Penelitian Aplikasi Pengatur Tegangan Otomatis SVR pada Manajemen Tegangan Rendah Jalur 10 kV
Dengan pengembangan lokal dan transfer industri, semakin banyak perusahaan yang berinvestasi dan mendirikan pabrik di daerah yang kurang berkembang. Namun, karena beban listrik yang belum matang dan fasilitas pendukung seperti jaringan distribusi yang belum lengkap, beban tambahan hanya dapat terhubung ke garis jaringan listrik pedesaan yang ada. Garis jaringan distribusi di daerah pedesaan ditandai oleh beban yang tersebar, diameter kabel yang kecil, dan radius pasokan listrik yang sangat besar.
Menghubungkan beban kapasitas besar baru ke ujung garis mungkin menyebabkan tegangan garis rendah dan kerugian sistem garis yang berlebihan, sehingga mempengaruhi manfaat ekonomi seluruh sistem. Mengaplikasikan regulator tegangan otomatis SVR untuk pengobatan tekanan rendah pada garis jaringan distribusi dapat secara tepat meningkatkan kualitas operasi sistem jaringan distribusi, sehingga menjamin keamanan pasokan listrik dan memenuhi permintaan untuk menghubungkan beban tambahan.
1.Prinsip Kerja Regulator Tegangan Otomatis SVR
Perangkat pengaturan tegangan otomatis feeder SVR adalah perangkat pengaturan tegangan dengan otomatisasi tinggi yang dapat menyesuaikan tegangan output secara otomatis. Ini adalah autotransformator tiga fase. Pada tahap ini, sebagian besar produk dapat menyesuaikan tegangan secara otomatis dalam rentang -20% hingga 20%. Perangkat ini dapat dipasang di sirkuit feeder, baik di posisi tengah atau di area tekanan rendah, agar dapat menyesuaikan dan mengontrol secara signifikan tegangan garis, sehingga menjamin penyediaan tegangan yang aman dan stabil bagi pengguna. Perangkat ini umumnya terdiri dari tiga komponen utama, yaitu: autotransformator tiga fase, pemilih tap on-load tiga fase, dan kontroler cerdas.
1.1 Autotransformator Tiga Fase
Perangkat autotransformator tiga fase terutama terdiri dari tiga bagian: gulungan seri, gulungan shunt, dan gulungan kontrol. Dari ketiga gulungan ini, gulungan seri mencakup beberapa tap, yang semuanya dihubungkan secara seri antara input dan output melalui setiap kontak pemilih tap on-load. Rasio tegangan autotransformator dapat disesuaikan dengan mengubah posisi tap, sehingga dapat menyesuaikan tegangan dengan wajar. Gulungan shunt tiga fase adalah gulungan umum, yang sendiri adalah medan magnetik yang dapat digunakan untuk mentransmisikan energi. Gulungan kontrol dapat memberikan energi daya yang diperlukan untuk operasi kontroler dan juga memberikan sinyal sampling.
1.2 Pemilih Tap On-Load Tiga Fase
Pemilih tap on-load tiga fase adalah perangkat beralih khusus yang dapat beralih kontak bahkan dalam kondisi beban. Jumlah gigi pemilih tap harus disetel dengan mempertimbangkan masa pakai pemilih tap dan standar akurasi penyesuaian tegangan pengguna, yang umumnya mencakup tujuh gigi dan sembilan gigi.
1.3 Kontroler Cerdas
Perangkat ini bertanggung jawab untuk mengumpulkan data tegangan yang ditransmisikan oleh sistem, membandingkan data tersebut dengan nilai yang ditetapkan, dan kemudian mengeluarkan perintah yang sesuai untuk mengontrol pemilih tap on-load untuk melakukan operasi penyesuaian tegangan. Prinsip kerja perangkat ini ditunjukkan pada Gambar 1.
Pada Gambar 1, A adalah terminal input, terutama terhubung ke sumber daya; a adalah terminal output, terutama terhubung ke beban. Kontroler cerdas dapat mendeteksi tegangan di terminal output dan membandingkannya dengan tegangan referensi. Ketika tegangan terminal output menyimpang dari rentang referensi, kontroler akan menunda operasi. Jika durasi penundaan dan interval operasi memenuhi persyaratan yang relevan, kontroler akan mengirim perintah ke pemilih tap on-load untuk mengontrol rotasi motor di pemilih tap on-load, sehingga menggerakkan pemilih tap untuk beralih antar tap.
Ini menyesuaikan rasio tegangan transformator untuk mencapai tujuan penyesuaian tegangan otomatis on-load. Perangkat pengaturan tegangan otomatis feeder SVR menggunakan mode tiga masukan dan tiga keluaran, yang sesuai dengan tiga fase dari feeder 10 kV masing-masing, dan mencapai target melalui operasi beralih perangkat pengaturan tegangan circuit breaker. Perangkat ini tidak membutuhkan ruang yang besar (umumnya kurang dari 10 m²) dan lebih mudah dan aman untuk ditempatkan.
