Приложение на изследванията за автоматичен регулатор на напрежението SVR в линии от 10 кВ при управление на нисковолтовата мрежа
С развитието на местното производство и промишлената трансферна дейност все повече предприятия инвестираят и откриват фабрики в малоразвити райони. Обачно, поради неразвитостта на електрическата нагрузка и непълната инфраструктура като разпределителни мрежи, новодобавената нагрузка може да бъде свързана само със съществуващите селски електрически мрежи. Разпределителните линии в селските райони са характеризирани с разпръсната нагрузка, малък диаметър на жицата и прекалено голям радиус на доставката на енергия.
Свързването на новодобавена големи-капацитетна нагрузка към края на линията може да доведе до ниско напрежение на линията и прекомерна загуба на системата, което влияе на икономическите ползи на цялата система. Приложението на автоматичен регулатор на напрежението SVR за обработка на ниско напрежение в разпределителните мрежи може да подобри правилно качеството на операцията на системата, осигурявайки безопасността на доставката на енергия и удовлетворявайки потребността за свързване на новодобавена нагрузка.
1. Принцип на действие на автоматичния регулатор на напрежението SVR
Оборудването за автоматично регулиране на напрежението SVR е високоавтоматизирано устройство, което може автоматично да регулира изходното напрежение. То представлява трифазен автотрансформатор. В момента повечето продукти могат автоматично да регулират напрежението в диапазон от -20% до 20%. Това оборудване може да бъде инсталирано в питащата линия, или в средата, или в зоната с ниско напрежение, за да регулира и контролира ефективно напрежението, гарантирайки предоставянето на сигурно и стабилно напрежение за потребителите. Това оборудване обикновено включва три основни компонента: трифазен автотрансформатор, трифазен на-нагрузка превключвател и интелигентен контролер.
1.1 Трифазен автотрансформатор
Оборудването за трифазен автотрансформатор основно се състои от три части: серийна обмотка, паралелна обмотка и управляваща обмотка. Сред тези три обмотки, серийната обмотка включва обмотки с няколко точки, които са свързани в серия между входа и изхода чрез всяка точка на превключвателя на-нагрузка. Отношението на напреженията на автотрансформатора може да бъде регулирано чрез промяна на позицията на точката, за да се регулира рационално напрежението. Трифазната паралелна обмотка е общо обмотка, която сама по себе си е магнитно поле, което може да се използва за предаване на енергия. Управляващата обмотка може да предостави необходимата енергия за работата на контролера и също така да предостави пробни сигнали.
1.2 Трифазен на-нагрузка превключвател
Трифазният на-нагрузка превключвател е специално превключващо устройство, което може да превключва контакти дори при наличието на наглас. Броят на скоростите на превключвателя трябва да бъде зададен, като се вземат предвид жизненият цикъл на превключвателя и стандартите за точност на регулирането на напрежението, които обикновено включват седем и девет скорости.
1.3 Интелигентен контролер
Това устройство е главно отговорно за събиране на данни за напрежението, предадени от системата, сравнение на тези данни със зададената стойност и после издаване на съответни команди, за да контролира превключвателя на-нагрузка, за да изпълни операции за регулиране на напрежението. Принципът на действие на това оборудване е показан на Фигура 1.
На Фигура 1, A е входният терминал, главно свързан с източника на енергия; a е изходният терминал, главно свързан с нагрузката. Интелигентният контролер може да детектира напрежението на изходния терминал и да го сравни с референтното напрежение. Когато напрежението на изходния терминал се отклони от референтния диапазон, контролерът ще забави операцията. Ако продължителността на забавяне и интервалът на операцията отговарят на съответните изисквания, контролерът ще изпрати команда към превключвателя на-нагрузка, за да контролира въртенето на мотора в превключвателя, водещо до превключване на превключвателя между точките. Това регулира отношението на напрежението на трансформатора, за да се постигне целта на автоматично регулиране на напрежението при наличието на наглас. Оборудването за автоматично регулиране на напрежението SVR използва режим на три входа и три изхода, сочиращо към трите фази на питателната линия на 10 kV, и постига целта чрез превключващите операции на оборудването за регулиране на напрежението. Това оборудване не заема голямо пространство (обикновено по-малко от 10 m²) и е по-удобно и безопасно за разположение.
2. Характеристики на автоматичния регулатор на напрежението SVR
Икономичен и ефективен: Стоимостта на един регулатор на напрежението е около 500,000 юана, което е относително ниско и поносимо. Тъй като оборудването използва принципа на работа на автотрансформатор, то може да постигне по-добро регулиране на напрежението, достигайки целта на икономика и висока ефективност.
