Úsáid Réghmhaitheoirí Voltaí Uathoibríoch SVR i Néigte Díobháil Tuaithe

1. Íocht

Le linn na fásach staighriomhach agus tapa sa tionscal náisiúnta i mblianta an-deireanaí, tá an éileamh ar fhuinneamh reatha tar éis méadú go mór. I bpuitéir rialta, mar thoradh ar an méid eispéireachta atá ag leanúint ar aghaidh, in éineacht le réimse neamhdhleathacha agus teoranta de chuid foinse fhuinnimh áitiúla, agus comhshraonadh voltagaí teoranta sa phríomhfhóirithint, tá roinnt mhaith foidhneoireachta 10 kV fhada—go háirithe i dtíortha coillteacha iargúla nó i réimsí le struchtúr puitéarach bualach—cúplaíonn a gciorcal forbartha níos mó ná na caighdeáin náisiúnta. Mar thoradh air sin, is deacair a bheith cinnte faoi chiallacht an voltaga ag deireadh na líne 10 kV seo, bíonn an ciorcal cosúil nach bhféidh sé a thomhas, agus fanann na himeachtaí líne ard.

Mar gheall ar shrianacha cosúil leis an meastachán aistrithe ar fhorbairt an fhoirithint agus smaoineamh ar ais ar infheistíocht, ní féidir gach ceist a bheith réitithe ar chiallacht voltaga íseal ar foidhneoireachta 10 kV trí uaireadach substations foidhneoireachta ard-voltaga a roinnt nó trí an fhoirithint a leathnú go mór. Is féidir leis an rialú voltaga uathoibríoch 10 kV a léiríonn thíos a thabhairt isteach ina réiteach teicniúil chun an fhadhb ciallachta voltaga ar línte foidhneoireachta fada le ciorcal forbartha leathnaithe a réiteach.

2. Prionsabal Oibre an Rialúcháin Voltaga

Consúntaíonn an rialúchán voltaga uathoibríoch SVR (Step Voltage Regulator) as circuit príomha agus rialúchán voltaga. Tá an circuit príomha comhdhéanta de thransfóirmeoir auto-tri-phhaiseach agus on-load tap changer (OLTC) tri-phhaiseach, mar a léirítear i Figiúr 1.

Tá an córas windings rialaitheáin san iomaíocht lena n-áirítear winding shunt, winding series, agus winding voltaga rialaithe:

• Tá an winding series coil le roinnt taps aice agus tá sí ceangailte idir an iontráil agus an seachadadh trí dhiaidhtheachtaí éagsúla den tap changer; rialaíonn sí go díreach an voltaga seachadadh.

• Úsáideann an winding shunt mar an winding comhchoiteann don transfoirmeoir auto, ag cruthú an réimse maighnéadach riachtanach do tharbhhríoch fuinnimh.

• Is é an winding voltaga rialaithe, a chuirtear thart ar an winding shunt, an dara coil don winding shunt chun cumhacht oibriúcháin a thabhairt don rialúchán agus don motor, agus chun sainmhíní voltaga a thabhairt do mhéadúcháin seachadadh.

Is é an prionsabal oibre an chéaduair: Trí na taps den winding series a cheangal le suíomhanna éagsúla den tap changer, athraítear an ratio turns idir na windings iontrála agus seachadacha trí rialú a dhéanamh ar an suíomh tap, agus mar sin, aigéantar an voltaga seachadadh. In éineacht le riachtanais iarratais, cuirtear an OLTC go minic le 7 nó 9 suíomh tap, agus is féidir le úsáideoirí an réiteach cuí a roghnú bunaithe ar riachtanais rialaithe voltaga fíor.

Tá an ratio turns idir na windings príomha agus déanacha an rialúcháin consúnta leis an ratio turns traidisiúnta transfoirmeoir, seachas:

3.Sampla Iarrachta
3.1 Córais Líne Reatha

Tá foidhneoireacht 10 kV áirithe ann a bhfuil a fheidhmchlár príomha 15.138 km, cruthaithe le dhá chineál cunduitora: LGJ-70 mm² agus LGJ-50 mm². Tá an t-iomlán capasaithe transfoirmeoirí foidhneoireachta ar an líne 7,260 kVA. Le linn tréimhsí éilimh, titheann an voltaga ar an taobh 220 V den transfoirmeoir foidhneoireachta i mbuaile laethanta agus deireanaí den líne go hard chun 175 V.

Tá cunduitóir LGJ-70 agus riantais 0.458 Ω/km agus reactance 0.363 Ω/km. Mar sin, is ea an riantais agus reactance iomlán ó an substation go Pól #97 ar an fheidhmchlár príomha:
R = 0.458 × 6.437 = 2.95 Ω
X = 0.363 × 6.437 = 2.34 Ω

Bunaithe ar an gcapasaithe transfoirmeoir foidhneoireachta agus factor éilimh ar an líne, is féidir an drochdul voltaga ó an substation go Pól #97 ar an fheidhmchlár príomha a ríomh mar

Tá na símbolai a úsáidtear mar seo:

• Δu — drochdul voltaga ar an líne (aonad: kV)

• R — riantais líne (aonad: Ω)

• X — reactance líne (aonad: Ω)

• r — riantais in aonad uaire (aonad: Ω/km)

• x — reactance in aonad uaire (aonad: Ω/km)

• P — cumhacht gníomhach ar an líne (aonad: kW)

• Q — cumhacht neamhgníomhach ar an líne (aonad: kvar)

Mar sin, is ea an voltaga ag Pól #97 ar an fheidhmchlár príomha amháin:
10.4 kV − 0.77 kV = 9.63 kV.

