10 kV लाइनों के निम्न वोल्टेज प्रबंधन में SVR लाइन स्वचालित वोल्टेज रेगुलेटर के अनुप्रयोग का शोध

स्थानीय विकास और औद्योगिक स्थानांतरण के साथ, अधिक और अधिक उद्यम अविकसित क्षेत्रों में निवेश कर रहे हैं और वहाँ फैक्टरियाँ स्थापित कर रहे हैं। हालांकि, बिजली की लोड के अपरिपक्व विकास और वितरण नेटवर्क जैसी सहायक सुविधाओं की अपूर्णता के कारण, नए जोड़े गए लोड को मौजूदा ग्रामीण बिजली ग्रिड लाइनों से जोड़ा जा सकता है। ग्रामीण क्षेत्रों में वितरण नेटवर्क लाइनों का विशेष लक्षण छिछली लोड, छोटा तार व्यास और अत्यधिक बड़ी पावर सप्लाई त्रिज्या है।

नए जोड़े गए बड़े-क्षमता वाले लोड को लाइन के अंत में जोड़ने से लाइन वोल्टेज कम हो सकता है और प्रणाली लाइन नुकसान अत्यधिक हो सकता है, जिससे पूरी प्रणाली के आर्थिक लाभ प्रभावित हो सकते हैं। SVR लाइन स्वचालित वोल्टेज रेगुलेटर को वितरण नेटवर्क लाइनों के निम्न वोल्टेज उपचार के लिए लागू करने से वितरण नेटवर्क प्रणाली की संचालन गुणवत्ता को उचित रूप से सुधारा जा सकता है, जिससे बिजली सप्लाई सुरक्षा सुनिश्चित की जा सकती है और नए जोड़े गए लोड की मांग को पूरा किया जा सकता है।

1. SVR स्वचालित वोल्टेज रेगुलेटर का संचालन सिद्धांत

SVR फीडर स्वचालित वोल्टेज रेगुलेशन उपकरण एक उच्च ऑटोमेटिक वोल्टेज रेगुलेशन उपकरण है जो आउटपुट वोल्टेज को स्वचालित रूप से समायोजित कर सकता है। यह एक तीन-फेज ऑटोट्रांसफार्मर है। इस चरण में, अधिकांश उत्पाद -20% से 20% की सीमा में वोल्टेज को स्वचालित रूप से समायोजित कर सकते हैं। इस उपकरण को फीडर सर्किट में इंस्टॉल किया जा सकता है, या तो मध्य स्थिति में या निम्न-वोल्टेज क्षेत्र में, ताकि लाइन वोल्टेज को प्रभावी रूप से समायोजित और नियंत्रित किया जा सके, जिससे उपयोगकर्ताओं को सुरक्षित और स्थिर वोल्टेज प्रदान की गारंटी हो। यह उपकरण आमतौर पर तीन प्रमुख घटकों से युक्त होता है, विशेष रूप से: तीन-फेज ऑटोट्रांसफार्मर, तीन-फेज ऑन-लोड टैप चेंजर, और इंटेलिजेंट कंट्रोलर।

1.1 तीन-फेज ऑटोट्रांसफार्मर

तीन-फेज ऑटोट्रांसफार्मर उपकरण मुख्य रूप से तीन भागों से युक्त होता है: श्रृंखला वाइंडिंग, शंकु वाइंडिंग, और नियंत्रण वाइंडिंग। इन तीन वाइंडिंगों में, श्रृंखला वाइंडिंग में कई टैप वाले वाइंडिंग शामिल होते हैं, जो सभी ऑन-लोड टैप चेंजर के प्रत्येक संपर्क के माध्यम से इनपुट और आउटपुट छोरों के बीच श्रृंखला में जुड़े होते हैं। ऑटोट्रांसफार्मर का वोल्टेज अनुपात टैप स्थिति को बदलकर समायोजित किया जा सकता है, ताकि वोल्टेज को उचित रूप से समायोजित किया जा सके। तीन-फेज शंकु वाइंडिंग एक सामान्य वाइंडिंग है, जो खुद एक चुंबकीय क्षेत्र है जिसे ऊर्जा प्रसारित करने के लिए उपयोग किया जा सकता है। नियंत्रण वाइंडिंग कंट्रोलर के संचालन के लिए आवश्यक विद्युत ऊर्जा प्रदान कर सकता है और नमूना सिग्नल भी प्रदान कर सकता है।

