Investigació de l'aplicació del regulador automàtic de tensió de la línia SVR en la gestió de baixa tensió de les línies de 10 kV
Amb el desenvolupament local i la transferència industrial, més i més empreses estan invertint i instal·lant fàbriques en àrees menys desenvolupades. No obstant això, a causa del desenvolupament immatur de la càrrega elèctrica i de les infraestructures de suport incompletes com les xarxes de distribució, la càрrega addicional només es pot connectar a les línies existents de la xarxa elèctrica rural. Les línies de la xarxa de distribució en zones rurals es caracteritzen per una càрrega dispersa, un diàmetre de fil petit i un radi d'abast excessivament gran.
Connectar la nova càрrega de gran capacitat al final de la línia pot provocar una baixa tensió de línia i una pèrdua excesiva del sistema, afectant així els beneficis econòmics del sistema. L'aplicació de l'ajustador automàtic de tensió SVR a la gestió de baixa tensió de les línies de la xarxa de distribució pot millorar adequadament la qualitat operativa del sistema de la xarxa de distribució, assegurant així la seguretat de l'abastament elèctric i complint amb la demanda de connexió de la nova càрrega.
1. Principi de funcionament de l'ajustador automàtic de tensió SVR
L'equipament d'ajustament automàtic de tensió SVR alimentat és un dispositiu d'ajustament de tensió altament automatitzat que pot ajustar automàticament la tensió de sortida. És un autotransformador trifàsic. En aquesta etapa, la majoria dels productes poden ajustar la tensió automàticament dins l'interval de -20% a 20%. Aquest equipament es pot instal·lar en el circuit alimentador, ja sigui en posició central o en la zona de baixa tensió, per ajustar eficientment i controlar significativament la tensió de línia, assegurant així l'abastament de tensió segura i estable als usuaris. Aquest equipament generalment inclou tres components principals, específicament: autotransformador trifàsic, selector de toma de tensió trifàsic sota càрrega e controlador intel·ligent.
1.1 Autotransformador trifàsic
L'equipament autotransformador trifàsic consta principalment de tres parts: bobinat en sèrie, bobinat paral·lel i bobinat de control. D'aquests tres bobinats, el bobinat en sèrie inclou diverses preseles, tots connectats en sèrie entre les entrades i sortides a través de cada contacte del selector de toma de tensió sota càрrega. El ratio de tensió de l'autotransformador es pot ajustar canviant la posició de la presela, per tal d'ajustar raonablement la tensió. El bobinat paral·lel trifàsic és un bobinat comú, que en si mateix és un camp magnètic que es pot utilitzar per transmetre energia. El bobinat de control pot proporcionar l'energia necessària per a l'operació del controlador i també proporcionar senyals de mostreig.
1.2 Selector de toma de tensió trifàsic sota càрrega
El selector de toma de tensió trifàsic sota càрrega és un dispositiu de commutació especial que pot canviar contactes fins i tot sota condicions de càрrega. El nombre d'engranatges del selector de toma de tensió s'hauria de configurar considerant plenament la vida útil del selector i l'estàndard de precisió d'ajustament de tensió dels usuaris, que generalment inclou set engranatges i nou engranatges.
1.3 Controlador intel·ligent
Aquest dispositiu és principalment responsable de recopilar les dades de tensió transmeses pel sistema, comparar aquestes dades amb el valor fixat, i després emitir ordres corresponents per controlar el selector de toma de tensió sota càрrega per implementar operacions d'ajustament de tensió. El principi de funcionament d'aquest equipament es mostra a la Figura 1.