De réir an chéaduair, is féidir an voltaga ag Pól #178 a ríomh mar 8.42 kV, agus an voltaga ag deireadh an líne 8.39 kV.

3.2 Réitíochtaí Mholta

Chun ciallacht voltaga a chinntiú, tá na modhanna rialaithe voltaga príomha i mbancáin foidhneoireachta meán- agus íseal-voltaga:

• Tógáil stáisiún díomhaoin nua 35 kV chun an raidí fhuinnimh 10 kV a ghairid.

• Athsholú chaitean le cruinneacha níos mó chun an locht líne a laghdú.

• Súgradh cóipeála fuinnimhe réadach bunaithe ar líne - áfach, is é seo an modh níos neamheficíochta do línte fhada le locht mhór.

• Súgradh rialú fuinnimhe uathoibríoch SVR, a oireann go hiontach, a dhéanann rialú fuinnimhe den scoth, agus a bhfuil airdtearracht sa tionscadal.

Íos-mhíle, trí roghanna eile atá le feiceáil chun an cáilíocht fuinnimhe deiridh na líne 10 kV "Fakuai" a fheabhsú.

3.2.1 Tógáil Stáisiún Díomhaoin Nua 35 kV

Tuarascáil foréigneach: Dhéanfaí an raidí fhuinnimh a ghearradh go mór, an fuinnimh deiridh a ardú, agus an cáilíocht fhuinnimhe iomlán a fheabhsú leis an stáisiún nua. Cé go mbíonn sé seo an-effictheach, tá infheistíocht mhór riachtanach.

3.2.2 Athchóiriú ar an Príomhfhéidear 10 kV

Athraíonn paraiméad líne go príomha trí chruinneacha chaitean a mhéadú. Do réigiúin nach bhfuil tionchar mór orthu agus a bhfuil líneacha chaitean beaga, is é tuilleadh reisistíveach an príomhchuid den locht fuinnimhe; mar sin, laghdú ar reisistíocht chaitean cuireann feabhas suntasach ar an fuinnimh. Leis an nuashonrú seo, is féidir an fuinnimh deiridh a ardú ó 8.39 kV go 9.5 kV.

3.2.3 Súgradh Rialú Fuinnimhe Uathoibríoch SVR

Cuirtear rialú fuinnimhe uathoibríoch 10 kV amháin isteach chun fadhb fuinnimhe íseal a réiteach taobh thiar de Phost #161.
Tuarascáil foréigneach: Is féidir an fuinnimh deiridh a ardú ó 8.39 kV go 10.3 kV.

Léiríonn anailís comhtháthach go bhfuil an Roghainn 3 an t-ardú is airgeadrasa agus is gníomhaí.

Stabilíonn an córas rialú fuinnimhe uathoibríoch SVR an fuinnimh amach trí thorthaíodh an raon turas tréfhascach autotransformator, ag tabhairt roinnt buntáistí príomha:

• Rialú fuinnimhe uathoibríoch, faoi locht.

• Úsáideann autotransformator tréfhascach coibhneasta - méid íogair agus capásacht (≤2000 kVA), iondúil do shuiteáil idir phost agus post.

• Raon rialú tíofa: −10% go +20%, sáraithe chun riachtanais fuinnimhe a shástú.

Bunaithe ar ríomhchúlach, molta a dhéantar SVR-5000/10-7 (0 go +20%) rialú fuinnimhe uathoibríoch a chur isteach ar an príomhfhéider. Tar éis an t-suíomh a dhéanamh, is féidir an fuinnimh ag Post #141 a ardú go:

U₁₆₁ = U × (10/8) = 10.5 kV

áit:

• U₁₆₁ = fuinnimh ag an bpunct súgradh tar éis an t-suíomh a dhéanamh

• 10/8 = raon turas uathoibríoch le raon rialú 0 go +20%

D'éirigh leis an gcúrsa obair réadúil a léiriú go ndéanann an córas SVR rianú críochna fuinnimhe isteach go rialta agus a choinníonn fuinnimh amach stiúrtha, ag léiriú go bhfuil sé éifeachtach i laghdú fuinnimhe íseal.

3.2.4 Anailís Beartas

Compared to building a new substation or replacing conductors, deploying an SVR voltage regulator significantly reduces capital expenditure. It not only elevates line voltage to meet national standards—delivering strong social benefits—but also, under constant load conditions, reduces line current by raising voltage, thereby lowering line losses and achieving energy savings. This enhances the utility’s economic efficiency.

4. Conclusion

For rural distribution networks in areas with limited future load growth—particularly those lacking nearby power sources, featuring long supply radii, high line losses, heavy loading, and no planned 35 kV substations in the near term—the use of SVR feeder automatic voltage regulators offers a compelling alternative. It enables deferral or elimination of 35 kV substation construction while effectively resolving low voltage quality and reducing energy losses. Given its investment cost is less than one-tenth of a new 35 kV substation, the SVR solution delivers significant social and economic benefits and is highly recommended for widespread adoption in rural power grids.