מחקרים ליישום של רגולטור מתח אוטומטי לקו SVR בניהול מתח נמוך לקוות 10 ק"ו
עם התפתחות מקומית והעברת תעשיות, יותר ויותר חברות משקעות ומתקינות מפעלים באזורים פחות מפותחים. עם זאת, בשל התפתחות לא בשל של עומס חשמלי ותשתית תומכת כגון רשתות הפצה לא שלמות, העומס החדש יכול להתחבר רק לקו החשמל הקיים בפריפריה. מאפייני קווי הפצה בפריפריה הם עומס מפוזר, קוטר חוט קטן ורדיוס אספקה חשמלית גדול מדי.
החיבור של עומס חדש בעומס גדול לקצה הקו עלול לגרום לשלט נמוך ולאובדן קו מופרז, מה שמתגמד את הרווחיות הכללית של המערכת. שימוש ברגולטור מתח אוטומטי SVR לטיפול במתח נמוך בקווי הפצה יכול לשפר נכון את איכות ההפעלה של מערכת הפצת החשמל, ובכך להבטיח את בטיחות האספקה ולהיענות לדרישה להתחברות לעומס חדש.
1. עקרון פעולה של רגולטור מתח אוטומטי SVR
ציוד הרגולציה האוטומטית של מתח ההזנה SVR הוא מכשיר רגולציה אוטומטי מאוד שיכול להתאים באופן אוטומטי את מתח הפליטה. זהו טרנספורמר אוטו של שלוש פאזות. בשלב זה, רוב המוצרים יכולים להתאים את המתח באופן אוטומטי בתחום של -20% עד 20%. ניתן להתקין את הציוד בקו הזנה, בין אם במקום מרכזי או באזור מתח נמוך, כדי להתאים ולשלוט באופן יעיל במתח הקו, ובכך להבטיח אספקת מתח בטוחה והיציבה עבור משתמשים. הציוד כולל בדרך כלל שלושה רכיבים עיקריים, ספציפית: טרנספורמר אוטו של שלוש פאזות, מחליף טאפים תחת עומס של שלוש פאזות ו@Controller אינטליגנטי.
1.1 טרנספורמר אוטו של שלוש פאזות
ציוד הטרנספורמר האוטו של שלוש הפאזות מורכב בעיקר משלושה חלקים: סליל סידורי, סליל משולב וסליל בקרה. מבין שלושת הסלילים הללו, הסליל הסידורי כולל סלילים עם מספר טאפים המחוברים בסידור בין הקצוות של הקלט והפלט דרך כל מגע במחליף הטאפים תחת עומס. ניתן להתאים את יחס המתח של הטרנספורמר האוטו על ידי שינוי מיקום הטאף, כך שניתן להתאים בצורה הגיונית את המתח. הסליל המשולב של שלוש הפאזות הוא סליל משותף, שהוא בעצמו שדה מגנטי המשמש להעברת אנרגיה. הסליל הבקר יכול לספק את האנרגיה הנדרשת לחישוב של הבקר וגם לספק אותות דגימה.
1.2 מחליף טאפים תחת עומס של שלוש פאזות
מחליף הטאפים תחת עומס של שלוש הפאזות הוא מכשיר מעבר מיוחד שיכול להחליף מגעים גם בתנאי עומס. מספר השבבים של מחליף הטאף צריך להיות מוגדר בהתחשב בתקופת השימוש של מחליף הטאף ובסטנדרט הדיוק של התאמה של מתח המשתמש, אשר בדרך כלל כולל שבעה שבבים ותשע שבבים.
1.3 בקר אינטליגנטי
המכשיר אחראי לאיסוף נתוני המתח שהועברו על ידי המערכת, השוואת הנתונים הללו עם הערך המוגדר, ואז מתן פקודות מתאימות לבקרת מחליף הטאף לתפעול פעולות התאמה של מתח. עקרון הפעולה של הציוד מתואר בתרשים 1.