A la Figura 1, A és la terminal d'entrada, principalment connectada a la font d'energia; a és la terminal de sortida, principalment connectada a la càрrega. El controlador intel·ligent pot detectar la tensió a la terminal de sortida i comparar-la amb la tensió de referència. Quan la tensió a la terminal de sortida es desvia fora del rang de referència, el controlador retardarà l'operació. Si la durada del retard i l'interval d'operació compleixen els requisits relacionats, el controlador enviarà una ordre al selector de toma de tensió sota càрrega per controlar la rotació del motor del selector, impulsant així el selector a canviar entre les preseles. Això ajusta el ratio de tensió del transformador per aconseguir el propòsit d'ajustament de tensió automàtic sota càрrega. L'equipament d'ajustament automàtic de tensió SVR alimentat adopta un mode de tres entrades i tres sortides, que correspon respectivament als tres fils de l'alimentador de 10 kV, i aconsegueix l'objectiu a través de l'operació de commutació de l'equipament d'ajustament de tensió del disjuntor. Aquest equipament no ocupa un espai gran (generalment menys de 10 m²) i és més convenient i segur de localitzar.
2. Característiques de l'ajustador automàtic de tensió SVR alimentat
Econòmic i eficient: El cost d'assembleig d'un dispositiu d'ajustament de tensió és d'aproximadament 500.000 yuan, que és relativament baix i asequible. Com que l'equipament adopta el principi de funcionament d'un autotransformador, pot aconseguir un millor efecte d'ajustament de tensió, així arribant al propòsit d'economia i alta eficiència.
Alta precisió d'ajustament: Actualment, l'equipament més comú inclou dispositius d'ajustament de tensió automàtics sota càрrega de set engranatges i nou engranatges, i el rang d'ajustament de tensió d'un sol engranatge pot arribar a -4% a 4%, fent que l'ajustament sigui més precís i eficient, facilitant així l'ajustament de tensió en diverses condicions de treball.
Operació altament flexible: Com que l'equipament d'ajustament automàtic de tensió SVR alimentat generalment es connecta a l'alimentador en mode sèrie bypass, es pot treure convenientment de l'operació quan calgui, i la seva funció d'ajustament de tensió també es pot desactivar.
Baixa pèrdua sense càрrega: Aquest equipament utilitza principalment una estructura d'autotransformador, que no produeix grans pèrdues en condicions sense càрrega. Pot adaptar-se eficaçment a diversos períodes de consum de màxim pic en zones rurals, especialment alguns períodes de baix, evitant així eficaçment els problemes de pèrdua sense càрrega.
Com que el regulador de tensió està instal·lat en la línia del sistema en sèrie, l'alimentador no pot funcionar en sobrecàрrega, de manera que el flux d'energia de l'alimentador superi la màxima potència de l'equipament, el que podria causar danys a l'equipament.
3. Aplicació de l'ajustador automàtic de tensió SVR en la gestió de baixa tensió de les línies de 10 kV
Actualment, els reguladors de tensió automàtics de línia SVR estan instal·lats en les línies de 10 kV. Prenguem com a exemples la línia AB, la línia BC i la línia CD, i s'analitza l'aplicació dels reguladors de tensió de línia SVR. Cada línia porta càrregues de la xarxa elèctrica rural. La longitud total de la línia és llarga, hi ha moltes branques en la línia principal, i la càrrega en tota la línia no està distribuïda de manera uniforme. El següent analitza els canvis després d'afegir reguladors de tensió automàtics de línia en cada línia.
3.1 Aplicació en la Línia AB
En la secció AB de la línia de distribució de 10 kV, la longitud de la línia principal és de 24 km, la longitud total de la línia és de 117,01 km, i el tipus de conductor és LGJ-70. La seva longitud supera l'estàndard de longitud especificat, i hi ha moltes branques en la línia principal. Abans de la compensació de potència reactiva, el factor de potència de la línia és d'uns 0,9. Per ajustar automàticament la tensió de la línia i realitzar una distribució raonable d'energia elèctrica, es instal·la l'equipament de regulació automàtica de tensió SVR en la línia del sistema.
