Alkalmazási kutatás az SVR vonalautomatikus feszültségállító használatáról 10 kV vonalak alacsony feszültségű kezelésében

A helyi fejlődés és az ipari áthelyezés révén egyre több vállalat befekteti pénzét és épít gyárakat kevésbé fejlett területeken. Azonban a villamos energiaterhelés és a hálózati infrastruktúra, mint például a széteső hálózatok, még nem fejlett meg teljesen, ezért az újonnan hozzáadott terhelést csak a meglévő vidéki hálózati vonalakhoz lehet kötni. A vidéki területeken a széteső hálózatok jellemzően szórt terheléssel, kis drótvastagsággal és túl nagy ellátási sugárral rendelkeznek.

Az újonnan hozzáadott nagy kapacitású terhelés csatlakoztatása a vonal végéhez alacsony vonal feszültséghez és túlzott rendszeres veszteséghez vezethet, ami negatívan befolyásolja a teljes rendszer gazdaságosságát. Az SVR vonali automatikus feszültségregulátor alkalmazása a széteső hálózatok alacsony feszültségű kezelésére alkalmasan javíthatja a hálózat működési minőségét, így biztosítva az ellátás biztonságát és a kapcsolódó új terhelés igényeit.

1. Az SVR automatikus feszültségregulátor működési elve

Az SVR adagoló vonali automatikus feszültségregulációs eszköz egy nagyon automatizált feszültségbeállító berendezés, amely automatikusan beállíthatja a kimeneti feszültséget. Ez egy háromfázisú automata transzformátor. Jelenleg a legtöbb termék képes automatikusan beállítani a feszültséget -20% és 20% között. Ez a berendezés a vonal közepére vagy a napi alacsony feszültségű területre tehető, hogy hatékonyan szabályozza és erősen irányítsa a vonal feszültségét, így biztosítva a felhasználók számára biztonságos és stabil feszültséget. A berendezés általában három fő részből áll, nevezetesen: háromfázisú automata transzformátor, háromfázisú terhelés alatti tappontváltó és intelligens irányító.

1.1 Háromfázisú automata transzformátor

A háromfázisú automata transzformátor főleg három részből áll: soros tekercs, párhuzamos tekercs és irányító tekercs. Ezek közül a soros tekercs több tapponttal rendelkező tekercsekkel, amelyek mind a bemeneti, mind a kimeneti véghez sorosan vannak kötve, a terhelés alatti tappontváltó minden kapcsolóján keresztül. A transzformátor feszültségviszonyát a tappont pozíciójának változtatásával lehet beállítani, hogy megfelelően szabályozza a feszültséget. A háromfázisú párhuzamos tekercs egy közös tekercs, amely maga egy mágneses mező, amelyet energia továbbítására használnak. Az irányító tekercs a szükséges működési energiaforrást biztosítja az irányító berendezés számára, valamint mintavételi jeleket is nyújt.

1.2 Háromfázisú terhelés alatti tappontváltó

A háromfázisú terhelés alatti tappontváltó egy speciális kapcsolóeszköz, amely akár terhelés alatt is kapcsolható. A tappontváltó fogaskerekek számát a tappontváltó élettartama és a felhasználói feszültségbeállítás pontossági szabványai alapján kell meghatározni, általában hét vagy kilenc fogaskerék van benne.

1.3 Intelligens irányító

Ez a berendezés főleg a rendszer által továbbított feszültségadatok gyűjtésével, ezek összevetésével a beállított értékkel, majd a megfelelő parancsok kiadásával a terhelés alatti tappontváltó irányítására, hogy a feszültségbeállítást végrehajtsa. A berendezés működési elve látható az 1. ábrán.

Az 1. ábrán A a bemeneti vég, főleg a forrásra kapcsolódik; a pedig a kimeneti vég, főleg a terhelésre kapcsolódik. Az intelligens irányító képes a kimeneti vég feszültségét detektálni, és összevetni a referenciafeszültséggel. Amennyiben a kimeneti vég feszültsége eltér a referenciarendszertől, az irányító késleltetett módon működik. Ha a késleltetési idő és a működési intervallum megfelel a releváns követelményeknek, az irányító parancsot küld a terhelés alatti tappontváltónak, hogy irányítsa a motor forgását a tappontváltóban, így a tappontváltó tappontjainak váltását hajtja végre.

