Je, ni Wakati Gani Unapaswa Kutumia Kidhibiti cha Hatua ya Voltage katika Mfumo wa Usambazaji?

Mahitaji ya gridi yanayobadilika sasa yanasukuma mitandao ya usambazaji urithi mbali zaidi ya uvumilivu wao wa asili wa muundo. Kupitishwa kwa haraka kwa rasilimali za nishati iliyosambazwa na miundombinu ya malipo ya gari la umeme huleta tete isiyo na kifani. Huduma na wasimamizi wa vituo wanakabiliwa na chaguo gumu la kibiashara. Wanaweza kuendeleza uboreshaji wa laini unaotumia mtaji, kama vile urekebishaji kamili. Vinginevyo, wanaweza kupeleka uingiliaji wa vifaa vilivyojanibishwa ili kudumisha utiifu mkali wa ANSI C84.1.

Kidhibiti cha voltage ya hatua hutoa uingiliaji kati sahihi, wa gharama nafuu kwa uimarishaji unaolengwa. Mbinu hii ni tofauti na vidhibiti vya kiwango cha chini cha punjepunje pana zaidi. Katika makala hii, utajifunza hasa wakati na kwa nini kupeleka vifaa hivi. Tutashughulikia vichochezi vya kiufundi, manufaa ya uendeshaji, na jinsi yanavyolinganishwa na uingiliaji kati mbadala. Utagundua jinsi kidhibiti cha voltage ya hatua kilichowekwa vizuri kwa mitandao ya mfumo wa usambazaji hutatua maswala ya ubora wa nishati ya chini kwa ufanisi na kwa ufanisi.

Mambo muhimu ya kuchukua

• Vidhibiti vya voltage ya hatua ndio chaguo linalofaa zaidi la kibiashara wakati uharibifu wa voltage unatokea mbali na kituo kwenye feeder ndefu za radial.

• Tofauti na benki za capacitor zinazodhibiti nguvu tendaji, SVR hubadilisha moja kwa moja ukubwa wa volteji, na kuzifanya suluhu ya hali ya juu ya kushuka kwa voltage kwa mizigo inayotumika, inayosonga.

• Ununuzi wa kisasa lazima utangulize akili ya kidhibiti (uwezo wa mtiririko wa umeme unaoelekezwa pande mbili) juu ya utegemezi wa kimsingi wa kiufundi kutokana na ushirikiano wa jua/upepo uliosambazwa.

• Hatari ya msingi ya utekelezaji inabakia kuvaa kwa mitambo ya kibadilisha bomba; mizunguko ya matengenezo lazima izingatiwe katika mipango ya muda mrefu ya uendeshaji.

Kutambua Haja ya Udhibiti Uliolengwa wa Usambazaji wa Voltage

Lazima kwanza utambue wakati viwango vya voltage vinashuka mara kwa mara chini ya kikomo kinachokubalika. Mifumo mingi ya udhibiti inahitaji huduma ili kudumisha uwasilishaji ndani ya ± 5% ya voltage ya kawaida. Uharibifu mkubwa mara nyingi hutokea mwishoni mwa mstari mrefu. Kutambua hili mapema bado ni muhimu kwa udhibiti bora wa voltage ya usambazaji . Wakati nodi za mto zinaripoti upungufu wa muda mrefu, unahitaji uingiliaji unaolengwa.

Vibadilishaji vya Kubadilisha Mizigo ya Upakiaji (LTCs) vinatoa udhibiti wa kati. Wanarekebisha voltage ya jumla kwa mstari mzima wa feeder. Walakini, hawawezi kurekebisha maswala yaliyojanibishwa ndani ya mizunguko yenye matawi mengi. Ikiwa tawi moja litapata mzigo mzito huku lingine likisalia kuwa jepesi, LTC ya kati haiwezi kutosheleza zote mbili. Inawakilisha chombo butu. Kuongeza voltage ya kituo kunaweza kurekebisha tawi zito lakini kusababisha uharibifu wa overvoltage kwenye tawi jepesi.

Ukweli huu wa uendeshaji huanzisha kesi wazi ya biashara. Ubora duni wa nguvu husababisha adhabu za kifedha. Wateja hupata uharibifu wa vifaa na kufungua madai ya dhima ya gharama kubwa. Ni lazima uepuke matokeo haya ili kulinda bajeti yako ya uendeshaji. Vidhibiti vilivyolengwa vinakuruhusu kuahirisha matumizi makubwa ya mtaji. Unaepuka kupanua gridi ya taifa au kusakinisha makondakta mazito kabla ya wakati. Vifaa hujilipia kwa kupunguza hatari na kuchelewesha uwekezaji mkubwa wa miundombinu.