Després que l'equipament ha estat en funcionament durant un any, la taxa de conformitat de la tensió al costat d'entrada de l'equipament arriba al 97,85%, i la taxa de qualificació de la tensió al costat de sortida arriba al 100%. Afegint l'equipament de regulació de tensió de línia SVR, es pot optimitzar significativament la qualitat de la tensió. En un cert mes, observant diferents punts de referència, la tensió d'entrada i la tensió de sortida tenen les seves pròpies tendències de canvi.
A partir del gràfic estadístic, es troba que la tensió de la línia AB arriba al valor més baix a les 9:00, que és inferior al 90% de la tensió nominal. Bajo l'operació de l'equipament de regulació de tensió de línia, la tensió de sortida és de 10,02 kV, i l'amplitud de pujada de la tensió és d'uns 19,86%. Bajo l'operació del regulador de tensió de línia SVR, el valor de la tensió es pot controlar dins el rang ideal de 10~10,7 kV. Després de la compensació de potència reactiva, el factor de potència en aquesta àrea arriba a 0,95, cosa que permet aconseguir l'efecte de compensació ideal. Tanmateix, quan el capacitor de potència reactiva es posa en funcionament a gran escala, la tensió és relativament baixa, generalment inferior a 9 kV.
3.2 Aplicació en la Línia BC
La longitud de la línia BC és de 20,5 km, la longitud total de la línia és de 174 km, i el tipus de conductor utilitzat és relativament especial (LGJ-50). Encara hi ha moltes branques en la línia principal. El factor de potència abans de la compensació de potència reactiva de la línia és d'uns 0,88, per tant, es instal·la el regulador de tensió automàtic de línia SVR en aquesta línia. Després d'un any de funcionament, la taxa de conformitat de la tensió al terminal d'entrada de l'equipament és propera al 100%, i la tensió del terminal de sortida també és totalment qualificada.
Després d'afegir l'equipament de regulació de tensió de línia SVR, la qualitat de la tensió de tot el sistema ha augmentat significativament. A partir de la corba de tensió mesurada, es pot veure que la tensió d'aquesta línia és la més baixa entre les 20:00 i les 21:00, només 8,07 kV, que és inferior al 90% de la tensió nominal. Gràcies a l'efecte del regulador de tensió de línia, la tensió de sortida és de 9,68 kV, i l'amplitud de pujada de la tensió és del 20,07%, arribant al valor màxim d'ajustament de tensió de 20%.
3.3 Aplicació en la Línia CD
La longitud de la línia principal de la línia CD arriba a 14 km, la longitud total arriba a 153,98 km, i el tipus de conductor específic és LGJ-70. El factor de potència abans de la compensació de potència reactiva de la línia arriba a 0,9, per tant, es pot instal·lar el regulador de tensió automàtic SVR (model: SVR-2000/10-7) en el sostre de la línia. Després d'un any de funcionament, la taxa de conformitat de la tensió al terminal d'entrada de l'equipament és propera al 100%, i la tensió del terminal de sortida també és molt estàndard, arribant al 99,86%.
Afegint l'equipament de regulació de tensió de línia SVR, es pot optimitzar significativament la qualitat de la tensió, però el nivell de tensió al terminal d'entrada és lleugerament insuficient per complir completament l'estàndard del 100%. A partir de la corba de tensió observada, es pot veure que hi ha dos períodes de caiguda de tensió distints en la línia CD en aquell dia: de 8:00 a 10:00 i de 19:00 a 21:00. Els seus valors de tensió d'entrada són tots inferiors a 9 kV. Durant aquest període, la tensió a les 20:00 arriba al mínim, només 7,77 kV (només el 78% de la tensió nominal). L'ús del regulador de tensió de línia SVR pot promoure que la tensió sigui equilibrada i estable.
