Хүчдлийн дамжуулагч хэрхэн өндөр чадал дамжуулалтын системд дэмжлэг үзүүлдэг вэ?

Хүчдэлийн хувиргагч нь өнөөдөр тархмал цахилгаан дамжуулалтын үндэсний бүтцүүдийн үүднүүр юм, түүн дээр өндөр хүчдэлд цахилгааныг том масштабт үр дүнтэй дамжуулах боломж олгоно. Хүчдэлийн хувиргагчгүйгүй цахилгааны үйлдвэрлэл ба тархмал хүрээлэн тараалт нь хуваагдмуйн ба үр дүнтэй бус бөхөрхий, үйлдвэрлэлийн газрууд, хотууд, холбогдмуйн цахилгаан сүлжээнүүдийн шаардлагыг хангаж чадахгүй. Хүчдэлийн хувиргагч нь өндөр чадалтай дамжуулалтын системүүдийг яаж дэмжин тогтвортой цахилгаан сүлжээг хадгалах, энергийн алдагдалыг хамгийн бага байлгах, төгсгөл хэрэглэгчдэд итгэлтүүд цахилгааныг хүргэх үүрэгтүүдийг ойлгох нь түүний чухал үүрэгтүүдийг илтгэн покажит.

Хүчдэлийн хувиргагчийн өндөр чадал дамжуулалтанд тусламж үзүүлэх үндсэн зарчим нь магнит холбогчын даргаар энергийн хадгалалт хадгалан, хүчдэлийг дээш болгох ба доошлуулах чадварын дээр суурилж буй. Цахилгаан станцудад цахилгаан үүсгэх үед хүчдэлийн хувиргагч бага хүчдэл, өндөр гүйдэлт цахилгааныг урт зайн дамжуулалтанд тохиромжтой өндөр хүчдэл, бага гүйдэлт цахилгаан болгож хувиргаж өгдөг. Энэ хүчдэлийн хувиргалт дамжуулалтын шугамд оммын алдагдалыг илтүүд хориглодөг, ажилт үйлдвэрлэлд тааромжтой жижиг, илүү хэмнэлтүүд дамжуулагчид аркын том хэмжээт цахилгааныг дамжуулахыг хангаж өгдөг. Тухайн цахилгаан хүчдэлийн хувиргагчийн дараа хүчдэлийг дахин багасгаж, үйлдвэрлэл ба орон сууцны хэрэглээнд аюулгүй түвшинд оруулж өгдөг.

Хүчдэлийн дээш болгох ба урт зайн үр дүнтүүд

Цахилгаан үүсгэх үед хүчдэлийн хувиргагчийн үндсэн үүрэг

Генерацийн төвд цахилгааны трансформатор нь турбины эсвэл генераторын гаралт цахилгааныг дамжуулалтын хүчдэлд хувиргахад үл хүрэгдэшүйл. Ихэнх цахилгаан станцүүд цахилгааныг 10–30 киловольт хүчдэлд үйлдвэрлэдэг, үүнээс цахилгааныг шууд ашиглах боломжтой, гэтэл зуун километр урт дамжуулалт хийхдээ илүү үр дүнтэй бүдүүвчлэлд хүрэх нь холбогдохгүй. Цахилгааны трансформатор нь хүчдлийг 115 кВ, 230 кВ, 345 кВ юм уу тажи 765 кВ хүртэл дамжуулалтын сүлжээний чадал шаардлагын дагуу үлдүүрдэг. Хүчдлийг дамжуулалтад үлдүүрдэх үйлдэл нь цахилгааны трансформаторын анхны үнэ цэнэгүй үзүүрлэл, яагаад гэвэл дамжуулалт шугамд гүйдэл квадратын харьцаагаар алдагдах цахилгааны алдагдалыг бүдүүвчлэлд хориглох замаар урт зайг туулж цахилгаан дамжуулалтыг хөрөнгөнүүр үр дүнтэй болгож үлдүүрдэг.

