تقييم الرنين التوافقي لبنوك المكثفات

الملخص:  تقوم إحدى المرافق بتشغيل وحدات التغذية ومكثفات المحطات الفرعية على وحدة تغذية التوزيع بقدرة 25.56 كيلو فولت. تستخدم الأداة عمليات محاكاة مسح التردد لتحديد تأثير وحدة تغذية التوزيع وبنوك مكثف المحطات الفرعية على خصائص الرنين التوافقي واستجابة التردد. من المفترض أن تظهر عمليات المحاكاة أن خصائص استجابة التردد لوحدة التغذية تعتمد بشكل كبير على حالة وحدة التغذية وبنوك مكثف المحطة الفرعية.

تقوم دراسة الحالة هذه بتقييم تأثير المحطات الفرعية ومكثفات التغذية على خاصية استجابة التردد لمغذي توزيع 25.56 كيلو فولت.

المقدمة وتطوير النموذج

تمت دراسة تأثير وحدة تغذية التوزيع وبنوك مكثف المحطات الفرعية على خصائص الرنين التوافقي واستجابة التردد للنظام الموضح في الشكل 1. وتم التحقق من دقة نموذج النظام باستخدام تيارات الأعطال ثلاثية الطور وخط واحد إلى الأرض وغيرها كميات الحالة المستقرة، مثل التيار المقدر لبنك المكثف وارتفاع الجهد.

الشكل 1 - مخطط أحادي الخط لدراسة حالة رنين وحدة التغذية

نتائج المحاكاة

تم استخدام تحليل مسح التردد لتحديد خصائص المقاومة مقابل التردد للدائرة في ظروف التشغيل المختلفة. كان نطاق التردد لهذه الحالات من 60 هرتز إلى 5000 هرتز (بزيادة 1 هرتز). كان الحمل على وحدة التغذية في حالة التحميل الكامل حوالي 10.4 ميجا فولت أمبير عند عامل طاقة 98% في نظام الطاقة. تم الانتهاء من حالات مسح التردد التالية:

يوضح الشكل 2 نتائج محاكاة المعاوقة مقابل التردد لموقع المسح رقم 1 لظروف التشغيل الأربعة.

الشكل 2 - استجابة التردد في موقع المسح رقم 1

ويبين الشكل 3 نتائج محاكاة المعاوقة مقابل التردد لموقع المسح رقم 2 لظروف التشغيل الأربعة.

الشكل 3 - استجابة التردد في موقع المسح رقم 2

يوضح الشكل 4 نتائج محاكاة المعاوقة مقابل التردد لموقع المسح رقم 3 لظروف التشغيل الأربعة.

الشكل 4 - استجابة التردد في موقع المسح رقم 3

ملخص

توضح عمليات المحاكاة أن خصائص استجابة التردد لوحدة التغذية تعتمد بشكل كبير على حالة وحدة التغذية ومكثفات المحطة الفرعية. تشمل الملاحظات الإضافية ما يلي:

1. بالنسبة لمواقع المسح رقم 1 ورقم 2 (نهاية قطاعات التغذية)، تكون استجابة التردد المحاكية أكثر شدة بشكل عام بالنسبة لحالة وجود بنوك مكثفات التغذية الموزعة الأصغر في الخدمة مقارنة بوجود بنك مكثف المحطة الفرعية الأكبر في الخدمة.

2. بالنسبة لموقع المسح رقم 3 (حافلة المحطة الفرعية)، تكون استجابة التردد المحاكية أكثر خطورة بشكل عام بالنسبة لحالة وجود بنك مكثف أكبر للمحطة الفرعية في الخدمة مقارنة بوجود بنوك مكثفات التغذية الموزعة الأصغر في الخدمة.

3. غالباً ما يكون من الصعب تعميم التأثير على مستويات تشويه الجهد عندما لا يكون موقع وخصائص الأحمال المنتجة التوافقية معروفة. سيعتمد تشويه الجهد الناتج لظروف التشغيل المختلفة على مواقع وتقييمات وخصائص الأحمال غير الخطية المختلفة على الدائرة. على سبيل المثال، إذا كانت الأحمال غير الخطية قريبة من نهايات مقطعي التغذية (مواقع المسح 1 و 2)، فمن المحتمل أن يكون تشوه جهد وحدة التغذية أعلى إلى حد ما بالنسبة لحالة وجود مكثفات وحدة التغذية في الخدمات. ومع ذلك، إذا كانت الأحمال غير الخطية بالقرب من المحطة الفرعية (موقع المسح 3)، فمن المحتمل أن يكون تشويه جهد التغذية أعلى إلى حد ما بالنسبة لحالة وجود بنك مكثف أكبر للمحطة الفرعية في الخدمة. يمكن تحديد مستويات تشويه التيار والجهد الفعلية عن طريق قياس المجال و/أو عمليات محاكاة حاسوبية أكثر تفصيلاً تتضمن خصائص مصدر التيار التوافقي.