Ezzel a transzformátor feszültségviszonyát beállítja, hogy elérje a terhelés alatti automatikus feszültségbeállítás célját. Az SVR adagoló vonali automatikus feszültségregulációs berendezés három-bemenet-három-kimenet módját használja, amely a 10 kV adagoló három fázisához tartozik, és a célt a circuit-breaker feszültségbeállító berendezés kapcsoló műveletével éri el. Ez a berendezés nem foglal sok helyet (általában kevesebb, mint 10 m²) és helyezése egyszerűbb és biztonságosabb.

2. Az SVR adagoló vonali automatikus feszültségregulátor jellemzői

• Gazdaságos és hatékony: Egy feszültségbeállító berendezés szerkezeti költsége kb. 500 000 yuan, ami relatív alacsony és megfizethető. Mivel a berendezés az automata transzformátor működési elvét használja, jobb feszültségbeállítási hatást tud elérni, így gazdaságosságot és nagy hatékonyságot biztosít.

• Magas beállítási pontosság: Jelenleg a leggyakrabban előforduló berendezések a 7-gereblyű és 9-gereblyű terhelés alatti automatikus feszültségbeállító berendezések, amelyek egyetlen gereblyének feszültségbeállítási tartománya elérheti a -4% és 4% között, így a beállítás pontosabb és hatékonyabb, ami különböző munkafeltételek mellett is kényelmes a feszültségbeállításra.

• Magas rugalmasság: Mivel az SVR adagoló vonali automatikus feszültségbeállító berendezés általában párhuzamos soros módon kapcsolódik az adagolóhoz, szükség esetén kényelmesen kivihető a működésből, és a feszültségbeállító funkció is kikapcsolható.

• Alacsony üresjárati veszteség: Ez a berendezés főleg automata transzformátor szerkezetet használ, ami üresjárati feltételek mellett nem okoz nagy veszteséget. Hatékonyan alkalmazkodik a vidéki területek különböző csúcsfogyasztási időszakaihoz, különösen néhány csúcshoz, így hatékonyan megelőzi az üresjárati veszteségeket.

• Mivel a feszültségbeállító sorosan van telepítve a rendszer vonalába, az adagoló nem működhet túlterhelésben, hogy a vonal áramára túllépjen a berendezés maximális teljesítményén, ami károsodást okozhat a berendezésben.

3. Az SVR vonali automatikus feszültségregulátor alkalmazása a 10 kV vonalak alacsony feszültségű kezelésében

Jelenleg az SVR tápfesz-automatikus szabályozók 10 kV vonalakban vannak telepítve. Azt vizsgáljuk, hogyan alkalmazhatók ezek a fesz-automatikus szabályozók az AB, BC és CD vonalakon. Minden vonal mezőgazdasági hálózati terheléseket visel. Az összes vonal hossza hosszú, a fővonalon sok ágvonal található, és a teljes vonalon a terhelés egyenletesen nem oszlik el. A következőkben elemzést végezünk a fesz-automatikus szabályozók hozzáadásának hatásairól minden vonalon.

3.1 Alkalmazás az AB vonalon

Az AB szakaszban a 10 kV elosztóhálózati vonal fővonalának hossza 24 km, a teljes vonal hossza pedig 117,01 km, a vezeték típusa LGJ-70. A hossza meghaladja a megengedett hosszúság szabványát, és a fővonalon sok ágvonal található. A reaktív teljesítmény kompenzálása előtt a vonal teljesítményfaktora körülbelül 0,9 volt. A vonal feszének automatikus szabályozásához és az elektromos energia racionális elosztásának megvalósításához az SVR fesz-automatikus szabályozó berendezést telepítették a rendszerbe. 