Хүчдлийг үлдүүрдэх замаар дамжуулалт алдагдалыг бүдүүвчлэлд хориглох

Дамжуулалтын шугамд гүйдэл ба чадлын алдагдал хоорондын хамаарал P_алдагдал = I² × R томъёогоор тодорхойлогддог, үүнд I — гүйдэл, R — шугамын бүртгэл. Хүчдлийг дамжуулалтын хувьсагч (трансформатор) өсгөх үед ижил хэмжээний дамжуулалтын чадлын хувьд гүйдэл пропорционально буурдог. Жишээлбэл, хүчдлийг дамжуулалтын хувьсагч 10 дахин өсгөвөл гүйдэл мөн 10 дахин буурдог, алдагдал 100 дахин буурдог. Энэ нь үйлдвэрлэлд үр дүнтэй ажиллахын тулд өндөр хүчдлийн дамжуулалт стандарт болой. 345 кВ юм удаан үүнээс өндөр хүчдлийн дамжуулалтын хувьсагч ашиглан энергосүүлдүүрүүд нь олон аймагт тархаж буй дамжуулалтын коридорт нь хоёр гигаватт хүртэлх чадлыг дамжуулах, хүчдлийн тогтвортой байдалд хангамж үзүүлэх, ажилласан үйлдвэрлэлд гарах зардлыг хориглох, түүн дотроо хэрэглэдүүрд шилжүүлэх зардлыг бууруулах боломжтой.

Хүчдлийн бууруулах үйлдэл ба сүүлдүүрүүдийн нэгдүүлэл

Дамжуулалтын хувьсагчийн түүнхүү дистрибуцийн сүүлдүүрүүддүүрүүдийн үүрэг

Цахилгааныг урт дамжуулалтын коридоруудаар дамжуулах үед цахилгаан хувиртагчийн хөндлөн орцоос үүсгэсэн өндөр хүчдэлт сүлжээ ашиглагддаг. Түүнээс хойш, хүчдлийг тараах ба ашиглах зориулалтаар хүчдлийг бууруулахын тулд хоёрдогч дэд станцүүдэд хүчдлийг бууруулах хувиртагчид шаардлагатай. Энэ үеийн цахилгаан хувиртагч нь ихэвчлэн 138 кВ юм уу 230 кВ гэх мэт дамжуулалтын түвшний хүчдлийг 35 кВ юм уу 69 кВ орчим субдамжуулалтын түвшин рүү бууруулдаг. Түүнээс хойш, нэмэлт тараах хувиртагчид хүчдлийг дахин бууруулж, 12 кВ, 4.8 кВ юм уу үүрд хүртэл 120/240 вольт хүртэл бууруулдаг — үүнээс үүдсэн хүчдлийг аж ахуйн ба үйлдвэрлэлийн зориулалтад ашигладаг. Хүчдлийн бууруулалтын энэ цуваа доторх хүчдлийн хувиртагч бүр нь доод талын төхөөрөмжүүдийн хамгаалалт, хүчдлийн изоляцийн хугаралыг саархуулах, ашиглаж болох цахилгааныг тохиромжтой хүчдлээр хүргэх үүрэг гүйцэтгэдаг. Олон цахилгаан хувиртагчийн номхон хүчдлийн бууруулалтгүйгүй, хүчдлийн дамжуулалтын түвшний хүчдлийг шууд хэрэглэгчдийн газрын төхөөрөмжүүдэд ашиглахын тулд оролдож үзэх нь холбогдсон бүх цахилгаан төхөөрөмжүүдийн шууд газардуулалтад хүргэдаг.

