Apliko de SVR-alimentiloj Automataj Tensoreguliloj en Ruralaj Distribuaj Retoj
1. Enkonduko
En lastatempaj jaroj, kun la stabila kaj rapida evoluo de la nacia ekonomio, la elektra demandado estas granda pligrandigita. En la ruralaj elektraj retoj, la daŭra pligrandiĝo de la ŝarĝo, kombinita kun neracia distribuado de lokaj energifontoj kaj limigitaj tensoreguladkapabloj en la ĉefreto, rezultis en signifa kvanto de longaj 10 kV linioj — aparte en malproksimaj montaraj areoj aŭ regionoj kun malforta retestrukturo — kiujn la provizadradiuso superas la naciajn normojn. Konsekvence, la tensokvalito je la fino de tiuj 10 kV linioj estas malfacile garantiebla, la potencfaktoro ne povas kontentigi la postulojn, kaj la liniaj perdoj restas altaj.
Pro limigoj, kiel limigitaj konstruofondoj por la reto kaj konsideroj pri la investiga rendimento, estas praktike neeble solvi ĉiujn problemojn de malalta tenso sur 10 kV distribuaj linioj nur per dislokado de multaj alta-voltaj distribuaj substacioj aŭ trodaŭriga etendado de la reto. La sube priskribata 10 kV linia aŭtomata tensoregulilo proponas teknike realigeblan solvon por traktado de malbona tenso-kvalito sur longdistancaj distribuaj linioj kun vastigita provizadradiuso.
2. Funkciaprincipo de la Tensoregulilo
La SVR (Step Voltage Regulator) aŭtomata tensoregulilo konsistas el ĉefa cirkvo kaj tensoregula kontrolilo. La ĉefa cirkvo inkluzivas tri-fazan aŭttransformilon kaj tri-fazan sub-ŝarĝon tap-chanĝilon (OLTC), kiel montrite en Figuro 1.
La regula vinding-sistemo inkluzivas paralelan vindingon, serian vindingon, kaj kontrolvoltagegan vindingon:
La seria vindingo estas multi-tap-a spiralo konektita inter la enigo kaj eligo per diversaj kontaktaroj de la tap-chanĝilo; ĝi rektem regulas la eligan voltan.
La paralela vindingo servas kiel komuna vindingo de la aŭttransformilo, generante la magnetan kampon necesan por energitransfero.
La kontrolvoltagega vindingo, vundita super la paralela vindingo, agas kiel sekundara parto de la paralela spiralo por provizi funkciopovan al la kontrolilo kaj motoro, kaj ankaŭ por doni voltagosignalojn por eliga mezurado.
La funkcii principo estas jena: Per konektado de la taps de la seria vindingo al diversaj pozicioj de la sub-ŝarĝa tap-chanĝilo, la spiroproporcio inter la eniga kaj eliga vindingoj estas ŝanĝita per regula ŝaltado de tap-posicioroj, do adaptante la eligan voltan. Laŭ aplikaĵpostuloj, sub-ŝarĝaj tap-chanĝiloj estas kutime konfiguritaj kun 7 aŭ 9 tap-posicioroj, permesante al uzantoj elekti la taŭgan konfiguron bazitan sur efektivaj tensoregulaj bezonoj.
La spiroproporcio inter la primara kaj sekundara vindingo de la regulilo kongruas kun tiu de konvena transformilo, nome:
3.Aplikspecimo
3.1 Aktuala Linia Stato
Certa 10 kV distribua linio havas ĉeflinian longon de 15.138 km, konstruita kun du kondukortipoj: LGJ-70 mm² kaj LGJ-50 mm². La tuta kapablo de distribuaj transformiloj laŭ la linio estas 7,260 kVA. Dum la ŝarpunkta ŝarĝoperiodo, la tenso je la 220 V flanko de distribuaj transformiloj en la meza-finaj sekcioj de la linio malaltiĝas ĝis 175 V.
La LGJ-70 kondukoro havas rezistancon de 0.458 Ω/km kaj reaktancon de 0.363 Ω/km. Do, la tuta rezisto kaj reakto de la substacio al Posto #97 sur la ĉeflinio estas:
R = 0.458 × 6.437 = 2.95 Ω
X = 0.363 × 6.437 = 2.34 Ω
Bazitaj sur la distribua transformilokapablo kaj ŝarĝofaktoro laŭ la linio, la tensomalkresko de la substacio al Posto #97 sur la ĉeflinio povas esti kalkulata kiel
La simboloj uzitaj estas difinitaj jene:
Δu — tensomalkresko laŭ la linio (unuo: kV)
R — linia rezisto (unuo: Ω)
X — linia reakto (unuo: Ω)
r — rezisto pro unu longeco (unuo: Ω/km)
x — reakto pro unu longeco (unuo: Ω/km)
P — aktiva potenco sur la linio (unuo: kW)
Q — reaktiva potenco sur la linio (unuo: kvar)
Do, la tenso je Posto #97 sur la ĉeflinio estas nur:
10.4 kV − 0.77 kV = 9.63 kV.