1.2 तीन-फेज ऑन-लोड टैप चेंजर

तीन-फेज ऑन-लोड टैप चेंजर एक विशेष स्विचिंग उपकरण है जो लोड की स्थिति में भी संपर्कों को स्विच कर सकता है। टैप चेंजर की गियर की संख्या टैप चेंजर की जीवन अवधि और उपयोगकर्ता वोल्टेज रेगुलेशन की सटीकता मानक को पूरा करने के लिए पूरी तरह से विचार करके सेट की जानी चाहिए, जो आमतौर पर सात और नौ गियर शामिल करता है।

1.3 इंटेलिजेंट कंट्रोलर

यह उपकरण मुख्य रूप से प्रणाली द्वारा प्रसारित वोल्टेज डेटा को संग्रहित करने, इस डेटा को सेट मान के साथ तुलना करने और फिर विद्युत टैप चेंजर को नियंत्रित करने के लिए उचित आदेश जारी करने के लिए जिम्मेदार है, ताकि वोल्टेज रेगुलेशन संचालन को लागू किया जा सके। इस उपकरण का संचालन सिद्धांत चित्र 1 में दिखाया गया है।

चित्र 1 में, A इनपुट टर्मिनल है, जो मुख्य रूप से पावर सोर्स से जुड़ा होता है; a आउटपुट टर्मिनल है, जो मुख्य रूप से लोड से जुड़ा होता है। इंटेलिजेंट कंट्रोलर आउटपुट टर्मिनल पर वोल्टेज को देख सकता है और इसे रेफरेंस वोल्टेज के साथ तुलना कर सकता है। जब आउटपुट टर्मिनल वोल्टेज रेफरेंस रेंज से विचलित होता है, तो कंट्रोलर डिले कर सकता है। यदि डिले की अवधि और संचालन अंतराल संबंधित आवश्यकताओं को पूरा करते हैं, तो कंट्रोलर ऑन-लोड टैप चेंजर को नियंत्रित करने के लिए आदेश भेजेगा, जिससे ऑन-लोड टैप चेंजर में मोटर का घूर्णन नियंत्रित होगा, जिससे टैप चेंजर को टैप के बीच स्विच करने के लिए ड्राइव किया जा सकता है।

इससे ट्रांसफार्मर का वोल्टेज अनुपात समायोजित होता है और लोड के साथ स्वचालित वोल्टेज रेगुलेशन का लक्ष्य प्राप्त किया जा सकता है। SVR फीडर स्वचालित वोल्टेज रेगुलेशन उपकरण तीन-इनलेट और तीन-आउटलेट मोड का उपयोग करता है, जो 10 kV फीडर के तीन फेजों के साथ संबंधित होता है, और सर्किट ब्रेकर वोल्टेज रेगुलेशन उपकरण के स्विचिंग संचालन के माध्यम से लक्ष्य को प्राप्त करता है। यह उपकरण बड़ी जगह (आमतौर पर 10 मीटर² से कम) नहीं लेता है और इसकी स्थापना और सुरक्षा अधिक सुविधाजनक होती है।

2. SVR फीडर स्वचालित वोल्टेज रेगुलेटर की विशेषताएं

• आर्थिक और कार्यक्षम: एक वोल्टेज रेगुलेटर उपकरण की असेंबली लागत लगभग 500,000 युआन होती है, जो अपेक्षाकृत कम और अनुभवी होती है। चूंकि उपकरण ऑटोट्रांसफार्मर के संचालन सिद्धांत का उपयोग करता है, इसलिए यह बेहतर वोल्टेज रेगुलेशन प्रभाव प्राप्त कर सकता है, जिससे आर्थिक और उच्च कार्यक्षमता का लक्ष्य प्राप्त होता है।