Ачааллын тэнцвэржилт ба системийн тогтвортой байдал

Орчин үеийн хүчдлийн хувиргагч нь түүнийг цахилгаан шүүлтээс салгахгүйгээр хүчдлийг зохицуулахын тулд ачаалал дээрх хавтгай солигчидыг ихэвчлэн агуулдаг. Энэ боломж нь хүчдлийн хувиргагчид ачаалалын шаардлага өөрчлөгдөх үед чулуун шүүлт дээр хүчдлийн тогтвортой байдлыг хадгалахыг хангана. Хамгийн их ачаалал үүсгэх үед хүчдлийн хувиргагч нь гүйдлийн урсгалын нэмэгдсэн нөлөөлөлд үүсгэх хүчдлийн бууралтыг компенсацийн зорилгоор өөрийн ороолтын харьцааг автоматик бүрдүүлдаг. Харин бага ачаалал үед хүчдлийн хувиргагч нь хүчдлийг бууруулж, хүчдлийн хэт өсөлтийн нөхцөлд орохыг саатрадаг. Шүүлт дээр бүх хүчдлийн хувиргагчидын ийнхүү динамик зохицуулалт нь цахилгаан шүүлт дээр хүчдлийн тогтвортой байдлыг хадгаладаг, үүн дотроо үйлдвэрлэлд хэрэглэдэг мөнгөн хүчдлийн төхөөрөмжүүдийг хамгааладаг, ажиллах хүчдлийн хязгаарыг номиналь хүчдлийн ±5% хязгаарт хадгаладаг.

Төвөнхийн хүчдлийн хувиргагчдын өндөр багтаамж дэмжлэл ба хүчдлийн хувиргагчдын хүчдлийн үнэлгээний асуудал

Хамгийн их дамжуулалтад тохируулж хүчдлийн хувиргагчдын хэмжээг тодорхойлох

Өндөр хүчин чадалтай дамжуулалтын системүүд нь ирээдүйн өсөлт ба нөхцөлдүүлэлтийн үзэгдлүүдийн хувьд хангалттай тааруулж, хамгийн их ачааллын нөхцөлд ажиллахын тулд хүчний трансформаторыг хэмжээнд тохируулахыг шаарддаг. Дамжуулалтад ашиглагдаж буй том хүчний трансформатор нь бүснээс хамааран 300 мегавольт-ампер, 500 мегавольт-ампер юм уу түүнээс дээш 1000 мегавольт-ампер гэх мэт хүчин чадалд тодорхойлогдож болой. Хүчний трансформатор нь дулааныг зохицуулах систем, изоляционы материалын, соронзон цөмийн хүчин чадал нь тэр хүртэл хомсдохгүй, дулааныг хурдатгахгүй байхын тулд төсөлд оруулж, хийнгүйдүүлж бүтээдэг. Инженерүүд хүчний трансформаторыг төсөлд оруулж буй хамгийн их хүчний дамжуулалт, 10–20 жилийн дотор тааруулж буй хэрэгцээний өсөлт, трансформаторын газархан үр дагаварын үндсэн дээр сонгож бүтээдэг. Хүчний трансформаторын хэмжээг бага тооцох нь сүлжээний хүчин чадлыг хязгаарлаж, сүлжээний хүчин чадлыг бүтээх замд саад үүсгэдэг, харин хэмжээг их тооцох нь анхны зардалд нөлөөлж, түүн дотроо хэвийн ажиллах нөхцөлд үр дүнг бууруулдаг.

Дулааныг зохицуулах ба тасралтгүй ажиллах үед найдвартай байх

Хүчдэлийн хувиртагч нь гүйдэл түүний ороолтуудаар болон соронзон хэлхээд дамжин өнгөрөх үед зүрхний алдагдал ба зэс алдагдалын улмаас дулааныг сарнилдаг. Хүчдэлийн хувиртагчийн хүч чадал их бөлгөөн системд, хувиртагч түүний номиналь хүч чадалд ойрхон тасралтгүй ажилладаг тохиолдолд дулааныг зохицуулах нь найдвартай бүтэц ба үйлдлийн хугацаа хувиртагчийн хувьд онцгой чухал бөлгөөн юм. Хувиртагчийн хөхрүүлэх системүүд, жишээлбэл тосоор чиглүүлсэн хөхрүүлэх систем ба хүчтэр хагархайгаар хөхрүүлэх систем нь ороолтуудын температурыг изоляцийн хязгаарын доор хадгалахын тулд хөхрүүлэх орчинд циркуляци хийдэг; хамгийн халуун цэгт ороолтын температур нь ихэвчлэн 65 градус Цельсийн орчим байдаг. эрчим хүчний тээвэртэй чанар их хүч чадалтай хэрэглээд зориулж бүтээдгүй нэгжүүд нь суурьшуулалд өмнө хөхрүүлэх чадварыг хүлээдгүй ажиллах нөхцөл ба амьсгалын температураас хамаарах шүүлт ба загварчлалд дархан шүүлт хийдэг. Хүчдэлийн хувиртагчийн хүрэлцэдгүй хөхрүүлэх нь изоляцийн үйлдлийн хугацааг резко бүтүүлдэг, гэмтэх магадлалыг нэмэгдүүлдэг ба сүлжээний найдвартай бүтэцтэй холбоотой асуудлыг үүсгүүлдэг.

