Notkun SVR-mátarstýringar á mótanetum landsbyggðar

1. Inngangur

Nýlega hefur þjóðaræðið verið stöðugt og hraða að þróa, sem hefur valdið mikilli aukun í orkuþarfum. Í sveitarorkuverkum, með óbrottna aukningu á hleypum samanburðar við óræð rafmagnsleiðir og takmarkaða spennuregul virkni í aðalnetinu, hefur það verið komið að mikið af 10 kV langum leiðum, sérstaklega í fjartengdum fjallsvæðum eða svökurum netum, sem fara yfir þjóðaræðisstöðla. Þess vegna er erfitt að tryggja spenna gæði í lok 10 kV lína, vélspenna fullnægi ekki kröfum og línudrykkjan er há.

Til auknu vegna eins og takmarkaðar peningar fyrir netbyggingu og úttekt á viðskiptum, er óhætt að leysa allar neðanstærða spenna málefni á 10 kV dreifileiðum einungis með því að setja upp mörg hágildis dreifistöðvar eða ofrmikil útvíkkanir á netinu. 10 kV leið sjálfvirk spennuregulur sem eru lýst hér fyrir neðan bera teknilega hæfileika lausn til að taka á móti neðanstærða spenna á langum dreifileiðum með lengri veitingarradíu.

2. Virkningsreglan Spennuregulsins

SVR (Step Voltage Regulator) sjálfvirk spennuregulur samanstendur af aðalhringnum og spennuregul styrim. Aðalhringurinn inniheldur þríundir autotransformer og þríundir on-load tap changer (OLTC), eins og sýnt er í Mynd 1.

Regulatör bandamálakerfi inniheldur skipuleg bandamál, tvíbandamál og stýringarspennum bandamál:

• Tvíbandamál er margur tap snara tengdur milli inntaks og úttaks með mismunandi snaranum tap breyta; hann reglur beint úttaksspenna.

• Skipuleg bandamál er algengt bandamál autotransformers, sem myndar magnaleiðina sem er nauðsynlegt fyrir orkutré.

• Stýringarspennum bandamál, sem er snúið yfir skipuleg bandamál, virkar sem annað bandamál skipuleg snara til að veita vinnsluorku fyrir stýring og motor, auk þess sem veitast spenna merki fyrir úttaksmælingar.

Virkningsreglan er svo: Með því að tengja taps tvíbandamáls við mismunandi staðsetningar á on-load tap breytu, er breytt skipta milli inntaks og úttaks bandamálum með stýrðu skiptingar taps staðsetningar, þannig að regla úttaksspenna. Ef við notkunarkröfur, er on-load tap changers venjulega stillt með 7 eða 9 taps staðsetningar, sem leyfir notendur að velja viðeigandi stillingu á grunvið raunverulegu spennuregul þarfum.

Skipta milli fyrsta og seinni bandamálum regulatörs er samræmið við venjulegan transformer, þ.e.:

3. Notkunardæmi
3.1 Núverandi Línustöðla

Að ákveðinn 10 kV dreifiline hefur aðal leið lengd 15,138 km, byggt með tveimur leiðtyppum: LGJ-70 mm² og LGJ-50 mm². Samtals orka þjóðarbúnaðartransformators langs línunnar er 7.260 kVA. Á topppunktum hleypa, spenna á 220 V hlið dreifitransformators í miðju til enda línunnar fer niður eins lítill sem 175 V.

LGJ-70 leið hefur motstand 0,458 Ω/km og reaktív motstand 0,363 Ω/km. Því miður, samtals motstand og reaktív motstand frá substation til Pole #97 á aðal leið eru:
R = 0,458 × 6,437 = 2,95 Ω
X = 0,363 × 6,437 = 2,34 Ω

Byggt á dreifitransformator kapasitás og hleypastuðull langs línunnar, getur spennufall frá substation til Pole #97 á aðal leið verið reiknað sem

Táknið er skilgreint svona:

• Δu — spennufall langs línunnar (eining: kV)

• R — línumotstand (eining: Ω)

• X — línureaktív motstand (eining: Ω)

• r — motstand per lengdareining (eining: Ω/km)

• x — reaktív motstand per lengdareining (eining: Ω/km)

• P — virk orka á línunni (eining: kW)

• Q — reaktív orka á línunni (eining: kvar)

Þannig, spenna í Pole #97 á aðal leið er aðeins:
10,4 kV − 0,77 kV = 9,63 kV.

Líka, spenna í Pole #178 getur verið reiknað sem 8,42 kV, og spenna í línunni lokin er 8,39 kV.

