Recherche sur l'application du régulateur de tension automatique SVR pour la gestion de basse tension des lignes 10 kV
Avec le développement local et la délocalisation industrielle, de plus en plus d'entreprises investissent et établissent des usines dans des zones sous-développées. Cependant, en raison du développement immature de la charge électrique et des infrastructures de soutien telles que les réseaux de distribution inachevés, la charge nouvellement ajoutée ne peut être connectée qu'aux lignes existantes du réseau électrique rural. Les lignes de réseau de distribution dans les zones rurales se caractérisent par une charge dispersée, un diamètre de fil petit et un rayon d'alimentation excessivement grand.
La connexion d'une nouvelle charge à grande capacité à l'extrémité de la ligne peut entraîner une tension basse sur la ligne et des pertes de ligne excessives, affectant ainsi les bénéfices économiques du système dans son ensemble. L'application du régulateur de tension automatique SVR au traitement de basse tension des lignes de réseau de distribution peut améliorer de manière appropriée la qualité de fonctionnement du système de réseau de distribution, assurant ainsi la sécurité de l'alimentation électrique et répondant à la demande de connexion de la charge nouvellement ajoutée.
1. Principe de fonctionnement du régulateur de tension automatique SVR
L'équipement de régulation de tension automatique SVR est un dispositif de régulation de tension hautement automatisé capable d'ajuster automatiquement la tension de sortie. Il s'agit d'un auto-transformateur triphasé. À ce stade, la plupart des produits peuvent ajuster automatiquement la tension dans une plage de -20 % à 20 %. Cet équipement peut être installé dans le circuit de distribution, soit à mi-chemin, soit dans la zone de basse tension, afin de régler efficacement et de contrôler significativement la tension de ligne, garantissant ainsi une tension sûre et stable pour les utilisateurs. Cet équipement comprend généralement trois composants majeurs, à savoir : auto-transformateur triphasé, changeur de pas sous charge triphasé et contrôleur intelligent.
1.1 Auto-transformateur triphasé
L'équipement auto-transformateur triphasé est principalement composé de trois parties : enroulement série, enroulement parallèle et enroulement de commande. Parmi ces trois enroulements, l'enroulement série comprend plusieurs prises, toutes connectées en série entre les entrées et sorties via chaque contact du changeur de pas sous charge. Le rapport de transformation de l'auto-transformateur peut être ajusté en modifiant la position de la prise, permettant ainsi un ajustement raisonnable de la tension. L'enroulement parallèle triphasé est un enroulement commun qui lui-même est un champ magnétique pouvant être utilisé pour transmettre de l'énergie. L'enroulement de commande peut fournir l'énergie nécessaire pour le fonctionnement du contrôleur et également fournir des signaux d'échantillonnage.
1.2 Changeur de pas sous charge triphasé
Le changeur de pas sous charge triphasé est un dispositif de commutation spécial qui peut changer de contacts même sous charge. Le nombre de positions du changeur de pas doit être défini en tenant pleinement compte de la durée de vie du changeur de pas et de la norme de précision de la régulation de tension de l'utilisateur, qui comprend généralement sept et neuf positions.
1.3 Contrôleur intelligent
Ce dispositif est principalement responsable de la collecte des données de tension transmises par le système, de la comparaison de ces données avec la valeur définie, puis de l'émission de commandes correspondantes pour contrôler le changeur de pas sous charge afin de réaliser les opérations de régulation de tension. Le principe de fonctionnement de cet équipement est illustré à la Figure 1.
Dans la Figure 1, A est la borne d'entrée, principalement connectée à la source d'alimentation ; a est la borne de sortie, principalement connectée à la charge. Le contrôleur intelligent peut détecter la tension à la borne de sortie et la comparer avec la tension de référence. Lorsque la tension à la borne de sortie s'écarte de la plage de référence, le contrôleur effectuera une opération retardée. Si la durée de retard et l'intervalle d'opération répondent aux exigences pertinentes, le contrôleur enverra une commande au changeur de pas sous charge pour contrôler la rotation du moteur dans le changeur de pas, conduisant ainsi le changeur de pas à passer d'une prise à l'autre.
