Bộ máy phát - động cơ
Bộ lưu trữ năng lượng của hệ máy phát – động cơ thông qua một bánh đà như thể hiện trong hình 1.11, tài liệu [32].
Hình 1.11 Sơ đồ ba pha của bộ máy phát - động cơ với bánh đà để giảm thiểu lõm điện áp [32]
Hệ thống bao gồm một động cơ (có thể là động cơ cảm ứng hoặc một máy đồng bộ), một máy phát điện đồng bộ cung cấp cho tải nhạy cảm và một bánh đà, tất cả được nối đồng trục với nhau. Năng lượng tích trữ dưới dạng quán tính của bánh đà được chuyển đổi sử dụng để thực hiện điều chỉnh điện áp ở trạng thái xác lập hoặc bù điện áp trong quá trình rối loạn. Trong trường hợp các lõm điện áp, hệ thống có thể bị ngắt kết nối từ nguồn điện bằng cách mở contactor nằm ở phía trước nguồn động cơ nhưng tải nhạy cảm vẫn có thể được cung cấp điện thông qua máy phát điện. Khả năng giảm thiểu của thiết bị này phụ thuộc đến quán tính và tốc độ quay của bánh đà.
Hệ thống này có hiệu quả cao, chi phí ban đầu thấp và cho phép đáp ứng trong khoảng thời gian vài giây nhưng chỉ có thể được sử dụng trong môi trường công nghiệp, do kích thước của nó, tiếng ồn và yêu cầu bảo trì.
~ Nguồn lưới Contactor Motor Máy phát Tải nhạy cảm
14
Các thiết bị giảm thiểu dựa trên biến áp
Máy biến áp cộng hưởng sắt từ làm việc một cách tương tự như máy biến áp với tỷ số 1:1 lần lượt được kích thích ở một điểm cao trên đường cong bão hòa của nó, do đó sẽ cung cấp một điện áp đầu ra không bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi của điện áp đầu vào. Trong thiết kế thực tế, như trong hình 1.12a, một tụ điện, kết nối với các cuộn dây thứ cấp có tác dụng để thiết lập các điểm làm việc trên chỗ uốn của đường cong bão hòa. Giải pháp này là thích hợp cho công suất thấp (ít hơn 5 kVA [32]), tải không đổi. Với tải biến đổi có thể gây ra một số vấn đề, do sự hiện diện của mạch điều chỉnh ở đầu ra của hệ thống này, tài liệu [32]. Mặt khác do có bảo hòa nên hình dáng điện áp ra bị méo dạng.
a) b)
Hình 1.12 Sơ đồ một dây của thiết bị giảm thiểu dựa trên máy biến áp[32]
Hình 1.12b là cấu trúc có bổ sung các phân nhánh điện tử được gắn trên một máy biến áp chuyên dụng cho tải nhạy cảm. Để thay đổi tỷ lệ lần lượt theo những thay đổi trong điện áp đầu vào bằng việc tự động điều khiển đóng cắt các phân nhánh điện tử của máy biến áp. Các phân nhánh điện tử được kết nối nối tiếp trên các đầu ra phân phối và được đặt giữa nguồn cung cấp và tải. Một phần của cuộn dây thứ cấp cung cấp tải được chia thành một số đoạn, được kết nối hoặc ngắt kết nối bằng các thiết bị chuyển mạch tĩnh nhanh, do đó cho phép điều chỉnh điện áp thứ cấp theo các bước. Điều này sẽ cho phép điện áp đầu ra được đưa trở lại mức trên 90% giá trị danh định, ngay cả đối với các lõm điện áp nghiêm trọng.
Nếu thiết bị chuyển mạch là các van bán dẫn thyristor được sử dụng, chúng chỉ có thể được bật một lần trên mỗi chu kỳ và do đó bù sẽ được thực hiện với thời gian trễ của nó ít nhất một nửa chu kỳ. Một vấn đề nữa là dòng điện trong cuộn dây sơ cấp tăng khi điện áp thứ cấp được tăng lên để bù cho lõm trong điện áp lưới, vì vậy chỉ có các bước nhỏ ở phía bên thứ cấp của biến áp được phép điều chỉnh và phải đảm bảo dòng điện tải là liên tục.