Vichochezi vya Msingi: Wakati Kidhibiti cha Hatua cha Voltage ni Suluhisho Bora la Kubadilika kwa Voltage.

Kusimamia Vilisho vya Muda Mrefu

Fizikia inaamuru ukweli wa biashara wa usambazaji wa nguvu. Impedans ya mstari husababisha kushuka kwa voltage kali kwa umbali mrefu. Nguvu zaidi inaposafiri, voltage zaidi inapotea kwa upinzani na majibu. Huwezi tu kusukuma voltage ya juu zaidi kutoka kwa kituo kidogo bila kuhatarisha wateja wa karibu.

Kusakinisha vidhibiti mstari wa kati au karibu na mzigo hurejesha uwasilishaji bora. Mbinu hii inayolengwa inakwepa hitaji la kubadilisha maili ya kondakta. Unaokoa mamilioni ya matumizi ya mtaji. Mdhibiti hufuatilia voltage inayoingia iliyoharibika na kuirudisha nyuma hadi viwango vya kawaida. Inafanya kazi kama kituo muhimu cha nyongeza kando ya njia za usambazaji vijijini au zilizopanuliwa.

Kuunganisha Rasilimali za Nishati Zilizosambazwa (DERs)

Gridi za kisasa zinashughulika na mtiririko wa nguvu wa kurudi nyuma kila siku. Mifumo ya jua iliyojanibishwa au mashamba ya upepo hutoa nguvu moja kwa moja kwenye njia za usambazaji. Hii husababisha kuvimba kwa voltage isiyotabirika wakati wa masaa ya kilele cha uzalishaji. Gridi za jadi hazikujengwa ili kurudisha nguvu nyuma.

Wasimamizi wa kisasa hutatua tatizo hili la kisasa. Zinaangazia vidhibiti vinavyoelekeza pande mbili. Wanapunguza voltage ya ziada wakati wa kilele cha uzalishaji wa jua. Baadaye jioni, wakati pato la jua linapungua na spikes za mzigo wa makazi, hubadilisha operesheni. Wanaongeza voltage ili kusaidia mzigo wa kilele. Huwezi kudhibiti upenyaji wa juu wa DER kwa usalama bila akili hii iliyojanibishwa.

Kusaidia Mizigo Mizito, ya Muda ya Viwandani

Vifaa vya viwandani huathiri sana uthabiti wa gridi ya taifa. Kuanzisha injini kubwa, shughuli za uchimbaji madini, au viwanda vya uzalishaji vilivyojanibishwa huchota mikondo ya juu ya muda mfupi. Uingiaji huu wa ghafla husababisha kushuka kwa voltage mara moja kwenye gridi ya ndani. Wateja wa karibu wa kibiashara na wa makazi wanakabiliwa na taa zinazowaka au vifaa vya elektroniki vilivyotatuliwa.

Vidhibiti vya hatua hutoa urekebishaji wa voltage haraka ± 10%. Wanahisi kushuka kunakosababishwa na mashine za viwandani na kurekebisha nafasi zao za bomba ipasavyo. Hii hutenganisha mzigo wa viwanda unaosumbua kutoka kwa gridi pana. Unalinda wateja nyeti wa chini huku ukisaidia kikamilifu shughuli muhimu za viwandani.

Kutathmini Kidhibiti cha Hatua cha Voltage kwa Mfumo wa Usambazaji dhidi ya Afua Mbadala

SVR dhidi ya Shunt Capacitor Banks

Wahandisi mara nyingi huchanganya majukumu ya capacitors na wasimamizi. Lazima ueleze mpaka huu wa kiufundi. Benki za capacitor huingiza nguvu tendaji (vars) kwenye mfumo. Hii inaboresha sababu ya jumla ya nguvu. Kipengele cha nguvu kilichoboreshwa huongeza voltage kwa njia isiyo ya moja kwa moja kwa kupunguza upotevu wa laini.

Walakini, capacitors hushindwa wakati kipengele cha nguvu tayari kiko juu lakini voltage inabaki chini. Vidhibiti hutumia kibadilishaji kiotomatiki kilicho na utaratibu wa kimitambo wa kubadilisha bomba. Wao hurekebisha moja kwa moja ukubwa wa voltage bila kujali sababu ya nguvu ya mfumo. Wanasuluhisha maswala ya voltage moja kwa moja, badala ya kutegemea ujanja tendaji wa nguvu.

SVR dhidi ya Urekebishaji wa Laini

Kuboresha upimaji wa waya hutatua kabisa kizuizi cha laini. Waya nene hubeba mkondo zaidi na kushuka kwa voltage kidogo. Hata hivyo, urekebishaji upya unahitaji matumizi makubwa ya mtaji. Unakabiliwa na masomo ya athari za mazingira, idhini ya haki ya njia, na gharama za kazi zilizopanuliwa. Inachukua miaka kukamilisha.