Системийн хамгаалалт ба үйлдлийн төвдөрлөг

Гэмтлийн төвдөрлөг ба хэлхээний хамгаалалтанд интеграци

Хүчдэлийн хувиртагч нь дамжуулалтын сүлжээнд хамгаалах бүсүүдийн төвд оршит. Хүчдэлийн хувиртагчийн хойд талд галт хоригчид, гүйдлийн хувиртагчид, мониторингын системүүд бүсүүдийн гэмтлийг илрүүлж, түүнийг сүлжээ дотор тархаж таарахаас өмнө тусгаарлахын тулд байршуулж өгсөн. Хүчдэлийн хувиртагчийн нэг талд богино холболт эсвэл үл хүлээж буй нөхцөл үүсэх үед хамгаалах релеүүд гүйдлийн урсгалын үсэрхийлэлтүүдийг илрүүлж, холбогдож буй галт хоригчидыг ажиллуулан гэмтлийн хэсгийг тусгаарлаж, сүлжээний үлдсэн хэсгийн ажиллахыг хадгалж өгдөг. Хүчдэлийн хувиртагчийн физик загвар нь цахилгаан шугамын дараа үүсгүүрт үлдсэн хүчдэлийн урсгалын түргэн өсөлтийн нөлөөлөлсөн гэмтлийн хувирахын тулд цахилгаан шугамын хамгаалагчид, даралт бүүрдүүрчидтүүдийг агуулж өгдөг. Олон хүчдэлийн хувиртагчийн нэгжүүд болон орлуулан дамжуулалтын замүүдийн давхардаж буй бүтэц нь нэг хувиртагчийн гэмтлийн үед бүх бүсүүдийн цахилгааныг зогсоохыг саатуулж, үүнээс модерн сүлжээний төдийхүүр туршлагатай бүтэц хангаж өгдөг.

Хүчдэлийн хувиртагчийн хөрөнгүүдийн мониторинг ба урьдчилан таамаглаж буй засвар үйлчилгээ

Үйлчилгээний компаниуд цахилгаан трансформаторын эрүүл мэндийг тасралтгүй хянах оношилгооны системд хөрөнгө оруулалт хийдэг. Эдгээр систем нь эвдрэл үүсэхээс урьдчилан сэргийлэх, хүчин чадлын трансформаторыг засварлах, солих ажлыг алдаа гарахаас өмнө төлөвлөх боломжийг олгодог. Трансформатор тосны ууссан хийний шинжилгээ нь хэсэгчлэн түлш, дугуй, хэт халуун зэрэг үүсэх алдааг илрүүлж, техникчид гамшгийн алдаа гарахаас өмнө асуудлыг шалгаж, нөхөн сэргээх боломжийг олгодог. Сайн хадгалалттай эрчим хүчний трансформатор нь 40 жил, түүнээс дээш хугацаанд найдвартай ажиллах боломжтой боловч оношилгоо, засвар үйлчилгээг үл тооцвол үйл ажиллагааны хугацааг багасгаж, алдаа гарах эрсдлийг нэмэгдүүлнэ. Эрчим хүчний трансформаторын бодит цаг үеийн өгөгдлөөс шалтгаалсан урьдчилан таамаглах засварын стратеги нь хөрөнгийн хамгийн сайн ашиглалтыг хангаж, төлөвлөсөнгүй алдагдлыг багасгаж, тоног төхөөрөмжийн амьдралыг урт болгодог.

Түүн дээрх асуулт хариулт

Хүчдэлийн хувиргагч төлөөлөх системд шууд үүсгэсэн хүчдэлийг ашиглахын оронд яагаад шаардлагатай вэ?

