SVR автоматтық напряжение регуляторларының ауыл шекара электр тармандарында қолданылуы

1. Кіріспе

Жүзеге асырылған жылдарда, ұлттық экономиканың тұрақты және теңсіздікпен өсуімен, электр энергиясы талаптары кеңейді. Ауыл шекараларында, жүктердің үнемі өсуі, ортаңғы жүйедегі деңгейлендіру мүмкіндіктерінің шектелгені мен бір аймақтағы энергия басқарылуының арнайы өзара байланыстың қаттылығы нәтижесінде, өзін-өзі деңгейлендіруге болатын бірнеше 10 кВ узын сызықтар пайда болды - әсіресе алыстағы тоғыз құрылымдарда немесе деңгейлендіру мүмкіндіктері аз қолданылатын аймақтарда. Сондықтан, 10 кВ сызықтардың соңғы бөлігіндегі напряжение сапасы қамтамасыз етілуге қиын, коэффициенті стандартқа сай емес және сызықтық жоғалтулар жоғоры.

Түзетілген тарифтар және инвестициялардың қайта қайтуына байланысты шектеулерге қарамастан, 10 кВ распределительлік сызықтардағы төмен напряжение сапасының барлық ерекшеліктерін тек бірнеше жоғары напряжение бөлшектерін қолдану арқылы же өзін-өзі ұзақтығын арттыру арқылы шешу ықтимал емес. Төменде сипатталған 10 кВ сызық автоматты напряжение регуляторы техникалық ықтимал шешімдердің бірін ұсынады, ұзақ распределительлік сызықтардағы және ұзақтығын қосу арқылы қолданылады.

2. Регулятордың Әсер Ету Принципі

SVR (қадамды напряжение регуляторы) автоматты напряжение регуляторы негізгі цепь мен напряжение басқару контроллерінен тұрады. Негізгі цепть үш фазалы автотрансформатор және үш фазалы жүкті тапсыру кезінде тапсыру үшін қолданылатын тапсыру заттарын (OLTC) қамтамасыз етеді, бұл 1-суретте көрсетілген.

Регулятордың виток системасы параллель, сериялық және басқару напряжение витоктарын қамтамасыз етеді:

• Сериялық виток - бұл тапсыру заттарының әртүрлі контакттары арқылы кіреді-шығысқа қосылған көптеген тапсыру витоктары; ол шығыс напряжениесын туындау үшін бірқатар қадамдарды қолданады.

• Параллель виток - автотрансформатордың ортақ витогы ретінде энергия айналымы үшін қажетті магниттік талақты қалыптасады.

• Басқару напряжение витоктары, параллель витокқа қосылып, басқару модулі мен мотор үшін қолданылатын энергия мен шығыс өлшемдері үшін қажетті напряжение сигналдарын қамтамасыз етеді.

Алдыңғы принципі мынадай: Сериялық виток тапсыру заттарының әртүрлі орнына қосылу арқылы, кіреді-шығыс витоктарының арасындағы виток санын өзгерту арқылы, шығыс напряжениесын өзгертуге болады. Қолданылу қажеттіліктеріне байланысты, жүкті тапсыру кезінде тапсыру заттарының әдетте 7 немесе 9 тапсыру орны бар, пайдаланушылар нақты басқару қажеттіліктеріне қарай қажетті конфигурацияны таңдай алады.

Регулятордың бастапқы-шығыс витоктарының арасындағы виток саны әдетгі трансформатордың виток санына сәйкес, яғни:

3. Қолданылу Мысалы
3.1 Ағымдағы Сызық Шарттары

Белгілі бір 10 кВ распределительлік сызықтың негізгі құрылғысының ұзындығы 15,138 км, LGJ-70 мм² және LGJ-50 мм² екі құрылғы типтерін пайдаланып құрылған. Сызық бойындағы распределительлік трансформаторлардың жалпы қуаты 7,260 кВА. Жоғары жүк кезінде, сызықтың орта-соңғы бөліктеріндегі распределительлік трансформаторлардың 220 В жағындағы напряжение 175 В дейін төмендейді.

LGJ-70 құрылғысының қарсылығы 0,458 Ω/км, реактивтік индуктивтілігі 0,363 Ω/км. Сондықтан, станциядан негізгі құрылғының 97-ші опорасына дейінгі жалпы қарсылық және реактивтік индуктивтілік:
R = 0,458 × 6,437 = 2,95 Ω
X = 0,363 × 6,437 = 2,34 Ω

Сызық бойындағы распределительлік трансформаторлардың қуаты және жүк коэффициентіне негізделген, станциядан негізгі құрылғының 97-ші опорасына дейінгі напряжение төмендесуін есептеу үшін

Пайдаланылған символдар мынадай:

• Δu — сызық бойындағы напряжение төмендесуі (бірл.: кВ)

• R — сызық қарсылығы (бірл.: Ω)

• X — сызық реактивтік индуктивтілігі (бірл.: Ω)

• r — бір бірлік ұзындыққа қарсылық (бірл.: Ω/км)

• x — бір бірлік ұзындыққа реактивтік индуктивтілік (бірл.: Ω/км)

• P — сызықтағы активті қуат (бірл.: кВт)

• Q — сызықтағы реактивті қуат (бірл.: квар)

Сондықтан, негізгі құрылғының 97-ші опорасындағы напряжение:
10,4 кВ − 0,77 кВ = 9,63 кВ.