Vidhibiti hutoa mbadala wa haraka, wa kawaida. Wanachanganya matumizi ya uendeshaji na mtaji kwa ufanisi. Unaweza kupeleka kitengo kwa wiki badala ya miaka. Upakiaji wa mtandao ukibadilika katika siku zijazo, unaweza kuhamishia kifaa mahali papya pa matatizo. Mistari iliyorekebishwa haitoi unyumbufu kama huo.

SVR dhidi ya Uboreshaji wa Kituo Kidogo

Kuongeza vidhibiti chini ya mkondo hutoa udhibiti wa punjepunje, unaolengwa. Vituo vidogo hurekebisha awamu zote tatu kwa wakati mmoja. Iwapo awamu moja tu itakabiliwa na mzigo mzito, uboreshaji wa kituo kidogo utafidia awamu nyingine mbili.

Vidhibiti vya chini vinafanya kazi kwa kujitegemea. Mara nyingi, kupeleka mdhibiti wa voltage moja kwa moja wa awamu moja hushughulikia mizigo ya asymmetric kikamilifu. Unarekebisha awamu maalum ya shida bila kuvuruga awamu za usawa. Ukuaji huu hufanya utumiaji wa mkondo wa chini kuwa bora zaidi kuliko marekebisho butu ya kiwango cha kituo.

Ulinganisho wa Hatua za Udhibiti wa Voltage

Vipimo Muhimu vya Tathmini kwa Orodha fupi ya SVR

Uwezo wa Kidhibiti na Ushirikiano wa SCADA

Ubongo wa mdhibiti ni muhimu zaidi kuliko chuma. Lazima utathmini itifaki za mawasiliano kwa uangalifu. Ni lazima vifaa vitumie viwango vya DNP3 au IEC 61850. Itifaki hizi huhakikisha uwasilishaji salama wa data kurudi kwenye vituo vya udhibiti wa matumizi.

Kidhibiti lazima kisaidie ufuatiliaji wa mbali na uwekaji data kiotomatiki. Ni lazima iunganishwe bila mshono katika Mifumo ya Kisasa ya Kudhibiti Usambazaji (ADMS). Waendeshaji wanahitaji mwonekano wa wakati halisi katika nafasi za bomba na viwango vya voltage. Bila muunganisho wa SCADA, hauoni wakati wa matukio muhimu ya gridi ya taifa.

Ukubwa, Bandwidth, na Gonga Mipangilio

Ni lazima utathmini safu za vipimo vya kawaida. Kiwango cha sekta kinatumia hatua 32 tofauti. Hizi zinajumuisha hatua 16 za kupanda na hatua 16 za chini. Kila hatua inawakilisha 5/8% ya voltage nominella. Hii inatoa jumla ya udhibiti mbalimbali wa ± 10%.

Usanidi sahihi ni muhimu. Lazima ujadili na kuweka ucheleweshaji wa wakati unaofaa na vigezo vya bandwidth. Ikiwa kipimo data kinabana sana, kifaa kitakabiliwa na "kuwinda." Uwindaji hutokea wakati kidhibiti mara kwa mara kinabadilisha mabomba kwa mabadiliko madogo, ya muda ya voltage. Hii inaharibu mawasiliano ya mitambo haraka.

Uzingatiaji na Viwango vya Udhibiti

Usiwahi kuathiri viwango vya msingi vya uaminifu. Vifaa vyote vilivyotumwa lazima vikidhi viwango vya IEEE C57.15. Mfumo huu mkali unaamuru mipaka ya joto, nguvu ya dielectric, na uimara wa mitambo. Inahakikisha kifaa kinaishi hali mbaya ya nje kwa usalama.

Kwa upelekaji mahususi vijijini, thibitisha ufuasi wa miongozo ya Maendeleo Vijijini ya USDA (RUS). Udhibitisho wa RUS unathibitisha uimara wa shamba. Pia inahakikisha shirika linaendelea kustahiki ufadhili wa shirikisho na mikopo ya miundombinu yenye riba nafuu. Vifaa visivyotii sheria huleta hatari za usalama na dhima kali za kifedha.

Ukweli wa Utekelezaji na Hatari za Matengenezo

Lazima uchanganue vikwazo vya usakinishaji kabla ya ununuzi. Vidhibiti vilivyowekwa kwa nguzo vinakabiliwa na vikwazo vikali vya uzito. Nguzo za matumizi zinaweza tu kuhimili chuma na mafuta mengi kabla ya kushikana chini ya mizigo ya upepo. Vidhibiti vilivyowekwa kwenye pedi vinahitaji uhandisi wa kiraia na misingi thabiti. Pia lazima upate urahisi wa ardhi kutoka kwa wamiliki wa mali kwa vitengo vilivyowekwa kwenye pedi.