Висока точност на регулиране: В момента най-общи са устройствата с 7-скоростен и 9-скоростен на-нагрузка автоматичен регулатор, а диапазонът на регулиране на напрежението за една скорост може да достигне до -4% до 4%, правейки регулирането по-точно и ефективно, което е удобно за регулиране на напрежението при различни условия на работа.
Висока гъвкавост на управление: Тъй като оборудването за автоматично регулиране на напрежението SVR обикновено е свързано с питателната линия в сериен боксов мод, то може лесно да бъде извадено от експлоатация, когато е необходимо, и функцията му за регулиране на напрежението може също да бъде изключена.
Ниска загуба при празна нагрузка: Това оборудване използва главно структурата на автотрансформатор, която не произвежда големи загуби при празна нагрузка. То може ефективно да се адаптира към различните периоди на върха на консумацията на енергия в селските райони, особено някои периоди от спад, като ефективно предотвратява проблемите с загуби при празна нагрузка.
Тъй като регулаторът на напрежението е инсталиран в системната линия в сериен мод, питателната линия не може да работи при преходна нагрузка, за да се избегне превишаването на максималната мощност на оборудването, което може да причини повреда на оборудването.
3. Приложение на автоматичния регулатор на напрежението SVR в управлението на ниско напрежение на линиите на 10 kV
В момента в линиите на 10 кV са инсталирани автоматични регулатори на напрежението SVR. Като примери се разглеждат линиите AB, BC и CD, за да се анализира приложението на регулаторите на напрежението SVR. Всяка линия носи товари на селската електрическа мрежа. Общата дължина на линията е голяма, има много бокови линии на основната линия, а товарът по цялата линия не е равномерно разпределен. По-долу се анализират промените след добавянето на автоматични регулатори на напрежението във всяка линия.
3.1 Приложение в линията AB
В секцията AB на линията на 10 кV, дължината на основната линия е 24 км, общата дължина на линията е 117,01 км, а типът проводник е LGJ-70. Нейната дължина надвишава определения стандарт, а в основната линия има много бокови линии. Преди компенсацията на реактивната мощност, факторът на мощността на линията е около 0,9. За да се извърши автоматично регулиране на напрежението в линията и осъществено рационално разпределение на електроенергията, в системната линия е инсталирано оборудване за автоматично регулиране на напрежението SVR.
След една година от влизането в употреба на оборудването, степента на съответствие на напрежението на входа на оборудването достига 97,85%, а степента на съответствие на напрежението на изхода достига 100%. Чрез добавянето на оборудването за регулиране на напрежението SVR, качеството на напрежението може значително да се оптимизира. В определен месец, при наблюдение на различни точки на отчитане, напрежението на входа и изхода имат свои собствени тенденции на изменение.
От статистическия диаграма се установява, че напрежението в линията AB достига най-ниската стойност в 9:00, което е под 90% от номиналното напрежение. Под действието на оборудването за регулиране на напрежението, изходното напрежение е 10,02 кV, а амплитудата на повишаване на напрежението е около 19,86%. Под управлението на регулатора на напрежението SVR, стойността на напрежението може да бъде контролирана в идеалния стандартен диапазон от 10 до 10,7 кV. След компенсацията на реактивната мощност, факторът на мощността в този район достига 0,95, което позволява да се постигне идеален ефект от компенсация. Обаче, когато кондензаторите на реактивната мощност се включват в масивен мащаб, напрежението е относително ниско, обикновено под 9 кV.
3.2 Приложение в линията BC
Дължината на линията BC е 20,5 км, общата дължина на линията е 174 км, а типът проводник, който се използва, е сравнително специален (LGJ-50). В основната линия все още има много бокови линии. Факторът на мощността преди компенсацията на реактивната мощност на линията е около 0,88, затова в тази линия е инсталиран автоматичен регулатор на напрежението SVR. След една година от влизането в употреба, степента на съответствие на напрежението на входния терминал на оборудването е близка до 100%, а напрежението на изходния терминал също е напълно съответстващо.
След добавянето на оборудването за регулиране на напрежението SVR, качеството на напрежението в цялата система е увеличено значително. От измерената крива на напрежението, се вижда, че напрежението в тази линия е най-ниско между 20:00 и 21:00, само 8,07 кV, което е под 90% от номиналното напрежение. Благодарение на влиянието на регулатора на напрежението, изходното напрежение е 9,68 кV, а амплитудата на повишаване на напрежението е 20,07%, достигайки максималната стандардна стойност за регулиране на напрежението от 20%.
