יישום של מתקני רגולציה אוטומטית של מתח עבור משאבות SVR במערכות הפצה כפריות

1. מבוא

בשנים האחרונות, עם התפתחות יציבה ומהירה של הכלכלה הלאומית, הביקוש לחשמל עלה משמעותית. ברשתות החשמל הכפריות, ההעמסה המתמשכת והפצה לא רציונלית של מקורות חשמל מקומיים ויכולת תקנון מתח מוגבלת ברשת הראשית, גרמו לעלייה משמעותית במספר המאגרים הארוך-טווח של 10 ק"ו - במיוחד באזורים הרריים מרוחקים או באזורים בהם מבנה הרשת חלש - שאליהם המרחק מהספק עולה על התקנים הלאומיים. כתוצאה מכך, איכות המתח בסוף הקווים של 10 ק"ו קשה להבטיח, מקדם הכוח אינו עומד בדרישות והאובדן בקוים נשאר גבוה.

בשל מגבלות כגון תקציב מוגבל לבניית רשתות והשקעות מחשבות על החזר על ההשקעה, אין זה מעשי לפתור את כל בעיות האיכות הנמוכה של המתח במאגרי הפצה של 10 ק"ו באמצעותployment של מספר רב של תחנות הפצה בתנאי מתח גבוה או הרחבת הרשת באופן מופרז. המתקן אוטומטי לתקנון מתח של 10 ק"ו המוצג להלן מציע פתרון טכנולוגי жизнеспособный для решения проблемы низкого качества напряжения на длинных распределительных линиях с большим радиусом обслуживания.

2. עקרון הפעולה של מתקן הרגולציה

המתקן האוטומטי לתקנון מתח SVR (Step Voltage Regulator) מורכב מסיבוב ראשי ובקר תקנון מתח. הסיבוב הראשי כולל טראנספורמר אוטו ומעביר טפסים תחת עומס (OLTC), כפי שמוצג בתרשים 1.

מערכת הסיבובים כוללת סיבוב צדדי, סיבוב סידורי וסיבוב מתח בקרה:

• הסיבוב הסידורי הוא סליל עם מספר נקודות חיבור המחובר בין הכניסה והיציאה דרך נקודות מגע שונות של המעביר הטפסים; הוא מתגמל ישירות את מתח היציאה.

• הסיבוב הצדדי משמש כסיבוב המשותף לטראנספורמר האוטו, יוצר את השדה המגנטי הנדרש להעברת אנרגיה.

• הסיבוב מתח הבקרה, שנעטף מעל לסיבוב הצדדי, פועל כמשני לסיבוב הצדדי כדי לספק אנרגיה לתפעול עבור הבקר והמנוע, כמו כן לספק אותות מתח למדידת היציאה.

עקרון הפעולה הוא כדלקמן: באמצעות חיבור נקודות החיבור של הסיבוב הסידורי במיקומים שונים של המעביר הטפסים תחת עומס, יחס הסיבובים בין הסיבובים של הכניסה והיציאה משתנה באמצעות החלפת נקודות החיבור בשליטה, בכך מתגמל מתח היציאה. בהתאם לדרישות היישום, מחליפים תחת עומס בדרך כלל מוכנסים עם 7 או 9 נקודות חיבור, מאפשרים למשתמשים לבחור את הקונפיגורציה המתאימה על בסיס הצרכים האמיתיים של תקנון המתח.

יחס הסיבובים בין הסיבובים הראשיים לשניים של המתקן תואם לזה של טראנספורמר קונבנציונלי, כלומר:

3. דוגמה ליישום
3.1 מצב הקו הנוכחי

בקו הפצה מסוים של 10 ק"ו, אורך המאגר הראשי הוא 15.138 ק"מ, בנוי משני סוגים של מוליכים: LGJ-70 מ"מ² ו-LGJ-50 מ"מ². יכולת הממ"צ לאורך הקו היא 7,260 קילוואט. במהלך שיא העומס, המתח על צד 220 וולט של הממ"צ בקטעים האמצעיים והסופיים של הקו יורד עד 175 וולט.

למוליך LGJ-70 יש 저ومة של 0.458 אוהם/ק"מ.REACTANCE 0.363 אוהם/ק"מ. לכן, הסך הכל 저ומה REACTANCE מהתחנת משנה לעמוד מספר 97 במאגר הראשי הם:
R = 0.458 × 6.437 = 2.95 אוהם
X = 0.363 × 6.437 = 2.34 אוהם

בהינתן יכולת הממ"צ ועלות העומס לאורך הקו, ניתן לחשב את ירידת המתח מהתחנת משנה לעמוד מספר 97 במאגר הראשי כ

ה Symbole שמשתמשים בהם מוגדרים כדלקמן:

• Δu — ירידת מתח לאורך הקו (יחידה: ק"ו)

• R — 저ומה של הקו (יחידה: אוהם)

• X — REACTANCE של הקו (יחידה: אוהם)

• r — 저ומה לכל אורך (יחידה: אוהם/ק"מ)

• x — REACTANCE לכל אורך (יחידה: אוהם/ק"מ)

• P — עוצמת פעילה על הקו (יחידה: קילוואט)

• Q — עוצמת REACTIVE על הקו (יחידה: קילוואר)

לכן, המתח בעמוד מספר 97 במאגר הראשי הוא רק:
10.4 ק"ו − 0.77 ק"ו = 9.63 ק"ו.

בדומה לכך, ניתן לחשב כי המתח בעמוד מספר 178 הוא 8.42 ק"ו, והמתח בסוף הקו הוא 8.39 ק"ו.

