Dağ dağıtım şəbəkələrində iki istiqaməli avtomatik qəsdarəy nizamlayıcılarının tətbiqi

1. Genel Bakış

Dağ dağıtım şebekeleri birçok küçük hidroelektrik santrali ile donatılmıştır, bunların çoğu düzenleme kapasitesi olmayan akım tipi santrallerdir. Bu santraller elektrik yükleriyle aynı hat üzerinde bağlantılıdır ve bu durum güç şebekesi operasyonuna belirli olumsuz etkiler getirmektedir. Bunlar arasında en belirgin sorun voltaj kalitesi probleminidir. Yağmur mevsiminde, küçük hidroelektrik santraller elektriği şebekeye üreterek yerel güç dengesinin sağlanamaması nedeniyle hattın voltajı yükselir.

Kuru mevsimde ise, uzun hat uzunluğu, küçük teli çapı ve düşük yük sebebiyle hattın son kullanıcılarındaki voltaj çok düşüktür. Güç üretimi ve tedariki aynı hatta entegre olduğundan, hat akım yönü değişken olup voltaj son derece kararsız hale gelir. Uzun dağıtım hatlarında çift yönlü besleme otomatik voltaj düzenleyicileri kurulması voltaj kalitesi problemini çözebilir. Küçük hidroelektrik santralları olan dağ dağıtım hatlarının voltaj kalitesi sorunlarına odaklanarak, bu makale belirli bir Elektrik Dağıtım Şirketinin Bibei Hattını örnek alarak yeni bir tip çift yönlü otomatik voltaj düzenleyici çözümünü önermektedir.

1.1 10kV Bibei Hatının Temel Bilgileri

Dağ dağıtım şebekesi hatlarının tipik bir temsilcisi olarak, 10kV Bibei Hatının temel bilgileri aşağıdaki Tablo 1'de gösterilmiştir.

2012-ci ildə təchizat sahəsindəki 39 dastraksiya transformatordan ibarət olan gəlir şəraitinin indekslərinə görə statistika göstərir ki, ən yüksək dərəcə 99.8%, ən aşağı dərəcə isə 54.4%-dir və yalnız 6 dastraksiya transformatorda voltajda məhdudlaşdırma normalarına uyğunluq göstərir, bu 15.3% təşkil edir. Maksimum qeyd olunan voltaj qiyməti 337V-dir, bu İCA-dan 43% çoxdur. Voltaj problemləri ön planadır, istifadəçilərdə elektrik cihazlarının tez-tez bozulması və bir çox voltaj şikayətləri qeydə alınır.

1.2 Voltaj Anomalialarının Təhlili

Bibei xəttinin voltaj keyfiyyəti probleminə səbəb olan əsas səbəblər aşağıdakılardır:

(1) Yaşıl və quru mövsümlər arasında mübarizənin açıqlığı. Dərin su elektrik stansiyalarının iş rejimi su axını ilə sıx bağlıdır. Kiçik hidroelektrik stansiyaların quraşdırılmış kapasiteti yükləyici kapasitədən çox böyük olduğu üçün, yağışlı mövsüm zamanı böyük miqdarlı artıq elektrik enerjisi şəbəkəyə nəvbet edilir. Quru mövsüm zamanı yerli elektrik təchizat yükü əsasən şəbəkədən təchiz olunur, bu da yağışlı və quru mövsümlər arasında iş rejiminin əhəmiyyətli dəyişməsinə səbəb olur, bu da elektrik keyfiyyətinə ciddi təsir edir və bölgedə voltaj səviyyəsinin standart səviyyəyə çatması çətinliklərlə yanaşıdır.

(2) Kiçik hidroelektrik stansiyalar üçün effektiv idarəetmə və izlənmənin olmaması. Kiçik hidroelektrik stansiyaların hər birinin kapasitəsi az, sayı çox, yayılış geniş, mülkiyyət hüquqları çoxsaylı və fəsiləyə bağlı etkileri çox olduğu üçün, onların ümumi izlənməsi və kontroldə saxlamaq çətinliklərə səbəb olur. Bu səbəbdən, ayrı-ayrı transformatorda yerli düzəlişlər voltaj keyfiyyətinin yaxşılaşmasına minimal təsir edir.

(3) Transformatordun işlətilməsi və regulasiyasının çətin olması. Xəttin enerji akımının yönü tez-tez dəyişir. Yağışlı mövsüm zamanı, elektrik şəbəkəyə nəvbet edilir və dağıtım transformatoru voltajı azaltmaq üçün tap changers ilə işlədilir, bu da istifadəçi sonunda voltajın çox olmasından elektrik cihazlarının yanmasını önələyir. Quru mövsüm zamanı, elektrik şəbəkədən çəkildiyi zaman, dağıtım transformatoru voltajı artırmaq üçün tap changers ilə işlədilir, bu da istifadəçi sonunda voltajın çox aşağı olmamasını təmin edir. Bu səbəbdən, transformatordun voltajı azaltmaq və artırmaq ehtiyacı tez-tez dəyişir, bu da enerji akımı dəyişiklikləri ilə uyğunlaşdırmaq çətinliklərə səbəb olur.