בתרשים 1, A הוא הקצה הכניסה, המחובר בעיקר למקור החשמל; a הוא הקצה יציאה, המחובר בעיקר לעומס. הבקר האינטליגנטי יכול לנתח את המתח בקצה היציאה ולהשוות אותו למתח התייחסות. כאשר המתח בקצה היציאה סוטה מחוץ לטווח ההתייחסות, הבקר יבצע פעולה לאחר זמן המתנה. אם זמן המתנה והמרווח הפעולה עונים על הדרישות הרלוונטיות, הבקר יצפה פקודה למחליף הטאף כדי לשלוט בתנועת המנוע במחליף הטאף, ובכך להניע את מחליף הטאף להחליף בין טאפים.
זה מאפשר להתאים את יחס המתח של הטרנספורמר כדי להשיג את מטרה של התאמה אוטומטית של מתח תחת עומס. ציוד הרגולציה האוטומטי של מתח ההזנה SVR משתמש בשיטה של שלוש כניסות ושני יציאות, המתאימה לשלוש הפאזות של קו הזנה של 10 kV, ומגיעה למטרה באמצעות הפעלת מחליפו של מתקן הרגולציה של המתח. הציוד אינו דורש הרבה מקום (בדרך כלל פחות מ-10 מ"ר) ונוח ובטוח יותר להצבה.
2. מאפיינים של רגולטור מתח אוטומטי של קו הזנה SVR
כלכלי ואפקטיבי: עלות ההרכבה של מכשיר רגולטור מתח אחד היא בערך 500,000 יואן, שזה נמוך וניתן להישג. מכיוון שהציוד משתמש בעקרון הפעולה של טרנספורמר אוטו, הוא יכול להשיג תוצאה טובה יותר של רגולציה של מתח, ובכך להגיע למטרה של כלכלתיות ואפקטיביות גבוהה.
דיוק גבוה בהתאמה: כיום, הציוד הנפוץ ביותר כולל מכשירי רגולציה אוטומטיים של 7-שבלות ו-9-שבלות, וטווח הרגולציה של שבלת יחידה יכול להגיע עד -4% עד 4%, מה שהופך את ההתאמה ליותר מדוייקת ואפקטיבית, מה שמתאים להתאמה של מתח תחת מצבים שונים של פעולה.
תפעול גמיש מאוד: מכיוון שציוד הרגולציה האוטומטי של מתח ההזנה SVR מחובר בדרך כלל לקו הזנה בשיטה של סידור סידורי, ניתן להוציא אותו בקלות מהפעולה כאשר יש צורך, ואת פונקציית הרגולציה שלו ניתן גם לכבות.
אובדן נמוך ללא עומס: הציוד משתמש בעיקר מבנה של טרנספורמר אוטו, שאינו מייצר אובדן גדול במצב ללא עומס. הוא יכול להתאים בצורה יעילת לשיאי צריכת החשמל השונים באזורים כפריים, במיוחד במהלך כמה שעות שפל, ובכך למנוע בעיות של אובדן ללא עומס.
מאחר והרגולטור מותקן בשורה במערכת הקו, הקו הזנה לא יכול לפעול בנגד עומס, כך שהזרם בקו הזנה עולה על עצמת המכסימלית של הציוד, מה שיכול לגרום לנזק לציוד.
3. שימוש ברגולטור מתח אוטומטי של קו SVR בניהול מתח נמוך של קווים של 10 kV
ב настоящее время на линиях 10 кВ установлены автоматические регуляторы напряжения SVR. На примере линий AB, BC и CD анализируется применение регуляторов напряжения SVR. Каждая линия несет нагрузку сельской электросети. Общая длина линии большая, на главной линии много ответвлений, и нагрузка по всей линии распределена неравномерно. Ниже анализируются изменения после добавления автоматических регуляторов напряжения на каждую линию.
