Kaksisuuste automaatiliste pingeregulaatorite rakendamine mäede jaotusvõrkudes

1. Ülevaade

Mägirevood on varustatud paljude väikeste hüdroelektrijaamadega, millest enamik on vooluvahejaamad ilma reguleerimisvõimega. Need jaamad on ühendatud sama joonega elektriliste tarbimisobjektidega, mis toob kaasa teatud negatiivseid mõjusid võrgu tööle. Kõige tundlikumaks probleemiks on pingeväärtuse kvaliteedi küsimus. Nõelte ajal toodavad väikesed hüdroelektrijaamad elektri võrgu, ja kohaliku energia tasakaalu saavutamata jäämine viib joonepinge tõusu.

Kuiva ajal on pika joone, väikese juhe läbimõõdu ja madala tarbimise tõttu lõppkasutajate juures pingeväärtus äärmiselt madal. Kuna tootmine ja tarnimine on integreeritud sama joone, on joone energiavool muutuv, mis tõstab pingeväärtuse ebastabiilsust. Pika levitamisjoone paigaldamisel kaheks suunaga automaatset pingeregulaatorit lahendab pingekvaliteedi probleemi. Selle artikli fookus on mägirevoodi pingekvaliteediprobleemidel väikeste hüdroelektrijaamadega, näidisena on kasutatud mingi Elektritarnesüsteemi Bibei joon, ja esitatakse uue tüübi kaheks suunaga automaatse pingeregulaatori lahendus.

1.1 10kV Bibei joone põhilised andmed

Kui mägirevoodi joonte tipiline esindaja, on 10kV Bibei joone põhilised andmed allpool tabelis 1 näha.

2012. aasta pinge kvalifikatsioonimäärade statistika 39 jaotustellurite kohta tarnesoonas näitab, et maksimaalne määr on 99,8%, minimaalne 54,4% ning ainult 6 jaotustellurit vastavad pinge kvalifikatsioonimäära standardnõuetele, mis moodustab 15,3%. Maksimaalne salvestatud pinge väärtus on 337V, mis ületab lubatavat väärtust 43%. Pinge probleem on tõsine, kasutajate seadmete kahjustumised on tavalised ning pinge kaebusi on palju.

1.2 Pingeanomaliide analüüs

Bibei liini pingekvaliteedi probleemile viiv peamised põhjused on järgmised:

(1) Tugev kontrast suve- ja talvela. Vooluveele jõuliseid vesikütuse elektrijaama töörežiim on tihealt seotud veesiirdega. Kuna väikeste vesikütuse elektrijaamade paigaldatud võime on palju suurem kui laadi võime, siis niiskel ajal saadetakse võrguks suur hulk ülejäänud elektergiate. Kuival ajal sõltub kohalik tarnelaad peamiselt võrgu täiendamisest, mis tuleb tugeva režiimi muutusega suve- ja talvela vahel, mis tõsiselt mõjutab elektri kvaliteeti ja muudab piirkonna pinge taseme vastavaks nõuetele raskeks.

(2) Väikeste vesikütuse elektrijaamade järelevalve ja kontrolli puudus. Väikeste vesikütuse elektrijaamade üksikute ühikute väikese võime, suur arv, lai asukoht, mitmekesine omanik ja oluline seasooline mõju operatsioonile teevad ühtse järelevalve ja kontrolli saavutamise keeruliseks. Seetõttu on lokaalsete reguleerimiste indiviidueelsed jaotusringkonnad pingekvaliteedi parandamiseks mõjutuses ebatõhusad.

(3) Jaotustellurite rasked töötlemine ja reguleerimine. Liini energiavoolu suund muutub sageli. Niiskel ajal toodetakse energia võrguks, ja jaotustellurid töötlevad pinge vähendamiseks, et tagada, et kasutaja lõpus ei süttituks elektriseadmeid üleliigselt. Kuival ajal saadetakse energia võrgust, ja jaotustellurid töötlevad pinge tõstmiseks, et tagada, et kasutaja lõpu pinge oleks normaalselt kasutatav, ilma et see oleks liiga madal. Seega muutuvad tellurite vähendamise ja tõstmise nõuded sageli, muutes raskeks nende reguleerimist vastavalt energiavoolu muutustega.