• उच्च समायोजन सटीकता: वर्तमान में, सबसे सामान्य उपकरण 7-गियर और 9-गियर ऑन-लोड स्वचालित वोल्टेज रेगुलेशन उपकरण शामिल हैं, और एकल गियर का वोल्टेज रेगुलेशन सीमा -4% से 4% तक पहुंच सकती है, जिससे समायोजन अधिक सटीक और कार्यक्षम होता है, जो विभिन्न कार्यावधियों के तहत वोल्टेज रेगुलेशन के लिए सुविधाजनक होता है।

• उच्च लचीला संचालन: चूंकि SVR फीडर स्वचालित वोल्टेज रेगुलेशन उपकरण आमतौर पर फीडर से बायपास श्रृंखला मोड में जुड़ा होता है, इसलिए जब आवश्यक होता है तो इसे संचालन से आसानी से बाहर लिया जा सकता है, और इसका वोल्टेज रेगुलेशन कार्य भी बंद किया जा सकता है।

• कम नो-लोड लोस: यह उपकरण मुख्य रूप से एक ऑटोट्रांसफार्मर संरचना का उपयोग करता है, जो नो-लोड स्थिति में बड़ी लोस नहीं उत्पन्न करता है। यह ग्रामीण क्षेत्रों में विभिन्न शिखर विद्युत उपभोग कालों, विशेष रूप से कुछ ऑफ-पीक कालों के लिए उपयुक्त रूप से अनुकूलित हो सकता है, जिससे नो-लोड लोस समस्याओं को प्रभावी रूप से रोका जा सकता है।

• चूंकि वोल्टेज रेगुलेटर सिस्टम लाइन में श्रृंखला में इंस्टॉल किया जाता है, इसलिए फीडर ओवरलोड में संचालन नहीं कर सकता, जिससे फीडर पावर फ्लो उपकरण की अधिकतम पावर से अधिक हो सकता है, जिससे उपकरण की क्षति हो सकती है।

3. 10 kV लाइनों के निम्न वोल्टेज प्रबंधन में SVR लाइन स्वचालित वोल्टेज रेगुलेटर का उपयोग

वर्तमान में, 10 किलोवोल्ट लाइनों में SVR फीडर स्वचालित वोल्टेज रेगुलेटर्स लगाए गए हैं। AB लाइन, BC लाइन और CD लाइन के उदाहरण लेकर, SVR लाइन वोल्टेज रेगुलेटर्स के अनुप्रयोग का विश्लेषण किया गया है। प्रत्येक लाइन ग्रामीण विद्युत ग्रिड लोड ढोती है। समग्र लाइन की लंबाई लंबी है, मुख्य लाइन में कई शाखा लाइनें हैं, और पूरी लाइन में लोड समान रूप से वितरित नहीं है। निम्नलिखित में प्रत्येक लाइन में फीडर स्वचालित वोल्टेज रेगुलेटर्स जोड़ने के बाद होने वाले परिवर्तनों का विश्लेषण किया गया है।

3.1 AB लाइन में अनुप्रयोग

10 किलोवोल्ट वितरण नेटवर्क लाइन के AB खंड में, मुख्य लाइन की लंबाई 24 किलोमीटर है, कुल लाइन की लंबाई 117.01 किलोमीटर है, और चालक का प्रकार LGJ-70 है। इसकी लंबाई निर्धारित लंबाई मानक से अधिक है, और मुख्य लाइन में कई शाखा लाइनें हैं। अभिक्षेपी शक्ति की पूर्व भरपाई से पहले, लाइन का शक्ति गुणांक लगभग 0.9 है। लाइन वोल्टेज को स्वचालित रूप से समायोजित करने और विद्युत ऊर्जा के उचित वितरण को संभव बनाने के लिए, SVR फीडर स्वचालित वोल्टेज नियंत्रण उपकरण प्रणाली लाइन में लगाया गया है। 

