תַקצִיר: מאמר זה מציג את הפיתוח והיישום של התקן נייד לפיצוי שלילי-שלילי הרמוני (NCRT) עבור מערכת תלת-פאזית ארבע-תיל. המכשיר מאמץ טכנולוגיית זיהוי ופיצוי הרמונית מתקדמת, שיכולה לזהות ולפצות זרם הרמוני בזמן אמת ולשפר את איכות החשמל ביעילות. הביצועים המצוינים של המכשיר בהפחתת זרם הרמוני, שיפור גורם הספק והפחתת אובדן הספק מאומתים על ידי בדיקות שדה ומקרי יישום. למכשיר יתרונות של ניידות, יעילות ואמינות גבוהה, המתאים למערכות חשמל וציוד חשמלי מגוונות, ובעל משמעות רבה לשיפור היציבות והאמינות של מערכות החשמל.
מילות מפתח: מכשיר פיצוי הרמוני; זיהוי-בזמן אמת; לשפר את איכות החשמל
תוֹכֶן:
2. העיקרון של פיצוי הרמוני תגובתי תלת-שלב ארבע-תיל
3. עקרון זרם פיצוי פלט של מכשיר פיצוי הרמוני תגובתי נייד
3.1 מעגל ראשי של מכשיר פיצוי הרמוני תגובתי נייד
3.2 בקרת זרם ברצף שלילי ברשת החשמל
מאז שנות ה-80, נושא איכות החשמל משך בהדרגה תשומת לב רחבה מהקהילה הבינלאומית. חשמל, כצורת אנרגיה חסכונית, מעשית, נקייה, קלה-ל-לשליטה וניתנת להמרה, הוא מוצר מיוחד שמספק מגזר החשמל למשתמשי חשמל. עם זאת, בעיות הספק הרמוני ותגובתי הופכות לחמורות יותר ויותר. קיומן של הרמוניות לא רק מפחית את יעילות ייצור החשמל, ההולכה והניצול, אלא גם גורם לציוד חשמלי להתחמם יתר על המידה, ליצור רעידות ורעש, להאיץ את הזדקנות הבידוד, לקצר את חיי השירות ואף לגרום לכשל או שחיקה. מול פגיעה כה גדולה שנגרמה על ידי הרמוניות, יש לנקוט באמצעים לדיכוי ההרמוניות של מערכת החשמל כדי להבטיח את פעולתה הבטוחה של מערכת החשמל ואת פעילותם האמינה של מכשירי חשמל שונים המחוברים לרשת החשמל. בשנים האחרונות ערכו חוקרים ממדינות שונות מחקר מקיף בנושאים הרמוניים. הם חקרו לעומק את טכנולוגיית היצירה, ההפצה והבקרה של הרמוניות באמצעות ניתוח תיאורטי, חישוב סימולציה ומחקר ניסיוני. נכון לעכשיו, טכנולוגיית הבקרה הרמונית התקדמה משמעותית. מאמר זה נועד לחקור לעומק את הבעיה ההרמונית ואת טכנולוגיית הבקרה שלה.
2. העיקרון של פיצוי הרמוני תגובתי תלת-שלב ארבע-תיל
קחו לדוגמה את שטח השנאים הציבורי עם קיבולת שנאי של 315kVA ויכולת פיצוי של 30%.
טווח ההספק התגובתי של המהפך הוא -7.5 ~ +7.5kVar, וההספק התגובתי התלת- פאזי ניתן לשליטה עצמאית, מה שיכול לאזן ולפצות את זרם הרצף השלילי שנוצר על ידי העומס הלא מאוזן. טווח ההספק התגובתי הכולל של ההתקן הוא -7.5 ~ +97.5kVar, וזרם הפלט מתכוונן באופן רציף וללא שלב בטווח זה. לכן, בהשוואה לשיטת מיתוג קבלים שלב-לשלב-, למכשיר יש דיוק גבוה של בקרת הספק תגובתי ומהירות התאמה מהירה, מה שיכול להפוך את המערכת לבעלת מקדם הספק גבוה יותר ומתח יציב יותר, ויכול לאזן את ההספק התלת-פאזי כדי להפוך את הזרם התלת-פאזי לעקבי ביסודו, להפחית עוד יותר את אובדן מתח מערכת המערכת ולשפר את יציבות המתח של המערכת.
3.עקרון של זרם פיצוי פלט של מכשיר פיצוי הרמוני תגובתי נייד
3.1 מעגל ראשי של מכשיר פיצוי הרמוני תגובתי נייד
התקן הפיצוי ההרמוני הנייד כולל מעגל ראשי, מעגל הנעה, מעגל מעקב זרם ומעגל תפעול הוראות. המעגל הראשי מאמץ ממיר PWM מסוג ארבע-פאזי מלא-מתח גשר-; קבל אלקטרוליטי משמש לאחסון אנרגיית צד DC; תפקידו של קבל מסנן הוא לסנן קוצצים בצד DC; תפקיד השראות הקו הנכנס הוא ליצור זרם פיצוי על ידי ההבדל בין מתח המוצא של ממיר PWM למתח הרשת.
על בסיס פיצוי הספק תגובתי TSC, RNCT שומר על ההספק התגובתי ב-PCC קבוע ב-0 ברוב הזמן. ככל שמרווח המיתוג של TSC קצר יותר, כך אפקט פיצוי ההספק התגובתי טוב יותר. כאשר מרווח המיתוג של TSC ארוך, ההספק התגובתי של המערכת חורג מטווח הפיצוי של RNCT. בשלב זה, RNCT מוציא את ההספק המרבי (-7.5kVar או +7.5kVar).
3.2 בקרת זרם ברצף שלילי ברשת החשמל
לאחר ניתוח, זרם הפלט של RNCT מכיל רק רכיבי רצף שליליים, אך לא רכיבים תגובתיים של רצף חיובי. לאחר התקנת RNCT, הוא מכיל רק רכיבים פעילים ברצף חיובי, אך לא רכיבי רצף שלילי ורכיבים תגובתיים ברצף חיובי. ביניהם, זרמי שלושת- השלבים של המערכת שווים לחלוטין, והזרם הנקוב הוא כ-0.6A, והזרם המרבי של המערכת מופחת ב-40%. זה מראה שלאחר התקנת RNCT, ניתן להעביר את הזרם של הפאזה הגדולה ביותר במערכת התלת-לשני השלבים האחרים, ובכך להפוך את זרמי שלושת ה-פאזיים לשווים. שיטת איזון זרם לא מאוזן תלת-פאזי זו מפחיתה את אובדן השנאים והכבלים על ידי הפחתת הזרם המקסימלי של המערכת, כלומר הפחתת אובדן קו המערכת.
4. יישום ניסוי במכשיר
פותח מכשיר תלת-פאזי ארבע-תיל נייד לפיצוי הרמוני תגובתי וביצועי הפיצוי נבדקו. הנתונים הבאים הם ההשפעה של מסנן הכוח הפעיל שפועל בשני מצבים כדי לפצות את העומס באותו מצב. לפני הפיצוי, זרם העומס מכיל מספר רב של רכיבים הרמוניים 2 עד 50, מה שגורם לעיוות רציני של צורת הגל הנוכחית בצד הרשת.