Хүчдэлийн хувиргагч шаардлагатай, учир нь шууд үүсгэсэн хүчдэл урт зайн дамжуулалтад икономик бөөртүүн биш. Хүчдэлийн хувиргагч хүчдэлийг даруй үүрдүүлэхдээ гүйдлийг пропорциональ буургаж, дамжуулалтын алдагдал гүйдлийн квадратад хамаарах тул хүчдэлийн хувиргагч алдагдалыг хүртэл есөн аравтүүн хувийн хүртэл буургаж. Энэ үр дүнгийн өсөлт том масштабын цахилгаан сүлжээний санхүүгийн үр дүнтүүн бөөртүүн болгож. Хүчдэлийн хувиргагч хүчдэлийг үүрдүүлэхгүйд дамжуулалтын шугамд оммын алдагдал цахилгаан энергийн том хэмжээг хаягдмур халуунд хөрвүүлж, цахилгаан дамжуулалтыг хэт үнэт болгож, хаягдмур хийж.

Нэг том хүчдэлийн хувиргагч бүх бүснээс дамжуулалтын шаардлагыг хангаж чадах уу?

Нэг том хүчдийн хувиргагч трансформатор их хэмжээний цахилгаан хүчийг зөөх чадвартай, гэтэд нүүрнүүр сүлжээнүүд нүүрнүүр хүчдийн хувиргагч трансформаторын нэгжүүдийн олон тоо болон өөрсдийн дамжуулалтын замуудыг ашиглан тогтвортой байдлыг хангаж байдаг. Хэрэв дамжуулалтын ганц холбоос л байвал хүчдийн хувиргагч трансформаторын гэмтэл бүх бүс нүүрнүүр цахилгаан хүчгүй үлдмүүр. Хүчдийн хувиргагч трансформаторын суурингуудын дунд ачааллыг тархимуйн болон дамжуулалтын хүрээсүүдийн давхардмуйн хадгалан, үйлчилгээ үзүүлэгсд нь төхөөрөмүүрийн үйлчилгээ ёсоор хийгдэх ёстой юм, түүн дотроо гэмтлийн улмаас үүсгүй тархимуйн цахилгаан хүчгүйдэл үүсмүүр. Энэ архитектура нь хүчдийн хувиргагч трансформаторын үүрэг нь холбогдмуйн сүлжээний нэг хэсэг бөлгүүр гүйцэтгэх ёстойг илтгэмүүр, түүн дотроо тусгаарлагдмуйн ажиллах ёстойгүй.

Үйлчилгээ үзүүлэгсд нь дамжуулалт хүчдийн хувиргагч трансформаторын ялгаатай хүчдийн түвшнүүдийн дунд яаж сонгож байдаг?

Үйлчилгээ үзүүлэгсдийн хүчдэл хувиргагчидын хүчдэл түвшнийг сонгож буй нь дамжуулалтын зай, хүчдэл хэмжээ, мөн оршин буй цахилгаан шүүлтүүрүүдийн бүтцүүр. Хүчдэл хувиргагчидын өндөр хүчдэл түвшин урт зай дамжуулалт дээр алдагдалд багасгаж буй, гэтэдүүр илүү бат бүтцүүр изоляци, мөн дамжуулалт хийх төхөөрөмжүүд шаардуулж, зардлыг нэмэгдүүр. 765 кВ-т ажиллаж буй хүчдэл хувиргагчид урт, их ачаалалт дамжуулалт замуудад тохиромжтой, харин 115 кВ юм уу 230 кВ-т ажиллаж буй хүчдэл хувиргагчид бүртгэлт бүснүүдийн бүтцүүр дамжуулалтад зориулж буй. Үйлчилгээ үзүүлэгсдийн хүчдэл хувиргагчидын анхны хөрөнгө оруулалт, мөн үйлдлийн үр дүнтүүр хоорондын тэнцвэр хадгалж, олон төрлийн дамжуулалт шаардуулалт, ачаалалт дүрснүүдийн хувьд үр дүнтүүр хангаж буй хүчдэл түвшний холимог бүтцүүр хадгалж буй.