उपकरण के एक वर्ष के संचालन के बाद, उपकरण के इनपुट टर्मिनल पर वोल्टेज की संगति दर 97.85% तक पहुंच जाती है, और आउटपुट टर्मिनल पर वोल्टेज योग्यता दर 100% तक पहुंच जाती है। SVR फीडर वोल्टेज नियंत्रण उपकरण जोड़ने से वोल्टेज गुणवत्ता में स्पष्ट रूप से सुधार होता है। किसी निश्चित महीने में, विभिन्न संदर्भ बिंदुओं को देखते हुए, इनपुट वोल्टेज और आउटपुट वोल्टेज के अपने-अपने परिवर्तन रुझान होते हैं। 

सांख्यिकीय चार्ट से पता चलता है कि AB लाइन का वोल्टेज 9:00 बजे न्यूनतम मान पर पहुंचता है, जो निर्धारित वोल्टेज के 90% से कम होता है। फीडर वोल्टेज नियंत्रण उपकरण के संचालन के तहत, आउटपुट वोल्टेज 10.02 किलोवोल्ट होता है, और वोल्टेज बढ़ाने का प्रतिशत लगभग 19.86% होता है। SVR फीडर वोल्टेज रेगुलेटर के संचालन के तहत, वोल्टेज मान 10~10.7 किलोवोल्ट की आदर्श मानक सीमा के भीतर नियंत्रित किया जा सकता है। अभिक्षेपी शक्ति की पूर्व भरपाई के बाद, इस क्षेत्र में शक्ति गुणांक लगभग 0.95 तक पहुंच जाता है, जो आदर्श भरपाई प्रभाव को प्राप्त कर सकता है। हालांकि, जब अभिक्षेपी शक्ति कंडेनसर को बड़े पैमाने पर संचालन में लाया जाता है, तो वोल्टेज अपेक्षाकृत कम होता है, आमतौर पर 9 किलोवोल्ट से कम।

3.2 BC लाइन में अनुप्रयोग

BC लाइन की लंबाई 20.5 किलोमीटर है, कुल लाइन की लंबाई 174 किलोमीटर है, और इसमें उपयोग किया गया चालक प्रकार अपेक्षाकृत विशेष (LGJ-50) है। मुख्य लाइन में अभी भी कई शाखा लाइनें हैं। लाइन का अभिक्षेपी शक्ति की पूर्व भरपाई से पहले शक्ति गुणांक लगभग 0.88 है, इसलिए इस लाइन पर SVR फीडर स्वचालित वोल्टेज रेगुलेटर लगाया गया है। एक वर्ष के संचालन के बाद, उपकरण इनपुट टर्मिनल की वोल्टेज संगति दर 100% के निकट है, और आउटपुट टर्मिनल की वोल्टेज भी पूरी तरह से योग्य है। 

SVR फीडर वोल्टेज नियंत्रण उपकरण जोड़ने के बाद, पूरी प्रणाली की वोल्टेज गुणवत्ता में स्पष्ट रूप से वृद्धि हुई है। मापी गई वोल्टेज वक्र से पता चलता है कि इस लाइन का वोल्टेज 20:00~21:00 के बीच सबसे कम होता है, केवल 8.07 किलोवोल्ट, जो निर्धारित वोल्टेज के 90% से कम है। फीडर वोल्टेज रेगुलेटर के प्रभाव के कारण, आउटपुट वोल्टेज 9.68 किलोवोल्ट होता है, और वोल्टेज बढ़ाने का प्रतिशत 20.07% होता है, जो 20% के अधिकतम वोल्टेज नियंत्रण मानक मूल्य तक पहुंचता है।