Bộ chuyển mạch tĩnh
Bộ chuyển mạch tĩnh (STS) bao gồm các chuyển mạch tĩnh ba pha, cấu tạo lần lượt của mỗi pha với hai thyristors nối song song ngược với nhau, như thể hiện trong hình 1.13, tài liệu [27,32].
Hình 1.13Sơ đồ một dây công tắc chuyển tĩnh (STS) [27].
Chuyển mạch 1 Chuyển mạch 2 Nguồn 1 Nguồn 2 Tải nhạy cảm Nguồn Nguồn ~ ~ Nguồn Nguồn MBA Nguồn Tải nhạy cảm Tải nhạy cảm MBA Nguồn Các chuyển mạch bán dẫn
15
Mục đích của thiết bị này là để chuyển tải từ một nguồn chính sang một nguồn phụ tự động và nhanh chóng khi điện áp lõm xuất hiện từ phía nguồn chính và trong khi nguồn thứ hai có khả năng đáp ứng yêu cầu về công suất và chất lượng nhất định. Trong quá trình hoạt động bình thường, nguồn chính cấp điện cho tải qua các bộ chuyển đổi thyristors 1, trong khi nguồn thứ hai được ngắt kết nối (bộ chuyển mạch 2 mở). Trong trường hợp xuất hiện các lõm điện áp hoặc bị gián đoạn trong nguồn chính, tải sẽ được chuyển từ nguồn chính đến nguồn dự phòng. Phương pháp điều khiển để có được chuyển đổi tức thời của tải có thể được thông qua.
Tuy nhiên, sự kết nối song song giữa hai nguồn trong lúc chuyển đổi phải được tránh.Vì lý do này, thời gian chuyển đổi có thể mất đến một nửa chu kỳ [17]. Điều này có nghĩa là tải vẫn sẽ bị ảnh hưởng bởi lõm, nhưng thời gian của nó sẽ được giảm đến thời gian cần thiết để chuyển đổi tải từ nguồn chính đến nguồn thứ hai. Nhược điểm của STS là nó không thể giảm nhẹ nguồn phát các lõm điện áp do các lỗi trong hệ thống truyền tải, trong khi các kiểu lõm thường ảnh hưởng đến cả nguồn chính và nguồn thứ hai. Hơn nữa, nó liên tục dẫn dòng điện tải, dẫn đến tổn thất dẫn đáng kể.
Nguồn cung cấp liên tục (UPS)
Nguồn cung cấp liên tục (UPS), bao gồm một chỉnh lưu diode theo sau là bộ biến tần, như thể hiện trong hình 1.14, tài liệu [20,32]. Bộ phận lưu trữ năng lượng thường là một acquy kết nối để liên kết DC. Trong quá trình hoạt động bình thường (on line), nguồn điện đến từ nguồn cung cấp AC đã được chỉnh lưu và sau đó qua bộ biến đổi nghịch lưu trở thành nguồn xoay chiều trở lại cung cấp cho tải. Acquy vẫn còn ở chế độ chờ và chỉ giữ điện áp DC - thanh cái không đổi. Nếu một lõm điện áp hoặc gián đoạn xuất hiện, năng lượng được cung cấp bằng acquy giữ điện áp tại thanh cái DC không đổi. Tùy thuộc vào dung lượng lưu trữ của acquy, nó có thể cung cấp cho tải một vài phút hoặc thậm chí vài giờ.
Hình 1.14 Sơ đồ ba pha của UPS[20]
Vận hành đơn giản, các UPS là giải pháp cho tải có công suất và điện áp thấp. Đối với các tải công suất cao hơn các chi phí liên quan với tổn thất do hai bộ chuyển đổi và bảo trì của acquy trở nên quá cao, do đó, UPS ba pha công suất cao là không khả thi về mặt kinh tế.