(4) Üst səviyyədəki elektrik təchizatın ana transformatoru, az sayda tapları və məhdud regulasiya diapazonu ilə yüklənməzdən tap dəyişikliyini tətbiq edir.

2. İki Tərəflü Voltaj Regulyator Transformatordan İstifadə

2.1 Həllərin Seçimi

Kiçik hidroelektrik stansiyaların çoxlu olduğu dağlıq dağıtım şəbəkələrinin işləmə xüsusiyyətlərini öyrəndikdən və mövcud voltaj regulyasiya metodlarının uyğunluğunu analiz etdikdən sonra, bu makalada əməliyyat imkanı güclü və praktik yaxşı olan iki tərəflü avtomatik voltaj regulyator həlli seçilmişdir.

2.2 İkilət vəziyyətdəki dəyişkən voltaj regulyatorlarının prinsipi və effekti

2.2.1 İkilət kəmər avtomatik voltaj regulyatorunun işləmə prinsipi

İkilət kəmər avtomatik voltaj regulyatoru əsasən dörd hissədən ibarətdir: üçfaz avtotransformator voltaj regulyatoru, üçfaz yüklü tap deyişici, idarəetmə modulu və enerji axını təyinatı modulu. Enerji axını təyinatı modulu cürəkdənin istiqamətini aşkarlayır, liniya enerji axınının istiqamətini müəyyənləşdirir və bu sinyali idarəetmə moduluna göndərir. İdarəetmə modulu voltaj və cürək sinyallarına əsasən voltajı artırmaq və ya azaltmaq barədə qərar verir, sonra yüklü tap deyişicidəki motorun işləməsini idarə edir və tap deyişicinin taplarını dəyişməsi üçün sürükləyir. Bu, transformatorun sarmlar nisbətini dəyişir və yüklü şərtlərdə avtomatik voltaj regulyasiyası həyata keçirir. Üçfaz yüklü tap deyişici transformatorun sarmlar nisbətini dəyişir ki, onun çıxış voltajını dəyişsin.

2.2.2 Teorik effekt analizi

Quru mevsim: BSVR quraşdırılmasından əvvəl və sonra liniya voltajında olan dəyişiklik Şəkil 1-də göstərilmişdir.

Quru mevsim zamanı, BSVR ikilət voltaj regulyatoru quraşdırıldıqdan sonra, başlıq liniyanın sonunda və hər bir dal liniyasında voltaj artım göstərir. Bu, liniya voltajının standartlaşmadığı problemi həll edir və quru mevsim zamanı liniyadakı istifadəçilərin elektrik istifadə keyfiyyətini təmin edir.

Yağışlı mevsim: Yağışlı mevsim zamanı BSVR quraşdırılmasından əvvəl və sonra liniyanın müxtəlif nöqtələrindəki voltajlar Şəkil 2-də göstərilmişdir.

Yağışlı mevsim zamanı, BSVR ikilət voltaj regulyatorunun quraşdırılması, başlıq liniyanın sonunda və hər bir dal liniyasında voltajları artırır. Bu, kiçik hidroelektrik stansiyaların şəbəkəyə normal enerji göndərməsini təmin edir və liniyanın orta və arxa bölgələrindəki istifadəçilərin elektrik istifadə keyfiyyətini təmin edir.

2.3 Tətbiq effekti

Liniyanın faktiki vəziyyətinə görə, ikilət voltaj regulyatoru 3000kVA kapasitəsi ilə başlıq liniyanın 63 nömrəli direksiyasında quraşdırılır. Quru və yağışlı mevsimlərin faktiki vəziyyətlərini ümumi şəkildə nəzərə alaraq, regulyatorun ayar məhdudiyyəti -15% ilə +15% arasında seçilmişdir.

Bu liniyanın voltaj keyfiyyəti əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşmışdır. Bu, kiçik hidroelektrik stansiyaların böyük şəbəkəyə enerji göndərmək üçün threshold voltajı aşağı salır (bu da hidroelektrik stansiyaların voltajı çox yüksəltməsini ehtiyac duyması gərəkmeməkdir) və regulyator vasitəsilə liniyanın başlanğıc hissəsində voltajı artırır. Bu, hidroelektrik stansiyaların şəbəkəyə enerji göndərməsini təmin edir, lakin liniyadakı müştərilər üçün voltajın standartlaşdırılmasına də diqqət edir və elektrik şəbəkəsinin təhlükəsiz və stabilləşdirilmiş işləməsini təmin edir.

3. Nəticə

İkilət avtomatik voltaj regulyasiya cihazı kiçik hidroelektrik stansiyalar tərəfindən təmin edilən liniyalara tətbiq olunduqda, teorik hesablamalar və praktiki tətbiqlər göstərir ki, ikilət kəmər avtomatik voltaj regulyatorunun quraşdırılması voltaj keyfiyyətini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdıra bilir, quru və yağışlı mevsimlər arasında voltaj regulyasiya çatışmasını kompensasiya edir.