3.3 CD लाइन में अनुप्रयोग

CD लाइन की मुख्य लाइन की लंबाई 14 किलोमीटर तक पहुंच जाती है, कुल लाइन की लंबाई 153.98 किलोमीटर तक पहुंच जाती है, और विशिष्ट चालक प्रकार LGJ-70 है। लाइन का अभिक्षेपी शक्ति की पूर्व भरपाई से पहले शक्ति गुणांक 0.9 तक पहुंचता है, इसलिए लाइन टावर पर SVR स्वचालित वोल्टेज रेगुलेटर (मॉडल: SVR-2000/10-7) लगाया जा सकता है। एक वर्ष के संचालन के बाद, उपकरण इनपुट टर्मिनल की वोल्टेज संगति दर 100% के निकट है, और आउटपुट टर्मिनल की वोल्टेज भी बहुत मानक है, 99.86% तक पहुंच जाती है। 

SVR फीडर वोल्टेज नियंत्रण उपकरण जोड़ने से वोल्टेज गुणवत्ता में स्पष्ट रूप से सुधार होता है, लेकिन इनपुट टर्मिनल पर वोल्टेज स्तर थोड़ा कम है जो 100% मानक को पूरी तरह से पूरा नहीं करता है। देखी गई वोल्टेज वक्र से पता चलता है कि उस दिन CD लाइन में दो स्पष्ट वोल्टेज गिरावट के समय हैं: 8:00~10:00 और 19:00~21:00। उनके इनपुट वोल्टेज मान दोनों 9 किलोवोल्ट से कम हैं। इस अवधि के दौरान, 20:00 बजे वोल्टेज सबसे कम होता है, केवल 7.77 किलोवोल्ट (निर्धारित वोल्टेज का केवल 78%)। SVR फीडर वोल्टेज रेगुलेटर का उपयोग करके वोल्टेज को संतुलित और स्थिर रखा जा सकता है। 

हालांकि, 20:00 बजे आउटपुट वोल्टेज 8.82 किलोवोल्ट तक पहुंचता है, जो अभी भी कम-वोल्टेज स्थिति में है। उपकरण का वोल्टेज बढ़ाने का प्रतिशत 12.51% है, जो लगभग 15% के मानक मूल्य तक पहुंचता है। ऊपर विश्लेषित फीडर वोल्टेज रेगुलेटर्स के वास्तविक संचालन स्थिति और प्रभाव से, भले ही अतिमानक मूल्यों के सामने, वोल्टेज बढ़ाने का प्रतिशत मानक को पूरा कर सकता है, इसलिए यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि चुने गए वोल्टेज रेगुलेटर योग्य हैं।

4. SVR फीडर स्वचालित वोल्टेज नियंत्रण उपकरण के फायदे और लाभ

यह वोल्टेज नियंत्रण उपकरण मुख्य रूप से तीन-फेज स्व-ट्रांसफॉर्मर के ट्रांसफॉर्मेशन अनुपात को समायोजित करके आउटपुट वोल्टेज को स्थिर नियंत्रण करता है। वास्तविक अनुप्रयोग में, यह निम्नलिखित फायदे दिखाता है: 

• यह पूरी तरह से स्वचालित, कार्यक्षम और भार वाला वोल्टेज नियंत्रण पूरा कर सकता है। 

• ट्रांसफॉर्मर स्वयं एक स्टार-संयोजित तीन-फेज स्व-ट्रांसफॉर्मर है, जिसकी क्षमता बड़ी होती है और आयतन अपेक्षाकृत छोटा होता है, जिसे दोहरे खंभों पर लगाया जा सकता है। 

• वोल्टेज नियंत्रण की सीमा आमतौर पर -10% और 20% के बीच होती है, जो वोल्टेज की आवश्यकताओं को पूरा कर सकती है। संबंधित सैद्धांतिक विश्लेषण और गणना के अनुसार, SVR फीडर स्वचालित वोल्टेज रेगुलेटर विभिन्न खंडों की लाइनों के विशिष्ट विशेषताओं और वास्तविक स्थितियों के अनुसार लगाया जा सकता है। इस वोल्टेज रेगुलेटर को लगाने के बाद, वोल्टेज को 10.5 किलोवोल्ट तक लचीले रूप से समायोजित किया जा सकता है। 

