Aplikazzjoni ta' Regolaturi Awtomatiku tal-Volttagġ SVR għal Feeder f'Netwurk tas-Silġ tal-Ħlas Rurali

1. Introduzzjoni

Fl-aħħar snin, bl-istabbil u l-ġdida ta’ tixrid tal-ekonomija nazzjonali, il-domanda għall-elettriku ħadet ix-xellug. Fl-elettrika tal-ġoxrin, it-tixrid kontinwu fil-karig, inkluż mal-distribuzzjoni mhux ragjonevoli tas-sorsijiet lokali tal-elettriku u l-limiti fit-talbiet tal-voltatt fil-grida prinċipali, jiġġibu li numru konsiderabili min feeders ta’ 10 kV—speċjalment fl-arejiet montanuji bħaljien jew fejn il-struttura tal-grida hija dħifa’—jkollhom raddju ta’ furniz tal-elettriku li jisbarra l-standards nazzjonali. B’dan il-mezz, il-qualità tal-voltatt fis-silġ ta’ dawn il-linji ta’ 10 kV hija diffikli li tiġi assicurata, il-fattor tal-potenza ma jirnexxiex bil-rekwiżiti, u l-pirda tal-linja tibqa’ għoli.

Għall-limiti kif l-għajnuna limitata tal-fondi għat-talbiet tal-grida u l-kunsiderazzjonijiet tal-ritorn fuq l-investiment, mhux prattikabil li nsolvi kull problema ta’ voltatt baxxa fuq id-distributuri ta’ 10 kV biss permezz tal-depluġġ ta’ numru kbir ta’ sottostazzjonijiet ta’ distributuri ta’ voltatt għoli jew b’mod eżċessiv tal-laqgħa tal-grida. Il-regulator avtomatiku tal-voltatt ta’ 10 kV li jidher hawn taħt jagħti soluzzjoni teknika possibli biex isolvi l-problema ta’ voltatt baxxa fuq id-distributuri ta’ distanza twila b’raddju estens għal furniz tal-elettriku.

2. Prinċipju funzjonali tal-regulator tal-voltatt

Il-regulator avtomatiku tal-voltatt SVR (Step Voltage Regulator) ikonsisti mill-kitba prinċipali u mid-direttur tal-regolazzjoni tal-voltatt. Il-kitba prinċipali tinsabbar mill-autotransformer tat-tliet fazijiet u mil-on-load tap changer (OLTC) tat-tliet fazijiet, kif jidher fil-Figura 1.

Is-sistema tal-kitba tal-regulator tintegħel fih winding serjam, winding shunt, u winding tal-voltatt tal-kontroll:

• Il-winding serjam huwa spira multi-tap imlegħża bejn il-input u l-output permezz ta’ kontatti differenti tal-on-load tap changer; huwa regola direttament il-voltatt tal-output.

• Il-winding shunt serve kif il-kitba komuni tal-autotransformer, bl-ħaddiem ta’ tixrid il-magħluq neċessarju għat-trasferiment tal-enerġija.

• Il-winding tal-voltatt tal-kontroll, imlegħż fuq il-winding shunt, jilfulfill kif is-silġ tal-shunt coil biex jfornixxi l-enerġija operattiva għad-direttur u l-motor, kif ukoll jipprovdi ssigwali tal-voltatt għad-determinazzjoni tal-output.

Il-prinċipju funzjonali huwa hekk: permezz tal-konnessjoni tal-taps tal-winding serjam ma’ posizzjonijiet differenti tal-on-load tap changer, il-ratio tal-turns bejn il-kitba tal-input u tal-output jiġi modifikat permezz ta’ switċjar kontrolat tal-posizzjonijiet tal-taps, billi jmodifika l-voltatt tal-output. Skont ir-rikwiżiti tal-applikazzjoni, l-on-load tap changers solitament jiġu konfigurati b’7 jew 9 posizzjonijiet ta’ taps, li tgħalli l-utenti jasgħu l-konfigurazzjoni adeguata skont il-bisogna reali tal-regolazzjoni tal-voltatt.