3.2 פתרונות המוצעים

כדי להבטיח איכות מתח, שיטות התקנון המתח העיקריות ברשתות הפצה בינוניות וקטנות כוללות:

• בניית תחנת משנה חדשה של 35 ק"ו כדי לקצר את רדיוס ההספק של 10 ק"ו.

• החלפת מוליכים עם שטחים חתכיים גדולים יותר כדי להפחית את העמסת הקו.

• התקנת פיצוי כוח מגנטי על בסיס קו - אולם, שיטה זו היא פחות יעילה עבור קווים ארוכים בעומס כבד.

• התקנת מזג נתח.AutoSizeOMATIC VOLTAGE REGULATOR (SVR) אוטומטי, המציע אוטומציה גבוהה, ביצועים מצוינים של تنظيم الجهد ومرونة 배치.

למטה, משווים שלוש פתרונות אלטרנטיביים לשיפור איכות הלחץ בסוף הקו על הקו הניזון של 10 ק"ו "Fakuai".

3.2.1 בניית תחנת משנה חדשה של 35 ק"ו

תוצאה צפויה: תחנת משנה חדשה תקצר באופן משמעותי את רדיוס ההספק, תעלות את הלחץ בסוף הקו ותשתפר איכות החשמל הכללית. אם כי פתרון זה הוא מאוד יעיל, הוא דורש השקעה משמעותית.

3.2.2 עדכון הקו הראשי של 10 ק"ו

שינוי פרמטרי הקו מתרכז בעיקר בהגדלת השטח החתך של המוליכים. באזורים בעלי צפיפות אוכלוסייה נמוכה עם קווים של מוליכים קטנים, אובדן התנגדות מוביל לאובדן압력의 대부분; לכן, הפחתת ההתנגדות של המוליך מספקת שיפור ניכר בלחץ. עם עדכון זה, ניתן להעלות את הלחץ בסוף הקו מ-8.39 kV ל-9.5 kV.

3.2.3 התקנת מזג נתח אוטומטי SVR

מזג נתח אוטומטי אחד של 10 kV מותקן כדי להתמודד עם בעיות לחץ נמוך אחרי עמוד מספר 161.
תוצאה צפויה: ניתן להעלות את הלחץ בסוף הקו מ-8.39 kV ל-10.3 kV.

ניתוח השוואתי מראה שהאפשרות השלישית היא הכלכלית והמעשית ביותר.

מערכת מזג נתח אוטומטי SVR מייצבת את הלחץ המוצא על ידי שינוי יחס הסיבובים של טרנספורמר אוטו של שלושה פאזה, ומוציאה כמה יתרונות מפתח:

• רגולציה אוטומטית מלאה, עם עומס.

• משתמש בטרנספורמר אוטו מחובר ככוכב - גודל קומפקטי וקיבולת גבוהה (≤2000 kVA), מתאים להתקנה בין עמוד לעמוד.

• טווח רגולציה טיפוסי: −10% עד +20%, מספיק כדי לעמוד בדרישות הלחץ.

בהתבסס על חישובים תיאורטיים, מומלץ להתקין מזג נתח אוטומטי SVR-5000/10-7 (0 עד +20%) על הקו הראשי. לאחר ההתקנה, ניתן להעלות את הלחץ בעמוד מספר 141 ל:

U₁₆₁ = U × (10/8) = 10.5 kV

כאשר:

• U₁₆₁ = הלחץ בנקודת ההתקנה של המזג לאחר הפעלה

• 10/8 = יחס הסיבובים המרבי של מזג עם טווח התאמה של 0 עד +20%

הפעלה בשטח אישרה שהמערכת SVR מעקבת בצורה מהימנה לשינויים בלחץ הזין ומחזיקה בלחץ יציאה יציב, מדגימה יעילות מוכחת בהפחתת לחץ נמוך.

3.2.4 ניתוח יתרונות

בהשוואה לבניית תחנת משנה חדשה או החלפת מוליכים, תPLOYMENT של מזג נתח אוטומטי SVR מפחית באופן משמעותי את ההשקעה הקפיטלית. הוא לא רק מעלים את הלחץ בקו כדי לעמוד בסטנדרטים לאומיים - מפיק יתרונות חברתיים חזקים - אלא גם, בתנאי עומס קבועים, מפחית את זרם הקו על ידי העלאה של הלחץ, ובכך מפחית את אובדדי הקו ומגיעה לחסכון באנרגיה. זה משפר את היעילות הכלכלית של חברת החשמל.

4. סיכום

עבור רשתות חלוקה כפריות באזורים עם צמיחה מוגבלת של עומס בעתיד - במיוחד אלה ללא מקורות חשמל קרובים, עם רדיוסי אספקה ארוכים, אובדדי קו גבוהים, עומסים כבדים ולא מתוכנן בניית תחנות משנה של 35 ק"ו בטווח הקרוב - שימוש במזגים אוטומטיים SVR מציע אלטרנטיבה משכנעת. הוא מאפשר דחייה או ביטול בניית תחנת משנה של 35 ק"ו תוך שהוא פותר secara efektif masalah kualitas tegangan rendah dan mengurangi kerugian energi. Mengingat biaya investasinya kurang dari sepersepuluh dari pembangunan stasiun baru 35 kV, solusi SVR memberikan manfaat sosial dan ekonomi yang signifikan dan sangat direkomendasikan untuk diterapkan secara luas dalam jaringan listrik pedesaan.