Сол сияқты, 178-ші опорадағы напряжение 8,42 кВ, ал сызықтың соңғы бөлігінде 8,39 кВ.

3.2 Өнімді Түрлері

Напряжение сапасын қамтамасыз ету үшін, орта және төмен напряжение распределительлік желілеріндегі негізгі напряжение басқару әдістері включает:

• Жаңа 35 кВ трансформатордық станциясын құру арқылы 10 кВ жүйелік радиусын қысқарту.

• Жолменің салмағын азайту үшін жиіліктірілген секциялық диаметрлерді қолдану.

• Жолдық реактивті компенсациялану орнату—бірақ, бұл әдіс ұзын жолдар мен жүктеуі күшті болғанда ерекше емес.

• SVR фидер автоматты вольт-регуляторын орнату, бұл жоғары автоматтау, жақсы вольт-регуляциялау мүмкіндігі және өзгерту үшін жиіліктірілген жабдықтарын ұсынады.

Төменде 10 кВ "Fakuai" фидерінің аяқталған жолындағы вольт-сапасын жақсарту үшін үш альтернативті шешім салыстырылады.

3.2.1 Жаңа 35 кВ Трансформатордық Станциясын Құру

Күтілетін нәтиже: Жаңа трансформатордық станция қысқартылған жүктеу радиусын, аяқталған жолдағы вольтты арттырады және жалпы электр энергиясының сапасын жақсартады. Ескерту: Бұл шешім әдемі инвестицияларды талап етеді.

3.2.2 10 кВ Негізгі Фидерін Жаңарту

Жол параметрлерін өзгерту негізінен жиіліктірілген секциялық диаметрлерді қолдану арқылы жүзеге асырылады. Аз қонақтайтын аймақтарда және жиіліктірілген диаметрлері аз болған жолдарда, қарсылықтың жалпы вольт-тершеді қолданатын пайызды басқару мүмкіндігі береді; сондықтан, жиіліктірілген қарсылықты азайту арқылы маңызды вольт-жақсарту үшін жүзеге асырылады. Бұл жаңарту арқылы аяқталған жолдағы вольт 8.39 кВден 9.5 кВге дейін артады.

3.2.3 SVR Фидер Автоматты Вольт-Регуляторын Орнату

Бір 10 кВ автоматты вольт-регуляторы №161 стойкасынан төменгі деңгейде төмен вольт проблемасын шешу үшін орнатылады.
Күтілетін нәтиже: Аяқталған жолдағы вольт 8.39 кВден 10.3 кВге дейін артады.

Салыстыру анализі 3-ші варианттың экономикалық және практикалық болуына көз жеткізеді.

SVR фидер автоматты вольт-регуляциялау жүйесі үш фазалы ауто-трансформатордың обертілуін өзгерту арқылы шығыс вольтты стабилиздейді, мынадай негізгі артықшылықтары бар:

• Толық автоматты, жүктеу уақытында вольт-регуляциялау.

• Үш фазалы ауто-трансформаторды қолдану—компактты өлшем (≤2000 кВА), стойкалардың арасында орнатуға ыңғайлы.

• Дәлірек регуляция диапазоны: −10% до +20%, вольт талаптарын қанағаттандыру үшін жеткілікті.

Теориялық есептерге сүйене отырып, негізгі фидерде бір SVR-5000/10-7 (0 до +20%) автоматты вольт-регуляторын орнату ұсынылады. Орнату пісінде №141 стойкасындағы вольт құрылғаннан кейін былай болады:

U₁₆₁ = U × (10/8) = 10.5 кВ

мұнда:

• U₁₆₁ = қолдану нүктесіндегі регуляторды орнату пісінде болатын вольт

• 10/8 = 0 до +20% өзгерту диапазоны бар регулятордың максималды обертілуі

Практикалық іске асыру SVR жүйесінің енгізу вольтының өзгеруіне ұзақтықты және стабильді шығыс вольтты сақтауына ие болғанын дәлелдеді, бұл төмен вольтты шешуде өзара еңбектік екендігін көрсетеді.

3.2.4 Пайданың Анализі

Жаңа трансформатордық станцияны құру немесе жиіліктірілген диаметрлерді ауыстыруға салыстырғанда, SVR вольт-регуляторын қолдану капиталдық шығынын өте азайтады. Бұл не только повышает линейное напряжение до уровня национальных стандартов, обеспечивая значительные социальные выгоды, но и при постоянной нагрузке снижает линейный ток за счет увеличения напряжения, что приводит к снижению потерь мощности и экономии энергии. Это повышает экономическую эффективность компании.

4. Пікір

Мұндағы жүк өсуі шектеулі, жақын энергия басқару ресурстары жоқ, ұзын жүктеу радиусы, жоғары жол қарсылықтары, жүктеу жүктеу және жақын арада 35 кВ трансформатордық станцияларды құру жоспары жоқ аймақтарда SVR фидер автоматты вольт-регуляторын қолдану ұсынылатын өзара еңбекті шешім болып табылады. Бұл 35 кВ трансформатордық станцияларды құруға қатысты жоспарлану немесе жою үшін мүмкіндік береді, төмен вольт сапасын шешеді және энергия қарсылықтарын азайтады. Инвестициялық құны жаңа 35 кВ трансформатордық станциядан он бірден бірден аз болғандықтан, SVR шешімі өзара социалдық және экономикалық пайданы ұсынады және ауыл шаруашылығында кеңінен қолданылуы ұсынылады.