Toepassing van tweerigting-automatiese spanteregelaars in bergliggende verspreidingsnetwerke

1. Oorsig

Bergverdelingsnetwerke is toegerus met talryke klein waterkragsaanlegte, waarvan die meeste stroomaf-aanlegte sonder reguleringskapasiteit is. Hierdie aanlegte is met dieselfde lyn as elektriese belasting verbonden, wat sekere negatiewe impakte op die werking van die kragversorgingstelsel het. Die mees prominente probleem hieronder is die spanningskwaliteitprobleem. Tydens die nat seisoen genereer die klein waterkragsaanlegte elektrisiteit na die netwerk, en die foute om plaaslike kragbalans te bereik lei tot verhoogde lynspanning. 

Tydens die droë seisoen, as gevolg van die lang lynlengte, klein draaddeursnit en lae belasting, is die spanning by eindgebruikers van die lyn uiterst laag. Aangesien kragopwekking en -verskaffing op dieselfde lyn geïntegreer word, is die rigting van die lynkragvloei veranderlik, wat lei tot hoogs onstabiele spanning. Die installasie van tweerigtingvoeder outomatiese spanningsregulateurs in langer verspreidingslyne kan die spanningskwaliteitprobleem oplos. Met fokus op die spanningskwaliteitskwessies van bergverspreidingslyne met klein waterkragsaanlegte, neem hierdie artikel die Bibei Lyn van 'n bepaalde Kragverskaffersburo as voorbeeld en stel 'n nuut tweerigtingsoutomatiese spanningsregulateur-oplossing voor.

1.1 Basiese Inligting oor 10kV Bibei Lyn

As 'n tipiese verteenwoordiger van bergverspreidingsnetwerklyne, word die basiese inligting oor die 10kV Bibei Lyn hieronder in Tabel 1 gewys. 

Statistieke oor die spanningskwalifikasiekoers van 39 verspreidingstransformateurs in die voorsieningsgebied wys dat die maksimum koers 99,8% is, die minimum 54,4%, en slegs 6 verspreidingstransformateurs voldoen aan die standaardvereistes vir spanningskwalifikasie, wat 15,3% uitmaak. Die maksimum opgeteken spanningswaarde is 337V, wat 43% oor die toelaatbare waarde uitskieter. Die spanningprobleem is prominent, met gereelde voorkoms van skade aan elektriese toerusting by gebruikers en talryke spanningklagte.

1.2 Analise van Spanningsafwykings

Die hoofredes wat lei tot die spanningskwaliteitsprobleem van Bibei Lyn is as volg:

(1) Prominente teenstrydigheid tussen nat- en droëseisoene. Die bedryfsmodus van stroomafwaartse waterkracht-eenhede is nou verbind aan waterinset. Aangesien die geïnstalleerde vermogen van klein waterkrachtplante baie groter is as die belastingsvermoë, word 'n groot hoeveelheid oorskottige elektriese energie tydens die nat seisoen na die netwerk oorgedra. Tydens die droë seisoen berus die plaaslike kragvoorsieningbelasting hoofsaaklik op netwerk-aanvulling, wat gelei tot beduidende veranderinge in die bedryfsmodus tussen nat- en droëseisoene, wat ernstig die kragkwaliteit beïnvloed en dit moeilik maak vir die spanningsvlak in die gebied om die gekwalifiseerde vlak te bereik.

(2) Gebrek aan effektiewe skedulering en monitering van klein waterkrachtplante. As gevolg van die klein enkele eenheidskapasiteit, groot aantal, wydverspreide ligging, verskeidenheid eiendomregte, en beduidende seisoenale impak op die bedryf van klein waterkrachtplante, is dit moeilik om gecoördineerde monitering en beheer te bereik. Daarom het plaaslike aanpassings vir individuele transformatorareas 'n onbetekenende invloed op die verbetering van spanningskwaliteit.

(3) Moeilike bedryf en reguleringsproses van transformators. Die lynvermogstroombeweging verander gereeld. Tydens die nat seisoen word krag na die netwerk gegenereer, en verspreidingstransformators word met tappunthangers aangepas vir spanningsverlaaging om te verseker dat die gebruikerskant-spanning nie te hoog is om elektriese toerusting te beskadig nie. Tydens die droë seisoen word krag van die netwerk geabsorbeer, en verspreidingstransformators word met tappunthangers aangepas vir spanningsverhoging om te verseker dat die gebruikerskant-spanning normaal kan gebruik word sonder om te laag te wees. Derhalwe verander die vereistes vir spanningsverlaag en -verhoog operasies gereeld, wat dit moeilik maak om bedryfsaanpassings in samewerking met vermoogstroombewegings te doen.