कई प्रायोगिक उदाहरण साबित करते हैं कि SVR फीडर स्वचालित वोल्टेज नियमन पूर्ण सुविधा उच्च डिग्री की स्वचालन और बुद्धिमत्ता क्षमताओं की है, इससे इनपुट वोल्टेज की उतार-चढ़ाव का डायनामिक रूप से अनुसरण किया जा सकता है, इस प्रकार नियत आउटपुट वोल्टेज की सापेक्ष रूप से स्थिर प्रदर्शन की गारंटी दी जा सकती है, और कम वोल्टेज की समस्या को प्रभावी रूप से दूर किया जा सकता है। लो वोल्टेज लाइन में SVR वोल्टेज नियमन सुविधा स्थापित करने के बाद, नए उपस्टेशन का निर्माण करने की तुलना में, कंडक्टर्स की प्रतिस्थापना द्वारा पूंजी निवेश को प्रभावी रूप से नियंत्रित किया जा सकता है, इस प्रकार लाइन वोल्टेज को प्रभावी रूप से नियंत्रित किया जा सकता है, और संबंधित राष्ट्रीय विभागों के जवाब में, इससे बेहतर सामाजिक और आर्थिक लाभ लाए जा सकते हैं। 

जब लाइन लोड स्थिर रहता है, तो लाइन वोल्टेज को बढ़ाकर लाइन करंट को प्रभावी रूप से नियंत्रित किया जा सकता है, इस प्रकार लाइन लॉस को बहुत ही नियंत्रित किया जा सकता है, ऊर्जा प्रसारण की कार्यक्षमता में सुधार किया जा सकता है, और अंततः ऊर्जा बचाने और लॉस कम करने के लक्ष्य को प्राप्त किया जा सकता है। नए उपस्टेशन का निर्माण करने की तुलना में, SVR वोल्टेज रेगुलेटर द्वारा कंडक्टर्स की अपडेट करके पूंजी का उपयोग प्रभावी रूप से नियंत्रित किया जा सकता है, ताकि पूरे सिस्टम लाइन का वोल्टेज बढ़ाया जा सके, जो संबंधित राष्ट्रीय उद्योग नियमों को पूरा करता है, आदर्श आर्थिक लाभ प्राप्त करता है, और निश्चित सामाजिक लाभ भी लाता है। जब लाइन लोड स्थिर रहता है, तो लाइन वोल्टेज को बढ़ाकर लाइन करंट को प्रभावी रूप से नियंत्रित किया जा सकता है, इस प्रकार लाइन लॉस को निश्चित हद तक नियंत्रित किया जा सकता है, ऊर्जा बचाने और लॉस कम करने का लक्ष्य प्राप्त किया जा सकता है, विद्युत आपूर्ति उद्योग के आर्थिक लाभ को बनाए रखा जा सकता है, और इसके आर्थिक नुकसान को प्रभावी रूप से दबाया जा सकता है, इस प्रकार समग्र आर्थिक लाभ में सुधार किया जा सकता है।

5.निष्कर्ष

सीमित लोड विकास स्थान, कम विद्युत स्रोतों की व्यवस्था, बड़ी विद्युत आपूर्ति त्रिज्या, गंभीर लाइन लॉस, भारी लोड, और निकट भविष्य में 35 kV उपस्टेशन की कोई योजना नहीं होने पर, SVR फीडर स्वचालित वोल्टेज नियमन सुविधा स्थापित करना उपयुक्त होता है, ताकि सिस्टम के संचालन समस्याओं को नियंत्रित किया जा सके। इससे न केवल वोल्टेज गुणवत्ता की समस्या को प्रभावी रूप से नियंत्रित किया जा सकता है, बल्कि लाइन लॉस को भी न्यूनतम रखा जा सकता है, इस प्रकार आदर्श आर्थिक और सामाजिक लाभ प्राप्त किये जा सकते हैं। इस सुविधा का उपयोग करके लागत को प्रभावी रूप से नियंत्रित किया जा सकता है, विद्युत सिस्टम की संचालन कार्यक्षमता में सुधार किया जा सकता है, और आदर्श सामाजिक लाभ बनाए जा सकते हैं।