Tanmateix, la tensió de sortida a les 20:00 arriba a 8,82 kV, que encara està en un estat de baixa tensió. L'amplitud de pujada de la tensió de l'equipament és del 12,51%, gairebé arribant al valor estàndard del 15%. A partir de l'anàlisi de l'estat i l'efecte real de funcionament dels reguladors de tensió de línia mencionats anteriorment, fins i tot quan es troben amb valors extrems, l'amplitud de pujada de la tensió pot complir l'estàndard, per tant, es pot concloure que els reguladors de tensió seleccionats són qualificats.
4. Avantatges i Beneficis de l'Equipament de Regulació Automàtica de Tensió de Línia SVR
Aquest equipament de regulació de tensió aconsegueix un control estable de la tensió de sortida ajustant la relació de transformació del transformador autotransformer trifàsic. En l'aplicació pràctica, mostra els següents avantatges:
Pot realitzar completament la regulació de tensió automàtica, eficient i sobrecàrrega.
El transformador mateix adopta un autotransformer trifàsic connectat en estrella, que té una capacitat gran i un volum relativament petit, i es pot erigir en doble sostre.
El rang de regulació de tensió és normalment entre -10% i 20%, que pot satisfer els requisits de tensió. Segons l'anàlisi teòrica i el càlcul rellevants, el regulador de tensió automàtic de línia SVR es pot instal·lar segons les característiques específiques i les condicions reals de les línies en diferents seccions. Després d'instal·lar aquest regulador de tensió, la tensió es pot ajustar de manera flexible a 10,5 kV.
Un gran nombre d'exemples pràctics demostraven que l'equip complet de regulació automàtica de tensió per alimentador SVR tenia un alt grau d'automatització i funcions intel·ligents, podent seguir dinàmicament les fluctuacions de la tensió d'entrada, assegurant així un rendiment relativament estable de la tensió de sortida constant, i superant eficàcement el problema de baixa tensió. Després d'instal·lar l'equip de regulació de tensió SVR a la línia de baixa tensió, comparat amb construir una nova subestació, la substitució dels conductors pot controlar eficàciamen t l'inversió de capital, controlant així la tensió de la línia de manera efectiva, i també respondint als departaments nacionals rellevants, aportant així millors beneficis socials i econòmics.
Quan la càrrega de la línia roman constant, augmentant la tensió de la línia, es controla eficàciamen t la corrent de la línia, controlant així en gran mesura la pèrdua de la línia, millorant l'eficiència de transmissió d'energia, i finalment assolint l'objectiu d'estalviar energia i reduir pèrdues. Comparat amb construir una nova subestació, el regulador de tensió SVR controla eficàciamen t l'ús de capital mitjançant la renovació dels conductors, de manera que s'augmenti la tensió de tota la línia del sistema, complint així les normatives de l'indústria nacional rellevants, assolint beneficis econòmics ideals, i també aportant certs beneficis socials. Quan la càrrega de la línia roman estable, augmentant la tensió de la línia, es pot controlar eficàciamen t la corrent de la línia, controlant així la pèrdua de la línia fins a un cert punt, assolint l'objectiu d'estalviar energia i reduir pèrdues, mantenint els beneficis econòmics de l'empresa d'electricitat, i suprimint eficàciamen t la seva pèrdua econòmica, millorant així el benefici econòmic general.
5.Conclusió
En àrees amb espai limitat per al desenvolupament de la càrrega, poques disposicions de fonts d'energia, radi de subministrament gran, pèrdues de línia greus, càrrega pesada, i sense plans per a una nova subestació de 35 kV a curt termini, és adequat instal·lar l'equip de regulació automàtica de tensió per alimentador SVR per controlar els problemes d'operació del sistema. Això no només pot controlar eficientment el problema de la qualitat de la tensió, sinó que també minimitza la pèrdua de línia, aconseguint així beneficis econòmics i socials ideals. L'aplicació d'aquest equip també pot controlar eficàciamen t els costos, millorar l'eficiència operativa del sistema d'electricitat, i crear beneficis socials ideals.