Simile, la tenso je Posto #178 povas esti kalkulata kiel 8.42 kV, kaj la tenso je la finflanko de la linio estas 8.39 kV.
3.2 Proponitaj Solvoj
Por garantii la tensokvaliton, la ĉefaj tensoregulmetodoj en mez- kaj malalta-volta distribua reto inkluzivas:
Konstruado de nova substacio de 35 kV por mallongigi la radiuson de 10-kV-fornado.
Anstataŭigo de konduktoroj per tiuj de pli granda sekcio por redukti la ŝargadon de la linio.
Instalado de linia reaktiva potenco kompensado—tamen, ĉi tiu metodo estas malpli efika por longaj linioj kun forta ŝargo.
Instalado de SVR-alimentilo-avtomata voltregulilo, kiu oferas altan automatigon, bonegan voltregulan prestiĝon kaj fleksiblecon en dislokado.
Sube, tri alternativaj solvoj por plibonigi la fin-linia voltqualiton sur la 10-kV-alimentilo "Fakuai" estas komparitaj.
3.2.1 Konstruado de Nova Substacio de 35 kV
Atendata rezulto: Nova substacio signife mallongigos la radiuson de fornado, pligrandigos la fin-linian voltan valoron kaj plibonigos la tutan elektrikan qualiton. Kvankam tre efika, ĉi tiu solvo postulas grandan investon.
3.2.2 Modernigo de la Ĉefa 10-kV-Alimentilo
Modifado de liniaj parametroj ĉefe implicas pligrandigon de la sekcio de la konduktoro. Por malpeza loĝantaro kun malgrandaj konduktoroj, la rezistaj perdoj dominas la tutan voltan falon; do, redukto de la rezisto de la konduktoro donas rimarkindan plibonigon de la volto. Per ĉi tiu modernigo, la fin-linia volto povas esti pligrandigita de 8,39 kV al 9,5 kV.
3.2.3 Instalado de SVR-Alimentilo-Avtomata Voltregulilo
Unu 10-kV-avtomata voltregulilo estas instalita por solvi problemojn de malaalta volto post stango n-ro 161.
Atendata rezulto: La fin-linia volto povas esti pligrandigita de 8,39 kV al 10,3 kV.
Kompara analizo montras, ke Opcio 3 estas la plej ekonomia kaj praktika.
La SVR-alimentila avtomata voltregula sistemo stabiligas eldonan volton per regado de la vico-rilatumo de tri-faza autotransformilo, oferante kelkajn klucan avantajojn:
Plene avtomata, sub ŝargo voltregulado.
Uzado de tri-faza autotransformilo kun stelkonfiguro—kompakta grando kaj alta kapablo (≤2000 kVA), taŭga por montado inter stangoj.
Tipa regada amplekso: −10% al +20%, sufiĉa por kontentigi la voltajn postulojn.
Surbaze de teoriaj kalkuloj, oni rekomendas instali unu SVR-5000/10-7 (0 al +20%) avtomatan voltregulilon sur la ĉefa alimentilo. Post la instalado, la volto je stango n-ro 141 povas esti pligrandigita al:
U₁₆₁ = U × (10/8) = 10,5 kV
kie:
U₁₆₁ = volto je la punkto de instalo de la regulilo post komisiigo
10/8 = maksimuma vico-rilatumo de regulilo kun regada amplekso de 0 al +20%
Terena operacio konfirmis, ke la SVR-sistemo fidinde sekvas variojn de eniga volto kaj konservas stabilan eldonan volton, pruvente sian efikecon en malaltvoltageca mitigado.
3.2.4 Analizo de Beneficioj
Kompare al konstruo de nova substacio aŭ anstataŭigo de konduktoroj, dislokado de SVR-voltregulilo signife reduktas la kapitalan elspezon. Ĝi ne nur elektas la linian volton al la naciaj normoj—liverante fortan socialan utilon—sed ankaŭ, sub konstanta ŝargo, reduktas la linian kuranton per pligrandigo de la volto, do minigas liniajn perdojn kaj atingas energiepargadon. Tio plibonigas la ekonomian efikecon de la utilo.
4. Konkludo
Por ruralaj distribuaj retoj en areoj kun limigita estonta ŝargado—speciale tiuj sen proksimaj enercesrogoj, kun longa radiuso de fornado, alta liniaj perdoj, forta ŝargo, kaj neniu planita 35-kV-substacio en la proksima tempo—la uzo de SVR-alimentila avtomataj voltreguliloj oferas perspektivan alternativon. Ĝi ebligas diferigon aŭ eliminigon de konstruo de 35-kV-substacio dum efektive solvante problemon de malalta voltkvalito kaj reduktante energiaperdojn. Konsiderante, ke sia investkosto estas malpli ol dekono de nova 35-kV-substacio, la SVR-solvo liveras signifajn socialajn kaj ekonomiajn beneficiojn kaj estas forte rekomendata por larĝa adopcio en ruralaj elektraj retoj.