3.1 Применение на линии AB
На участке AB линии распределительной сети 10 кВ длина основной линии составляет 24 км, общая длина линии - 117,01 км, тип проводника - LGJ-70. Ее длина превышает установленный стандарт длины, и на основной линии много ответвлений. До компенсации реактивной мощности коэффициент мощности линии составляет около 0,9. Для автоматической регулировки напряжения линии и рационального распределения электроэнергии в системную линию установлено оборудование для автоматической регулировки напряжения SVR.
После года эксплуатации оборудования коэффициент соответствия напряжения на входе оборудования достигает 97,85%, а коэффициент качества напряжения на выходе составляет 100%. Добавление оборудования для регулировки напряжения SVR значительно улучшает качество напряжения. В определенный месяц, наблюдая различные точки отсчета, входное и выходное напряжение имеют свои собственные тенденции изменения.
Из статистического графика видно, что напряжение на линии AB достигает минимального значения в 9:00, что ниже 90% номинального напряжения. Под действием оборудования для регулировки напряжения выходное напряжение составляет 10,02 кВ, а амплитуда повышения напряжения составляет около 19,86%. Под действием регулятора напряжения SVR значение напряжения можно контролировать в идеальном стандартном диапазоне 10~10,7 кВ. После компенсации реактивной мощности коэффициент мощности в этом районе достигает 0,95, что позволяет достичь идеального эффекта компенсации. Однако при массовом вводе конденсаторов реактивной мощности напряжение относительно низкое, обычно ниже 9 кВ.
3.2 Применение на линии BC
Длина линии BC составляет 20,5 км, общая длина линии - 174 км, используется специальный тип проводника (LGJ-50). На основной линии все еще много ответвлений. Коэффициент мощности до компенсации реактивной мощности линии составляет около 0,88, поэтому на этой линии установлен автоматический регулятор напряжения SVR. После года эксплуатации коэффициент соответствия напряжения на входе оборудования близок к 100%, а напряжение на выходе также полностью соответствует требованиям.
После добавления оборудования для регулировки напряжения SVR качество напряжения во всей системе значительно повысилось. Из измеренной кривой напряжения видно, что напряжение на этой линии самое низкое в период с 20:00 до 21:00, всего 8,07 кВ, что ниже 90% номинального напряжения. Благодаря действию регулятора напряжения выходное напряжение составляет 9,68 кВ, а амплитуда повышения напряжения составляет 20,07%, достигая максимального стандарта регулирования напряжения 20%.
3.3 Применение на линии CD
Длина основной линии линии CD составляет 14 км, общая длина линии - 153,98 км, конкретный тип проводника - LGJ-70. Коэффициент мощности до компенсации реактивной мощности линии составляет 0,9, поэтому на опоре линии можно установить автоматический регулятор напряжения SVR (модель: SVR-2000/10-7). После года эксплуатации коэффициент соответствия напряжения на входе оборудования близок к 100%, а напряжение на выходе также очень стандартное, достигая 99,86%.
Добавление оборудования для регулировки напряжения SVR значительно улучшает качество напряжения, но уровень напряжения на входе немного недостаточен, чтобы полностью соответствовать стандарту 100%. Из наблюдаемой кривой напряжения видно, что на линии CD в тот день есть два четко выраженных периода падения напряжения: с 8:00 до 10:00 и с 19:00 до 21:00. Их значения входного напряжения ниже 9 кВ. В этот период напряжение в 20:00 достигает минимального значения, всего 7,77 кВ (всего 78% от номинального напряжения). Использование регулятора напряжения SVR способствует равновесию и стабильности напряжения.
Однако выходное напряжение в 20:00 достигает 8,82 кВ, что все еще находится в состоянии низкого напряжения. Амплитуда повышения напряжения оборудования составляет 12,51%, что практически достигает стандартного значения 15%. Из анализа фактического состояния и эффективности работы вышеупомянутых регуляторов напряжения, даже при встрече с экстремальными значениями, амплитуда повышения напряжения соответствует стандарту, поэтому можно сделать вывод, что выбранные регуляторы напряжения соответствуют требованиям.