Cela ajuste le rapport de transformation du transformateur pour atteindre l'objectif de la régulation automatique de tension sous charge. L'équipement de régulation automatique de tension SVR adopte un mode d'entrée et de sortie triphasé, correspondant respectivement aux trois phases du réseau de distribution 10 kV, et atteint l'objectif grâce à l'opération de commutation de l'équipement de régulation de tension du disjoncteur. Cet équipement n'occupe pas un espace important (généralement inférieur à 10 m²) et est plus facile et sûr à installer.
2. Caractéristiques du régulateur de tension automatique SVR
Économique et efficace : Le coût d'assemblage d'un seul dispositif de régulation de tension est d'environ 500 000 yuans, ce qui est relativement faible et abordable. Comme l'équipement adopte le principe de fonctionnement d'un auto-transformateur, il peut atteindre un meilleur effet de régulation de tension, atteignant ainsi l'objectif d'économie et d'efficacité.
Haute précision de réglage : Actuellement, les équipements les plus courants comprennent des dispositifs de régulation de tension automatique à 7 et 9 positions, et la plage de régulation de tension d'une seule position peut atteindre jusqu'à -4 % à 4 %, rendant le réglage plus précis et efficace, ce qui est pratique pour la régulation de tension dans diverses conditions de travail.
Opération très flexible : Comme l'équipement de régulation automatique de tension SVR est généralement connecté en série parallèle au réseau de distribution, il peut être facilement retiré de service si nécessaire, et sa fonction de régulation de tension peut également être désactivée.
Faibles pertes à vide : Cet équipement utilise principalement une structure d'auto-transformateur, qui ne produit pas de grandes pertes à vide. Il peut s'adapter efficacement à diverses périodes de consommation de pointe dans les zones rurales, en particulier certaines périodes creuses, empêchant ainsi efficacement les problèmes de pertes à vide.
Comme le régulateur de tension est installé en série dans la ligne du système, le réseau de distribution ne peut pas fonctionner en surcharge, de sorte que le flux de puissance du réseau de distribution dépasse la puissance maximale de l'équipement, ce qui pourrait causer des dommages à l'équipement.
3. Application du régulateur de tension automatique SVR dans la gestion de basse tension des lignes 10 kV
Actuellement, des régulateurs de tension automatiques SVR pour alimentation sont installés sur les lignes de 10 kV. En prenant en exemple les lignes AB, BC et CD, l'application des régulateurs de tension de ligne SVR est analysée. Chaque ligne supporte des charges de réseau électrique rural. La longueur totale de la ligne est importante, il y a de nombreuses lignes secondaires sur la ligne principale, et la charge n'est pas uniformément répartie sur toute la ligne. L'analyse suivante examine les changements après l'ajout de régulateurs de tension automatiques d'alimentation sur chaque ligne.
3.1 Application sur la ligne AB
Dans la section AB de la ligne de réseau de distribution à 10 kV, la longueur de la ligne principale est de 24 km, la longueur totale de la ligne est de 117,01 km, et le type de conducteur est LGJ-70. Sa longueur dépasse la norme de longueur spécifiée, et il y a de nombreuses lignes secondaires sur la ligne principale. Avant la compensation de la puissance réactive, le facteur de puissance de la ligne est d'environ 0,9. Afin de régler automatiquement la tension de la ligne et de réaliser une distribution raisonnable de l'énergie électrique, un équipement de régulation automatique de tension d'alimentation SVR est installé dans la ligne du système.