(4) Ülemise taseme tarnetegevuse peamise transformaator kasutab ladamatut pingereglamendi muutmist, millega on vähe sammude ja piiratud reguleerimisvahemik.

2. Kahepoolse pingeregulaatori transformaatorite rakendamine

2.1 Lahenduste valik

Uuri esimest korda mägipiirkondade jaotuvõrkude tööd, millel on palju väikeseid vesikütuse elektrijaami, ja analüüsi olemasolevate pingereglamendi meetodite sobivust, antud artikkel valib lahenduse kahepoolse automaatse pingeregulaatori, mis on tugevalt operatiivne ja praktiline.

2.2 Poolikvoolse pinge reguleeriva transformatooriga seotud printsiip ja mõjud

2.2.1 Poolikvoolse vedeliku automaatpingeregulaatori tööprintsiip

Poolikvoolne vedeliku automaatpingeregulaator koosneb peamiselt neli osast: kolmekordsest autotransformaatorist pingeregulaatorist, kolmekordsest laadiga tapmuutijast, juhendist ja energiajõuvoolu tuvastamise moodulist. Energiajõuvoolu tuvastamise moodul tuvastab võrku jõudva jõudvoolu suunda ja edastab selle signaali juhindile. Juhind otsustab, kas tuleb pinget tõsta või alandada, vastavalt saadud pinge- ja jõudsignaalidele, ja seejärel kontrollib motori tööd laadiga tapmuutijas, et viia läbi tapmuutuste muutmist. See muudab transformatoori viktiluse suhte, et saavutada laadiga automaatne pingerääkimine. Kolmekordne laadiga tapmuutija muudab transformatoori viktiluse suhet, et muuta selle väljundpinge.

2.2.2 Teoreetiline mõjuanalüüs

Kuivakaud: Võrgu pingemude muutused enne ja pärast BSVR-i paigaldamist on näidatud joonisel 1.

Kuivakaudal, pärast poolikvoolse BSVR-i paigaldamist, on suurendunud peavigu lõpus ning iga haara lõpus olevad pinged. See lahendab mittevastavate võrgupingete probleemi ja tagab elektri tarbijatele kuivakaudal kvaliteetse elektritarbimise.

Märgikaud: Eraldi punktide pingemoodustus enne ja pärast BSVR-i paigaldamist märgikaude on näidatud joonisel 2.

Märgikaudal parandab poolikvoolse BSVR-i paigaldamine peavigu lõpu ning iga haaral olevad pinged. See tagab nii väikeste vesikiirgustehaste normaalse energiakaubanduse ülekohtaga kaheks, kui ka keskpaigas ja lõpus asuvate klientide elektri tarbimise kvaliteedi.

2.3 Rakenduse mõjud

Võrgu tegeliku seisundi järgi on poolikvoolne pingeräägija paigaldatud peavigu 63. posti kohale, tema võimsus on 3000kVA. Kuiv- ja märgikaude tegeliku olukorra arvestades on regulaatori sätestatud muutumisraadius -15% kuni +15%.

See võrgu pinge kvaliteet on oluliselt parinenud. See ei ainult vähenda piirpinge väikeste vesikiirgustehaste jaoks (nii et neil pole vaja liiga palju tõsta), vaid tõstab ka regulaatori abil võrgu algosa pinget. See tagab, et vesikiirgustehased saavad energiat ülekohta anda, samal ajal tõstab seda ka klientidele antava pingekvaliteedi ja tagab elektrivõrgu ohutu ja stabiilse toimimise.

3. Lõpetus

Kui poolikvoolne automaatpingeregulaator on rakendatud väikeste vesikiirgustehaste varustatud võrgudes, siis nii teoreetilised arvutused kui ka praktiline rakendamine näitavad, et poolikvoolse vedeliku automaatpingeregulaatori paigaldamine võib oluliselt parandada pingekvaliteeti, täielikult lahendades pingereglage konflikti kuiv- ja märgikaude vahel.