4. Преимущества и выгоды от оборудования для автоматической регулировки напряжения SVR
Это оборудование для регулировки напряжения в основном обеспечивает стабильное управление выходным напряжением путем регулировки коэффициента трансформации трехфазного автотрансформатора. В практическом применении оно показывает следующие преимущества:
Можно полностью реализовать автоматическую, эффективную и регулировку напряжения под нагрузкой.
Сам трансформатор использует звездное соединение трехфазного автотрансформатора, который имеет большую мощность и относительно малый объем, и может быть установлен на двух опорах.
Диапазон регулировки напряжения обычно составляет от -10% до 20%, что удовлетворяет требованиям напряжения. Согласно соответствующему теоретическому анализу и расчетам, автоматический регулятор напряжения SVR можно установить в соответствии с конкретными характеристиками и реальным состоянием линий в различных секциях. После установки этого регулятора напряжения его можно гибко регулировать до 10,5 кВ.
מספר גדול של דוגמאות מעשיות מוכיח כי הציוד המלא לאוטומציה ורגולציה אוטומטית של מתח ה-SVR הוא בעל רמת אוטומציה ובקרה חכמה גבוהה, יכול לעקוב דינמית אחרי התנודות במתח הכניסה, וכך להבטיח ביצועים יציבים יחסית של מתח היציאה הקבוע, ולתת מענה אפקטיבי לבעיית מתח נמוך. לאחר התקנת ציוד רגולציה של מתח SVR על הקו הנמוך, בהשוואה לבניית תחנת משנה חדשה, החלפת המוליכים יכולה לשלוט בצורה אפקטיבית בהשקעות הבסיס, כך שיכולה לשלוט בצורה אפקטיבית במתח הקו, ולהגיב ליחידה הרלוונטית של המדינה, כך שהלכה למעשה מביאת תועלת כלכלית וחברתית טובה יותר.
כאשר עומס הקו נשאר קבוע, על ידי עלייה במתח הקו, ניתן לשלוט בצורה אפקטיבית בעוצמת הזרם בקו, כך שיכולה לשלוט בצורה גדולה מאוד בהפסדי הקו, לשפר את יעילות העברת החשמל, ולבסוף להשיג את מטרה של חיסכון והפחתת הפסדים. בהשוואה לבניית תחנת משנה חדשה, רגולטור המתח SVR משלוט בצורה אפקטיבית בשימוש בחומרים על ידי עדכון מוליכים, כך שמתח של מערכת הקו כולה עולה, מה שמקיים את התקנות התעשייה הרלוונטיות של המדינה, משיג תועלת כלכלית אידיאלית, ומביא גם תועלת חברתית מסוימת. כאשר עומס הקו נשאר יציב, על ידי עלייה במתח הקו, ניתן לשלוט בצורה אפקטיבית בעוצמת הזרם בקו, כך שיכולה לשלוט במידה מסוימת בהפסדי הקו, להשיג את מטרה של חיסכון והפחתת הפסדים, לשמור על התועלת הכלכלית של חברת ההספק, ולהגביל בצורה אפקטיבית את ההפסד שלה, כך משפר את התועלת הכלכלית הכוללת.
5. סיכום
במקומות בהם יש מרחב מוגבל לפיתוח עומסים, מספר קטן של מיקומי מקורות חשמל, רדיוס הזינה גדול, הפסדי קו חמורים, עומס כבד, ולא מתוכנן בניית תחנת משנה של 35 ק"ו בקרוב, מתאים להתקין ציוד רגולציה אוטומטית של מתח ה-SVR כדי לשלוט בעיות פעילות המערכת. זה יכול לא רק לשלוט בצורה אפקטיבית בענייני איכות מתח, אלא גם להפחית באופן משמעותי את הפסדי הקו, כדי להשיג תועלת כלכלית וחברתית אידיאלית. שימוש בציוד זה יכול גם לשלוט בצורה אפקטיבית בהוצאות, לשפר את יעילות פעולת מערכת החשמל, וליצור תועלת חברתית אידיאלית.