Après un an de fonctionnement de l'équipement, le taux de conformité de la tension côté entrée de l'équipement atteint 97,85 %, et le taux de qualification de la tension côté sortie atteint 100 %. En ajoutant l'équipement de régulation de tension d'alimentation SVR, la qualité de la tension peut être significativement optimisée. Dans un certain mois, en observant différents points de référence, la tension d'entrée et la tension de sortie ont chacune leurs propres tendances de variation.
D'après le graphique statistique, on constate que la tension de la ligne AB atteint sa valeur minimale à 9h00, qui est inférieure à 90 % de la tension nominale. Sous l'effet de l'équipement de régulation de tension d'alimentation, la tension de sortie est de 10,02 kV, et l'amplitude de la montée en tension est d'environ 19,86 %. Avec le fonctionnement du régulateur de tension d'alimentation SVR, la valeur de tension peut être contrôlée dans la plage idéale standard de 10 à 10,7 kV. Après la compensation de la puissance réactive, le facteur de puissance dans cette zone est aussi élevé que 0,95, ce qui permet d'atteindre un effet de compensation idéal. Cependant, lorsque le condensateur de puissance réactive est mis en service à grande échelle, la tension est relativement faible, généralement inférieure à 9 kV.
3.2 Application sur la ligne BC
La longueur de la ligne BC est de 20,5 km, la longueur totale de la ligne est de 174 km, et le type de conducteur utilisé est relativement spécial (LGJ-50). Il y a encore de nombreuses lignes secondaires sur la ligne principale. Le facteur de puissance avant la compensation de la puissance réactive de la ligne est d'environ 0,88, donc un régulateur de tension automatique d'alimentation SVR est installé sur cette ligne. Après un an de fonctionnement, le taux de conformité de la tension au niveau de l'entrée de l'équipement est proche de 100 %, et la tension de la sortie est également entièrement conforme.
Après l'ajout de l'équipement de régulation de tension d'alimentation SVR, la qualité de la tension de l'ensemble du système a considérablement augmenté. D'après la courbe de tension mesurée, on constate que la tension de cette ligne est la plus basse entre 20h00 et 21h00, seulement 8,07 kV, qui est inférieure à 90 % de la tension nominale. Grâce à l'effet du régulateur de tension d'alimentation, la tension de sortie est de 9,68 kV, et l'amplitude de la montée en tension est de 20,07 %, atteignant la valeur maximale de régulation de tension de 20 %.
3.3 Application sur la ligne CD
La longueur de la ligne principale de la ligne CD atteint 14 km, la longueur totale atteint 153,98 km, et le type de conducteur spécifique est LGJ-70. Le facteur de puissance avant la compensation de la puissance réactive de la ligne atteint 0,9, donc un régulateur de tension automatique SVR (modèle : SVR-2000/10-7) peut être installé sur le pylône de la ligne. Après un an de fonctionnement, le taux de conformité de la tension au niveau de l'entrée de l'équipement est proche de 100 %, et la tension de la sortie est également très standard, atteignant 99,86 %.
L'ajout de l'équipement de régulation de tension d'alimentation SVR optimise significativement la qualité de la tension, mais le niveau de tension au niveau de l'entrée est légèrement insuffisant pour répondre pleinement à la norme de 100 %. D'après la courbe de tension observée, on constate qu'il y a deux périodes distinctes de baisse de tension sur la ligne CD ce jour-là : 8h00-10h00 et 19h00-21h00. Leurs valeurs de tension d'entrée sont toutes inférieures à 9 kV. Pendant cette période, la tension à 20h00 atteint son minimum, seulement 7,77 kV (seulement 78 % de la tension nominale). L'utilisation du régulateur de tension d'alimentation SVR peut favoriser une tension équilibrée et stable.