Tathmini kuvaa kwa mitambo na pointi za kushindwa kwa uaminifu. Kibadilishaji cha bomba la upakiaji kinasalia kuwa kifaa cha mitambo. Waasiliani wake wa ndani wanakabiliwa na utepe kila wakati wanapobadilisha nafasi chini ya mzigo. Ni lazima uzingatie muda wa maisha unaotarajiwa wa anwani hizi. Vitengo vya kisasa mara nyingi hukadiriwa kwa mamia ya maelfu ya shughuli. Hata hivyo, kubadili mzigo mkubwa huharakisha mmomonyoko wa mawasiliano.

Tathmini itifaki za usimamizi wa maji ya dielectric kwa uangalifu. Vitengo vilivyojaa mafuta vinahitaji uchanganuzi wa gesi iliyoyeyushwa mara kwa mara (DGA). Jaribio hili hutambua utepe wa ndani au uharibifu wa karatasi. Pia unakabiliwa na majukumu ya kimazingira kuhusu kuzuia uvujaji. Njia mbadala za aina kavu huondoa uvujaji wa mafuta lakini hubeba gharama kubwa zaidi. Ni lazima upime gharama hii ya awali dhidi ya kazi inayoendelea ya matengenezo inayohitajika na miundo ya jadi iliyojaa mafuta.

Hitimisho

Vidhibiti vya voltage ya hatua husalia kuwa chaguo mahususi wakati topolojia ya gridi ya taifa au tete iliyojanibishwa hufanya udhibiti wa volteji wa kati kutofanya kazi. Wanatoa usahihi muhimu wa kushughulikia feeders ya muda mrefu ya radial na vyanzo vya kisasa vya kizazi vilivyosambazwa. Kwa kuelewa vichochezi vya msingi na kulinganisha njia mbadala, unahakikisha uwasilishaji wa nishati unaotegemewa kwa wateja wote wa chini.

Chukua hatua hizi mara moja ili kuboresha usanifu wa gridi yako:

1. Tekeleza uigaji wa kina wa mtiririko wa upakiaji ili kuweka ramani ya maeneo mahususi ya kushuka kwa voltage.

2. Fanya ukaguzi wa ubora wa nishati ili kupima mtiririko wa sasa wa kubadilisha nishati kutoka kwa DER za ndani.

3. Kokotoa kipimo data kinachohitajika na mipangilio ya kuchelewa kwa wakati ili kuzuia uwindaji wa mitambo.

4. Rasimu ya RFP inayohitaji uzingatiaji madhubuti wa IEEE C57.15 na uwezo wa kidhibiti wa maelekezo mawili.

Maswali

Swali: Je, kidhibiti cha voltage ya hatua ni kitu sawa na kidhibiti cha voltage moja kwa moja?

A: Hapana. Kidhibiti otomatiki cha voltage (AVR) ni neno pana linalotumika kwa mifumo mingi, ikijumuisha jenereta au vifaa vidogo vya kielektroniki. Kidhibiti cha voltage ya hatua ni aina maalum, ya kazi nzito ya AVR inayotumika katika usambazaji wa huduma. Inatumia kibadilishaji kiotomatiki na kibadilishaji kibomba cha mitambo ili kudhibiti voltage ya laini katika hatua tofauti.

Swali: Je, kidhibiti hatua cha kawaida kinaweza kushughulikia mabadiliko mangapi kabla ya kuhitaji matengenezo?

J: Mawasiliano ya kisasa kwa kawaida hustahimili uendeshaji wa mitambo kati ya milioni 1 hadi milioni 2 katika hali ya kawaida. Hata hivyo, mizigo nzito ya umeme au mikondo ya mara kwa mara ya makosa inaweza kuharakisha uharibifu wa mawasiliano. Unapaswa kufanya upimaji wa mafuta na ukaguzi wa ndani kila baada ya miaka 3 hadi 5 ili kuhakikisha uendeshaji wa kuaminika.

Swali: Je, vidhibiti vya voltage vya hatua vinaweza kudhibiti mtiririko wa nyuma wa nguvu kutoka kwa shamba la jua?

J: Ndiyo, lakini ikiwa tu ziko na kidhibiti cha kisasa cha uelekezaji chenye msingi wa microprocessor. Kidhibiti hiki lazima kihisi mwelekeo wa sasa kwa usahihi. Kisha hubadilisha voltage yake ya marejeleo kutoka upande wa mzigo hadi upande wa chanzo ili kupunguza voltage ya ziada inayozalishwa na shamba la jua.