voltaje de la válvula de tiristor
La Figura 3 muestra el circuito de ecualización de voltaje del tiristor. De manera similar, para permitir que un tiristor resista voltajes más altos, es necesario conectar varios tiristores en serie, porque el voltaje que puede soportar un solo tiristor es relativamente bajo. Durante el proceso de conexión en serie, el voltaje también será desigual, lo que también se debe a las diferencias en las características de cada componente. Esto hará que la distribución de voltaje del tiristor sea desigual durante el uso. La solución es instalar dispositivos de ecualización de tensión para limitar el grado de desnivel. La función principal de R1 es ecualizar el voltaje en estado estable para evitar que el voltaje en cada tiristor sea desigual. El valor de resistencia de R1 es menor que la resistencia directa e inversa de cualquier dispositivo conectado en serie al bloquear. Además, debido a las razones de cada tiristor, el voltaje soportado por cada tiristor será desigual. La razón por la cual la resistencia R2 está en serie con el capacitor C es para evitar que el capacitor se descargue y produzca di/dt excesivo cuando se enciende el tiristor.
6. Conclusión
Con el rápido desarrollo de la tecnología de la electrónica de potencia, la aplicación de la compensación de potencia reactiva es cada vez más urgente. Aprovechar al máximo las ventajas de la economía estática, la simplicidad, la conveniencia, la confiabilidad y el ahorro de energía de la compensación de potencia reactiva, y superar varias limitaciones causadas por tecnología inmadura en el pasado.
Referencia
[1] Aplicación de la tecnología de compensación de potencia reactiva Dai en la red de distribución. Tecnología de redes de energía eléctrica, 1999(6)
[2] Liu Huijin et al. Compensación dinámica de la potencia reactiva de las ondas fundamentales de la red de distribución de 10 kV, 2001(9)