(4) Die hooftransformator van die bo-verkragting maak gebruik van af-lading tappunthanger met 'n klein aantal tappunte en 'n beperkte reguleringsbereik.

2. Toepassing van Tweerigting Spanningsregulerende Transformators

2.1 Seleksie van Oplossings

Deur die bedryfskenmerke van bergverspreidingsnetwerke met 'n groot aantal klein waterkrachtplante te bestudeer en die toepasbaarheid van bestaande spanningsreguleringsmetodes te analiseer, kies hierdie dokument 'n tweerigting outomatiese spanningsreguleringsoplossing met sterk bruikbaarheid en goeie praktiese toepassing.

2.2 Prinsipe en Effekte van Tweerigtingse Spanningsreguleertransformers

2.2.1 Werkprinsipe van 'n Tweerigtingse Voederlyn Outomatiese Spanningsregelaar

Die tweerigtingse voederlyn outomatiese spanningsregelaar bestaan hoofsaaklik uit vier dele: 'n driefase-aototransformer-spanningsregelaar, 'n driefase-onderlaai-tapveranderaar, 'n beheerder en 'n stroomvloedidentifikasie-modul. Die stroomvloedidentifikasie-modul ondersoek die rigting van die huidige om die rigting van die lynstroomvloed te identifiseer en stuur hierdie sein na die beheerder. Die beheerder maak 'n oordeel oor of die spanning moet verhoog of verlaag word gebaseer op die spanning- en stroomseine, dan beheer dit die motorbedrywing binne die onderlaai-tapveranderaar om die tapveranderaar te laat tapskakel. Dit verander die transformer se spoelverhouding om outomatiese spanningsregulerings onder laai te bereik. Die driefase-onderlaai-tapveranderaar pas die transformer se spoelverhouding aan om sy uitvoerspanning te verander.

2.2.2 Teoretiese Effek Analise

Droë Seisoen:Die veranderinge in lynspanning voor en ná die installasie van BSVR word in Figuur 1 getoon.

Tydens die droë seisoen, na die installasie van die BSVR tweerigtingse spanningsregulator, is die spannings by die einde van die hooflyn en op elke taklyn verhoog. Dit los die probleem van ongekwalifiseerde lynspanning op en verseker die kwaliteit van elektrisiteitsverbruik vir gebruikers op die lyn tydens die droë seisoen.

Nat Seisoen:Die spannings by verskillende punte van die lyn voor en ná die installasie van BSVR tydens die nat seisoen word in Figuur 2 getoon.

Tydens die nat seisoen verbeter die installasie van die BSVR tweerigtingse spanningsregulator die spannings by die einde van die hooflyn en op elke taklyn. Dit verseker nie net die normale kragoorbrenging van klein waterkragsentrales na die rooiland nie, maar verseker ook die kwaliteit van elektrisiteitsverbruik vir gebruikers in die middel- en agtergedeeltes van die lyn.

2.3 Toepassingseffekte

Gebaseer op die werklike toestande van die lyn, is die tweerigtingse spanningsregulator by Pael 63 van die hooflyn met 'n kapasiteit van 3000kVA geïnstalleer. Deur die werklike toestande van beide die droë en nat seisoene alomvattend te oorweeg, is die regulaar se aanpassingsbereik as -15% tot +15% gekies.

Die spanningskwaliteit van hierdie lyn is beduidend verbeter. Dit verlaag nie net die drempelspanning vir klein waterkragsentrales om krag aan die hoofrooiland oor te dra (so die waterkragsentrales hoef die spanning nie te veel te verhoog nie) nie, maar verhoog ook die spanning by die beginsek van die lyn deur die regulator. Dit verseker dat die waterkragsentrales krag kan lei na die rooiland, terwyl dit ook die spanningkwalifikasietempo vir kliënte op die lyn verhoog en die veilige en stabiele operasie van die kragrooiland verseker.

3. Gevolgtrekking

Wanneer die tweerigtingse outomatiese spanningsreguleringsapparaat toegepas word op lyne wat deur klein waterkragsentrales gevoer word, wys sowel teoretiese berekeninge as praktiese toepassings dat die installasie van 'n tweerigtingse voederlyn outomatiese spanningsregelaar die spanningskwaliteit grootliks kan verbeter, en dus die spanningreguleringskonflik tussen nat en droë seisoene volledig kan oplos.