3.3 Приложение в линията CD
Основната линия на линията CD достига 14 км, общата дължина достига 153,98 км, а конкретният тип проводник е LGJ-70. Факторът на мощността преди компенсацията на реактивната мощност на линията достига 0,9, затова върху опорите на линията може да бъде инсталиран автоматичен регулатор на напрежението SVR (модел: SVR-2000/10-7). След една година от влизането в употреба, степента на съответствие на напрежението на входния терминал на оборудването е близка до 100%, а напрежението на изходния терминал също е много стандартно, достигайки 99,86%.
Добавянето на оборудването за регулиране на напрежението SVR значително оптимизира качеството на напрежението, но нивото на напрежението на входния терминал е леко недостатъчно, за да се удовлетвори напълно 100%-ният стандарт. От наблюдаваната крива на напрежението, се вижда, че в линията CD през този ден има два ясно различими периода на падане на напрежението: 8:00-10:00 и 19:00-21:00. Нивата на напрежението на входа в тези периоди са под 9 кV. През този период, напрежението в 20:00 достига най-ниската стойност, само 7,77 кV (само 78% от номиналното напрежение). Използването на регулатора на напрежението SVR може да насърчи напрежението да бъде балансирано и стабилно.
Обаче, изходното напрежение в 20:00 достига 8,82 кV, което все още е в състояние на ниско напрежение. Амплитудата на повишаване на напрежението на оборудването е 12,51%, почти достигайки стандартната стойност от 15%. От анализ на реалното състояние и ефект от горепосочените регулатори на напрежението, дори при срещане на крайни стойности, амплитудата на повишаване на напрежението може да удовлетвори стандарта, затова може да се заключи, че избраните регулатори на напрежението са квалифицирани.
4. Преимущества и ползи от оборудването за автоматично регулиране на напрежението SVR
Това оборудване за регулиране на напрежението осъществява стабилно управление на изходното напрежение чрез коригиране на преходното отношение на трифазния автотрансформатор. В практически приложение, то показва следните предимства:
Може напълно да реализира автоматично, ефективно и под нагрузка регулиране на напрежението.
Самият трансформатор използва звездно свързан трифазен автотрансформатор, който има голяма капацитет и относително малък обем, и може да бъде издигнат на двойни опори.
Диапазонът на регулиране на напрежението обикновено е между -10% и 20%, което може да удовлетвори изискванията за напрежение. Според съответните теоретични анализи и изчисления, регулаторът на напрежението SVR може да бъде инсталиран според специфичните характеристики и реалните условия на линиите в различни секции. След инсталирането на този регулатор, напрежението може да бъде гъвкаво регулирано до 10,5 кV.
Голям брой практически примери доказват, че комплектът апаратура за автоматично регулиране на напрежението SVR има висока степен на автоматизация и интелигентни функции, може динамично да следи колебанията на входното напрежение, по този начин осигурявайки относително стабилна работа на постоянното изходно напрежение и ефективно преодолява проблема с ниското напрежение. След инсталирането на оборудването за регулиране на напрежението SVR в нисконапреговата линия, в сравнение с изграждането на нова подстанция, замяната на проводниците може ефективно да контролира инвестициите, като по този начин ефективно контролира напрежението в линията и отговаря на съответните национални органи, което води до по-добри социални и икономически ползи.
Когато товарът на линията остава постоянен, чрез увеличаване на напрежението в линията, линейният ток се контролира ефективно, което значително контролира загубите в линията, подобрява ефективността на преноса на енергия и най-накрая достига целта за спестяване на енергия и намаляване на загубите. В сравнение с изграждането на нова подстанция, регулаторът на напрежението SVR ефективно контролира използването на капитал чрез актуализация на проводниците, така че напрежението в цялата системна линия се увеличава, което отговаря на съответните национални отраслови правила, постига идеални икономически ползи и също принася определени социални ползи. Когато товарът на линията остава стабилен, чрез увеличаване на напрежението в линията, линейният ток може да бъде контролиран ефективно, което контролира до известна степен загубите в линията, постига целта за спестяване на енергия и намаляване на загубите, поддържа икономическите ползи на предприятието за доставка на електроенергия и ефективно ограничава икономическите му загуби, което подобрява общата икономическа полза.
5. Заключение
В райони с ограничен пространствен потенциал за развитие на товара, малко разположени източници на енергия, голям радиус на доставка на енергия, сериозни загуби в линията, тежък товар и без планове за строителство на 35 кV подстанция в близко бъдеще, е подходящо да се инсталира апаратура за автоматично регулиране на напрежението SVR, за да се контролират проблемите в операцията на системата. Това не само ефективно контролира проблемите с качеството на напрежението, но и минимизира загубите в линията, така че да се постигнат идеални икономически и социални ползи. Приложението на това оборудване може също да контролира ефективно разходите, подобрява ефективността на операцията на електроенергийната система и създава идеални социални ползи.