3.2 Tilboðin Lausnir

Til að tryggja spenna gæði, eru aðal spennuregul aðferðir í mið- og lággildis dreifinetum:

• Nýr 35 kV undirstöð er byggt til að skyrta raðaþveru fyrir 10 kV.

• Skipti út leitarleiðum með stærri tvíþveru til að minnka línuröskun.

• Setja upp línubundið óvirkt orkutolulegastæðingu—en þessi aðferð er minna árangursrík fyrir löng línur með tunga hendingar.

• Setja upp IEE-Business spennureglara fyrir sviflara, sem býður við hágengi, frábær spennureglun og fleksanlegt uppsetningarmöguleikar.

Hér er samanburður milli þriggja mögulegra lausna á að bæta spenna gæði í lokapunkt fyrir 10 kV „Fakuai“ sviflara.

3.2.1 Bygging nýrar 35 kV undirstöðvar

Viðvörun: Ný undirstöð myndi marktæk skyrta raðaþveru, hefa lokaspennu og bæta allmennum raforkugæði. Þrátt fyrir mikil áhrif er þessi lausn kostleg.

3.2.2 Uppfærsla á 10 kV höfuðsviflara

Breyting á línuparametrar fjallar um aukningu tvíþveru leiða. Fyrir lyttri byggð með smáleiðum eru motstandsréttar tapar mestir af heildar spennusleifu; þannig að lágmarka leiðamotstand hefur mörkandi áhrif á spennubætur. Með þessari uppfærslu getur lokaspenna verið aukin frá 8,39 kV til 9,5 kV.

3.2.3 Setja upp IEE-Business spennureglara fyrir sviflara

Ein 10 kV sjálfvirk spennureglara er sett upp til að takast á móti lága spennu eftir stöng #161.
Viðvörun: Lokaspenna getur verið aukin frá 8,39 kV til 10,3 kV.

Samantekt sýnir að Val 3 sé kostelegt og praktiskt.

IEE-Business spennuregluskipaninn stöðvar spennu útfrá að breyta snúðatala þriggja fasa sjálvrænnar spennubréfustofunnar, sem býður við nokkrum mikilvægum kostgjöfum:

• Fullkomlega sjálfvirk, í rökspennu spennureglun.

• Notar stjarnasamband þriggja fasa sjálvrænnar spennubréfustofunnar—smár notuð pláss og mikil rafmagn (≤2000 kVA), eignarleg fyrir uppsetningu á milli stanga.

• Typísk reglugildisbil: −10% til +20%, nægileg til að uppfylla spennuskilyrði.

Byggt á kenntím reikningum er ráðlagt að setja upp einn IEE-Business-5000/10-7 (0 til +20%) sjálfvirk spennureglara á höfuðsviflara. Eftir uppsetningu getur spenna á stöng #141 verið aukin til:

U₁₆₁ = U × (10/8) = 10,5 kV

þar sem:

• U₁₆₁ = spenna á reglara uppsetningarsmið eftir keyrslu

• 10/8 = hámarks snúðatala reglara með 0 til +20% reglugildissviði

Reynsla hefur staðfest að IEE-Business kerfið örugglega fylgi inntaksspennu brotum og halda stöðugri útspennu, sem sýnir fram á sönnu árangri í lágspennu lausn.

3.2.4 Gagnagreining

Samanborð við byggingu nýrar undirstöðvar eða skipti út leiða, gerir uppsetning IEE-Business spennureglara mikil kostnaðarbætur. Ekki aðeins aukar hann línuspennu til að uppfylla þjóðlegar staðlar—sem býður við sterka samfélagslega kostgjöfum—en hann minnkar einnig línuröskun með auknu spennu, þannig að læsa línutap og bæta orkutækni. Þetta bætir ekonomískri hagkvæðni rafmagnsveitendans.

4. Ályktun

Fyrir landsbyggðarrafmagnsnet sem hafa takmörkuð hendingar vaxtar—sérstaklega þeir sem hafa ekki næra orkukjarna, lengra raðaþveru, há línutap, tunga hendingar og engar planlegar 35 kV undirstöðvar í nágrenni—býður IEE-Business spennureglara upp á tjáandi aðferð. Hann gerir möguleika á að fela eða eyða 35 kV undirstöðvar byggingu samtidis og efstu lágspenna gæði og læsa orkutap. Að gefa tillit til að innleiðsla kostnaður er minni en ein tiund partur af nýrri 35 kV undirstöð, býður IEE-Business lausnin marktæk samfélagslega og ekonomíska kostgjöf og er mjög ráðlagin fyrir almennt notkun í landsbyggðarrafmagnsnetum.