A berendezés egy éves működése után a bemeneti oldali feszszabályosság aránya 97,85%-ra emelkedett, míg a kimeneti oldali feszszabályosság aránya 100%-ot ért el. Az SVR fesz-automatikus szabályozó hozzáadásával jelentősen javul a feszminőség. Egy adott hónapban különböző referencia pontokon megfigyeltük, hogy a bemeneti és kimeneti feszültség saját trendjei alakultak ki. 

A statisztikai diagram alapján kiderült, hogy az AB vonal feszültsége a naponkénti minimumát 9:00-kor éri el, ami a nominális feszültség 90%-án alatt van. Az SVR fesz-automatikus szabályozó működése közben a kimeneti feszültség 10,02 kV, és a feszemelés mértéke körülbelül 19,86%. Az SVR fesz-automatikus szabályozó működése közben a feszért tartják az ideális 10~10,7 kV standard tartományban. A reaktív teljesítmény kompenzálása után ezen területen a teljesítményfaktor magasabb, mint 0,95, ami az ideális kompenzációs hatást eredményezi. Azonban nagy léptékű reaktív teljesítmény-kondenzátor bekapcsolása esetén a feszültség relatíve alacsony, általában 9 kV alatt van.

3.2 Alkalmazás a BC vonalon

A BC vonal hossza 20,5 km, a teljes vonal hossza 174 km, és a használt vezeték típusa különleges (LGJ-50). A fővonalon továbbra is sok ágvonal található. A vonal reaktív teljesítmény kompenzálása előtti teljesítményfaktora körülbelül 0,88 volt, ezért ezen vonalra telepítették az SVR fesz-automatikus szabályozót. Egy év működés után a berendezés bemeneti oldali feszszabályosság aránya majdnem 100%-ot ért el, és a kimeneti oldali feszültség is teljesen megfelelő volt. 

Az SVR fesz-automatikus szabályozó hozzáadása után a teljes rendszer feszminősége jelentősen javult. A mérési feszgörbe alapján látható, hogy a vonal feszültsége a naponkénti minimumát 20:00 és 21:00 között éri el, csak 8,07 kV, ami a nominális feszültség 90%-án alatt van. Az SVR fesz-automatikus szabályozó hatására a kimeneti feszültség 9,68 kV, és a feszemelés mértéke 20,07%, ami a maximális 20% feszszabályozási standard értékét éri el.

3.3 Alkalmazás a CD vonalon

A CD vonal fővonalának hossza 14 km, a teljes vonal hossza 153,98 km, és a konkrét vezeték típusa LGJ-70. A vonal reaktív teljesítmény kompenzálása előtti teljesítményfaktora 0,9 volt, ezért a vonal toronyra telepíthető az SVR-2000/10-7 modellű automatikus fesz-automatikus szabályozó. Egy év működés után a berendezés bemeneti oldali feszszabályosság aránya majdnem 100%-ot ért el, és a kimeneti oldali feszültség is nagyon standard, 99,86%-ot ér el. 

Az SVR fesz-automatikus szabályozó hozzáadása jelentősen javította a feszminőséget, de a bemeneti oldali feszültség szintje kissé alacsony ahhoz, hogy teljesen 100%-ot érjen el. A megfigyelt feszgörbe alapján látható, hogy a CD vonalon a naponkénti két jelentős feszültség-csökkenési időszaka volt: 8:00 és 10:00 között, valamint 19:00 és 21:00 között. A bemeneti feszültség értéke mindkét időszakban 9 kV alatt volt. Ez időszakban a 20:00-kor a feszültség a legalacsonyabb, csak 7,77 kV (csak 78%-a a nominális feszültségnek). Az SVR fesz-automatikus szabályozó használata segít a feszültség egyensúlyba és stabilizálódásában. 

Azonban a 20:00-kori kimeneti feszültség 8,82 kV, ami még mindig alacsony feszültség állapotban van. A berendezés feszemelési mértéke 12,51%, amitől alig éri el a 15% standard értéket. A fenti fesz-automatikus szabályozók tényleges működési állapotának és hatásának elemzése alapján, még akkor is, ha extrém értékekkel találkozik, a feszemelési mérték megfelel a standardnak, tehát arra lehet következtetni, hogy a kiválasztott fesz-automatikus szabályozók megfelelőek.