Cependant, la tension de sortie à 20h00 atteint 8,82 kV, ce qui reste dans un état de basse tension. L'amplitude de la montée en tension de l'équipement est de 12,51 %, atteignant presque la valeur standard de 15 %. D'après l'analyse de l'état et de l'efficacité réels des régulateurs de tension d'alimentation ci-dessus, même en cas de valeurs extrêmes, l'amplitude de la montée en tension peut répondre aux normes, on peut donc conclure que les régulateurs de tension sélectionnés sont qualifiés.
4. Avantages et bénéfices de l'équipement de régulation automatique de tension d'alimentation SVR
Cet équipement de régulation de tension assure principalement un contrôle stable de la tension de sortie en ajustant le rapport de transformation de l'autotransformateur triphasé. Dans l'application pratique, il présente les avantages suivants :
Il peut entièrement réaliser une régulation de tension automatique, efficace et sous charge.
Le transformateur lui-même adopte un autotransformateur triphasé en étoile, qui a une grande capacité et un volume relativement petit, et peut être installé sur des poteaux doubles.
La plage de régulation de tension est généralement comprise entre -10 % et 20 %, ce qui peut satisfaire les exigences de tension. Selon l'analyse théorique et le calcul pertinents, le régulateur de tension d'alimentation automatique SVR peut être installé en fonction des caractéristiques spécifiques et des conditions réelles des lignes dans différentes sections. Après l'installation de ce régulateur de tension, la tension peut être ajustée de manière flexible à 10,5 kV.
Un grand nombre d'exemples pratiques prouvent que l'ensemble d'équipements de régulation automatique de tension pour alimentation SVR présente un haut degré d'automatisation et de fonctions intelligentes, capable de suivre dynamiquement les fluctuations de la tension d'entrée, garantissant ainsi une performance relativement stable de la tension de sortie constante, et surmontant efficacement le problème de basse tension. Après l'installation de l'équipement de régulation de tension SVR sur la ligne basse tension, comparé à la construction d'une nouvelle sous-station, le remplacement des conducteurs permet de contrôler efficacement l'investissement en capital, contrôlant ainsi efficacement la tension de la ligne, tout en répondant aux départements nationaux concernés, apportant ainsi de meilleurs bénéfices sociaux et économiques.
Lorsque la charge de la ligne reste constante, en augmentant la tension de la ligne, on contrôle efficacement le courant de la ligne, ce qui permet de contrôler considérablement la perte de ligne, améliorant ainsi l'efficacité de transmission de l'énergie, et finalement atteignant l'objectif d'économie d'énergie et de réduction des pertes. Comparé à la construction d'une nouvelle sous-station, le régulateur de tension SVR contrôle efficacement l'utilisation du capital en mettant à jour les conducteurs, augmentant ainsi la tension de toute la ligne système, ce qui répond aux règlements de l'industrie nationale pertinents, atteint des bénéfices économiques idéaux, et apporte également certains bénéfices sociaux. Lorsque la charge de la ligne reste stable, en augmentant la tension de la ligne, on peut contrôler efficacement le courant de la ligne, limitant ainsi dans une certaine mesure la perte de ligne, atteignant l'objectif d'économie d'énergie et de réduction des pertes, maintenant les bénéfices économiques de l'entreprise de distribution d'électricité, et supprimant efficacement sa perte économique, améliorant ainsi l'ensemble des bénéfices économiques.
5.Conclusion
Dans les zones où l'espace de développement de la charge est limité, avec peu de dispositions de sources d'énergie, un rayon d'alimentation électrique important, des pertes de ligne importantes, une charge lourde, et sans planification de sous-station 35 kV à court terme, il est approprié d'installer l'équipement de régulation automatique de tension pour alimentation SVR pour contrôler les problèmes opérationnels du système. Cela peut non seulement contrôler efficacement le problème de qualité de la tension, mais aussi minimiser les pertes de ligne, afin d'obtenir des bénéfices économiques et sociaux idéaux. L'application de cet équipement peut également contrôler efficacement les coûts, améliorer l'efficacité opérationnelle du système électrique, et créer des bénéfices sociaux idéaux.