Ir-ratio tal-turns bejn il-kitba primarja u sekondarja tal-regulator hija konsistenti mal-konvenzjonali transformatore, jiġifieri:

3.Eżempju ta’ Applikazzjoni
3.1 Kondizzjonijiet attwali tal-linja

Linja ta’ distributuri ta’ 10 kV qasira għal 15.138 km, imkonstruita meżju żewġ tipi ta’ kondutturi: LGJ-70 mm² u LGJ-50 mm². Il-kapaċita totali tal-transformatori ta’ distributuri lungi l-linja hija 7,260 kVA. Durante l-istagji ta’ karig massima, il-voltatt fuq is-silġ ta’ 220 V tal-transformatori ta’ distributuri fl-arejiet medja u finali tal-linja tiddwar sa 175 V.

Il-konduttur LGJ-70 għandu rezistanza ta’ 0.458 Ω/km u reattanza ta’ 0.363 Ω/km. Għalhekk, ir-resistanza u r-reattanza totali mis-substation sal-Pole #97 tal-feeder prinċipali huma:
R = 0.458 × 6.437 = 2.95 Ω
X = 0.363 × 6.437 = 2.34 Ω

Skont il-kapaċita tal-transformatori ta’ distributuri u l-fattur tal-karig lungi l-linja, il-drop tal-voltatt mis-substation sal-Pole #97 tal-feeder prinċipali jista’ jiġi kalkulat bħala

Il-simboli użati huma definiti kif huma hawn taħt:

• Δu — drop tal-voltatt lungi l-linja (unit: kV)

• R — resistanza tal-linja (unit: Ω)

• X — reattanza tal-linja (unit: Ω)

• r — resistanza għal kull unità ta’ lunghezza (unit: Ω/km)

• x — reattanza għal kull unità ta’ lunghezza (unit: Ω/km)

• P — potenza attiva lungi l-linja (unit: kW)

• Q — potenza reattiva lungi l-linja (unit: kvar)

Għalhekk, il-voltatt fuq il-Pole #97 tal-feeder prinċipali hija biss:
10.4 kV − 0.77 kV = 9.63 kV.

B'mod simili, il-voltatt fuq il-Pole #178 tista’ tkun kalkulata bħala 8.42 kV, u il-voltatt fis-silġ tal-linja hi 8.39 kV.

3.2 Soluzzjonijiet proponuti

Biex isiguru l-qualità tal-voltatt, il-modi prinċipali ta’ regolazzjoni tal-voltatt fid-netwerk tal-distributuri ta’ medium u low voltage inklużu:

• Il-bini ta' sottostazzjoni ġdida ta' 35 kV biex isirbħu raggju tas-silġ ta' 10 kV.

• Irreplaċiment tal-konduċturi b'area magħluqa akbar biex tinqasxu l-ikbar mill-inħanġar.

• L-instalazzjoni ta' kompenżazzjoni ta' potenza reattiva b'silġ—lakka, dan il-modi huwa iktar ineffiċjenti għas-silġ tal-inħanġar tal-inħanġar.

• L-instalazzjoni ta' regolatur awtomatiku ta' voltagġ SVR għas-silġ, li joffri awtomazzjoni għaliex, prestazzjoni exċellenti ta' regolazzjoni tal-voltagġ, u dispòsizzjoni fleksibbli.

Fl-inferior, se jiġi fatti confront fil-tliet soluzzjonijiet alternativi għall-migliorament tal-kwalità tal-voltagġ fis-silġ finali tal-10 kV "Fakuai" silġ.

3.2.1 Il-bini ta' Sottostazzjoni Ġdida ta' 35 kV

Risultat attess: Sottostazzjoni ġdida tkun tisirbħu bil-ġid raggju tas-silġ, taraġġi l-voltagġ fis-silġ finali, u tmigħelja l-kwalità ġenerali tal-enerġija. Mhedda li tkun efifienti għaliex, din is-soluzzjoni tagħti l-ikbar investiment.

3.2.2 L-aġġornament tal-Feeder Prinċipali ta' 10 kV

Il-modifikazzjoni tal-parametri tal-silġ toqsos l-ikbar tal-area tal-konduċturi. Għal zonas popolati minimamenti b'linji tal-konduċturi żgħar, l-perdiżi resistivi mhux ikunu l-ikbar tal-qasam tal-voltagġ totali; għalhekk, l-iktar tal-resistanza tal-konduċturi jagħmlu taraġġi notevoli fil-voltagġ. Ma' din l-aġġornament, l-voltagġ fis-silġ finali jistgħu jiġu araġġiti minn 8.39 kV sal-9.5 kV.