4. Az SVR fesz-automatikus szabályozó előnyei és előnyei

Ez a fesz-automatikus szabályozó főleg a háromfázisú automata transzformátor átváltási arányának szabályozásával éri el a kimeneti feszültség stabilitását. A gyakorlati alkalmazásban a következő előnyökkel jár: 

• Teljesen automatikusan, hatékonyan és terhelés mellett tud feszszabályozást végezni. 

• A transzformátor maga háromfázisú csillagkapcsolatú automata transzformátort használ, ami nagy kapacitású és relatíve kis térfogatú, és kétkaros toronyra helyezhető. 

• A feszszabályozási tartomány általában -10% és 20% között van, ami megfelel a feszültség igényeinek. A releváns elméleti elemzés és számítás alapján az SVR fesz-automatikus szabályozó a vonalak konkrét jellemzői és tényleges feltételei szerint kerülhet telepítésre. Ennek a fesz-automatikus szabályozónak a telepítése után a feszültséget rugalmasan 10,5 kV-ra szabályozhatják. 

Számos gyakorlati példa bizonyítja, hogy az SVR adagoló automatikus feszültségállító teljes készlet magas szintű automatizálási és intelligens funkciókkal rendelkezik, dinamikusan követheti az bemeneti feszültség fluktuációját, így garantálva a konstans kimeneti feszültség relatív stabil működését, és hatékonyan legyőzve a nagy feszültség problémáját. Az SVR feszültségállító berendezés telepítése alacsony feszültségű vonalon, új alátávirányító építése helyett, a vezetékek cseréje révén hatékonyan ellenőrizhető a tőkebefektetés, így hatékonyan ellenőrizhető a vonalfeszültség, valamint reagálhat a kapcsolódó országos szervezetekre, ezáltal jobb társadalmi és gazdasági hasznot hoz.

Amikor a vonal terhelése állandó marad, a vonalfeszültség növelésével hatékonyan ellenőrizhető a vonaláram, így jelentősen csökkenthető a vonalveszteség, javítható az áramellátás hatékonysága, végül elérhető a cél, hogy energiát takarítsunk meg, és csökkentsük a veszteségeket. Az új alátávirányító építése helyett az SVR feszültségállító hatékonyan ellenőrzi a tőkehasználatot a vezetékek frissítésével, így növelve a teljes rendszer vonalfeszültségét, ami megfelel a kapcsolódó nemzeti ipari előírásoknak, elérve ideális gazdasági hasznot, és ugyancsak bizonyos társadalmi hasznot is hoz. Amikor a vonal terhelése állandó marad, a vonalfeszültség növelésével hatékonyan ellenőrizhető a vonaláram, így bizonyos mértékben ellenőrizhető a vonalveszteség, elérhető a cél, hogy energiát takarítsunk meg, és csökkentsük a veszteségeket, fenntartsuk az áramellátási vállalat gazdasági haszna, és hatékonyan enyhíthessük a gazdasági veszteséget, így javítva az egész gazdasági hasznot.

5.Összegzés

A korlátozott terhelés fejlesztési tér, kevés energiaforrás elhelyezése, nagy ellátási sugár, súlyos vonalveszteség, nagy terhelés, és a közelmúltban nincs tervezett 35 kV alátávirányító olyan területeken, ahol alkalmas az SVR adagoló automatikus feszültségállító berendezés telepítése a rendszer működési problémák ellenőrzésére. Ez nem csak hatékonyan ellenőrizheti a feszültség minőségének problémáját, de minimalizálja a vonalveszteséget is, hogy ideális gazdasági és társadalmi hasznot szerezzen. A berendezés alkalmazása hatékonyan ellenőrizheti a költségeket, javíthatja az áramellátási rendszer működési hatékonyságát, és hozzon létre ideális társadalmi hasznot.