3.2.3 L-instalazzjoni ta' Regolatur Awtomatiku ta' Voltagġ SVR Feeder

Jinstalaw regolatur awtomatiku ta' voltagġ 10 kV biex jaffrontaw il-problemi tal-voltagġ bażi wara l-Piluna #161.
Risultat attess: L-voltagġ fis-silġ finali jistgħu jiġu araġġiti minn 8.39 kV sal-10.3 kV.

L-analiżi konfrontati juri li l-Ozzjoni 3 hi l-aktar ekonomika u prattika.

Is-sistema awtomatika ta' regolazzjoni ta' voltagġ SVR feeder tistaqsi l-voltagġ tal-output biex tmodifika l-rapport tal-turni ta' autotransformer tril-faċi, offrendo diversi avantaggi importanti:

• Regolazzjoni awtomatika, fuq il-carico.

• Użu ta' autotransformer tril-faċi mikonness b'mod stellat—dimenziuni żgħar u kapacita' (≤2000 kVA), adattat għal instalazzjoni bejn pilun u pilun.

• Ambit tipiku ta' regolazzjoni: −10% sa +20%, sufficienti biex jisodisfa l-ixxiem tal-voltagġ.

Bazza l-kalkuli teorici, jissoġġġġu l-instalazzjoni ta' regolatur awtomatiku ta' voltagġ SVR-5000/10-7 (0 sa +20%) fis-silġ prinċipali. Wara l-instalazzjoni, l-voltagġ fl-Piluna #141 jistgħu jiġu araġġiti għal:

U₁₆₁ = U × (10/8) = 10.5 kV

fejn:

• U₁₆₁ = voltagġ fl-punt ta' instalazzjoni tar-regolatur wara l-kommissjonament

• 10/8 = rapport massimu tal-turni ta' regolatur b'ambit ta' modifika 0 sa +20%

L-operazzjoni fuq is-silġ kkonfermat li s-sistema SVR tfallegħa l-varjazzjonijiet tal-voltagġ tal-input u tmanżella l-voltagġ tal-output stabili, dimostrandu l-effettivitá provata fl-attenuazzjoni tal-voltagġ bass.

3.2.4 Analisi tal-Benefiċċi

Mhedda l-bini ta' sottostazzjoni ġdida jew l-irreplaċiment tal-konduċturi, l-implementazzjoni tal-regolatur tal-voltagġ SVR tinqasxu bil-ġid l-esborġ. Ma jaraġġi l-voltagġ tal-silġ biex jisodisfa l-standards nazzjonali—fornendu benefiċċi soċjali forti—imma, taħt kondizzjonijiet kariga kostanti, tinqasxu l-korrent tal-silġ biex jaraġġu l-voltagġ, bl-għajnuna ta' qasam tal-enerġija. Dan jgħin l-utent jieffettjiva l-ekonomika.

4. Konkluzzjoni

Għal reti ta' distribuzzjoni rurale f'zones mal-ikbar possibli ta' kresciment tal-kariga futura—ispesjalment li ma għandhomx sors tal-enerġija qrib, bl-ikbar raggji tas-silġ, l-ikbar perdiżi tal-silġ, l-ikbar kariga, u mingħajr pjanijiet ta' bini ta' sottostazzjoni ta' 35 kV fl-iktar ħsieb—the l-użu tal-regolatur awtomatiku ta' voltagġ SVR feeder joffri alternattiva attrattiva. Din tgħaqqad jew tneħħi l-bini ta' sottostazzjoni ta' 35 kV, waqt li tmigħelja effiċjentement il-problemi tal-voltagġ bass u tinqasxu l-perdiżi tal-enerġija. Minħabba li l-kost tal-investiment huwa inqas minn decima ta' sottostazzjoni ta' 35 kV ġdida, is-soluzzjoni SVR joffri benefiċċi soċjali u ekonomiċi sostanzjali u jissoġġġġu l-adozzjoni ġenerali f'reti tal-enerġija rurale.