2. Karakteristik Pengaturan Tegangan Otomatis Feeder SVR
Ekonomis dan efisien: Biaya perakitan satu perangkat pengaturan tegangan sekitar 500.000 yuan, yang relatif rendah dan terjangkau. Karena perangkat ini menggunakan prinsip kerja autotransformator, dapat mencapai efek penyesuaian tegangan yang lebih baik, sehingga mencapai tujuan ekonomis dan efisien.
Akurasi penyesuaian tinggi: Saat ini, perangkat yang paling umum termasuk perangkat penyesuaian tegangan otomatis 7-gigi dan 9-gigi, dan rentang penyesuaian tegangan dari satu gigi dapat mencapai -4% hingga 4%, membuat penyesuaian lebih presisi dan efisien, yang memudahkan penyesuaian tegangan dalam berbagai kondisi kerja.
Operasi yang sangat fleksibel: Karena perangkat pengaturan tegangan otomatis feeder SVR umumnya terhubung ke feeder dalam mode seri bypass, dapat dengan mudah diambil dari operasi jika diperlukan, dan fungsi pengaturan tegangannya juga dapat dimatikan.
Kehilangan tanpa beban rendah: Perangkat ini terutama menggunakan struktur autotransformator, yang tidak menghasilkan kerugian besar dalam kondisi tanpa beban. Dapat beradaptasi secara efektif dengan berbagai periode puncak konsumsi daya di daerah pedesaan, terutama beberapa periode off-peak, sehingga mencegah efektif masalah kehilangan tanpa beban.
Karena pengaturan tegangan dipasang di garis sistem secara seri, feeder tidak dapat beroperasi dalam keadaan overload, sehingga aliran daya feeder melebihi daya maksimum perangkat, yang mungkin menyebabkan kerusakan perangkat.
3. Aplikasi Regulator Tegangan Otomatis Garis SVR dalam Manajemen Tekanan Rendah Garis 10 kV
Saat ini, pengatur tegangan otomatis umpan SVR telah dipasang di jalur 10 kV. Dengan mengambil contoh jalur AB, BC, dan CD, aplikasi pengatur tegangan umpan SVR dianalisis. Setiap jalur membawa beban jaringan listrik pedesaan. Panjang keseluruhan jalur cukup panjang, terdapat banyak cabang pada jalur utama, dan beban di seluruh jalur tidak merata. Berikut ini menganalisis perubahan setelah menambahkan pengatur tegangan umpan otomatis di setiap jalur.
3.1 Aplikasi di Jalur AB
Pada bagian AB dari jalur distribusi jaringan 10 kV, panjang jalur utama adalah 24 km, panjang total jalur adalah 117,01 km, dan jenis konduktor adalah LGJ-70. Panjangnya melebihi standar panjang yang ditentukan, dan terdapat banyak cabang di jalur utama. Sebelum kompensasi daya reaktif, faktor daya jalur sekitar 0,9. Untuk mengatur secara otomatis tegangan jalur dan mewujudkan distribusi energi listrik yang wajar, peralatan pengatur tegangan umpan SVR dipasang di sistem jalur tersebut.
Setelah peralatan beroperasi selama satu tahun, tingkat kepatuhan tegangan pada sisi masuk peralatan mencapai 97,85%, dan tingkat kelayakan tegangan pada sisi keluar mencapai 100%. Dengan menambahkan peralatan pengatur tegangan umpan SVR, kualitas tegangan dapat dioptimalkan secara signifikan. Pada bulan tertentu, dengan mengamati titik referensi yang berbeda, tegangan masuk dan tegangan keluar memiliki tren perubahan masing-masing.
Dari grafik statistik, ditemukan bahwa tegangan jalur AB mencapai nilai terendah pada pukul 09:00, yang berada di bawah 90% tegangan nominal. Dalam operasi peralatan pengatur tegangan umpan, tegangan keluar adalah 10,02 kV, dan amplitudo peningkatan tegangan sekitar 19,86%. Dalam operasi pengatur tegangan umpan SVR, nilai tegangan dapat dikendalikan dalam rentang standar ideal 10~10,7 kV. Setelah kompensasi daya reaktif, faktor daya di area ini mencapai 0,95, yang dapat mencapai efek kompensasi ideal. Namun, ketika kapasitor daya reaktif dioperasikan secara besar-besaran, tegangan relatif rendah, biasanya di bawah 9 kV.
3.2 Aplikasi di Jalur BC
Panjang jalur BC adalah 20,5 km, panjang total jalur adalah 174 km, dan jenis konduktor yang digunakan relatif khusus (LGJ-50). Masih ada banyak cabang di jalur utama. Faktor daya sebelum kompensasi daya reaktif jalur sekitar 0,88, sehingga pengatur tegangan umpan otomatis SVR dipasang pada jalur ini. Setelah 1 tahun beroperasi, tingkat kepatuhan tegangan terminal masuk peralatan mendekati 100%, dan tegangan terminal keluar juga sepenuhnya memenuhi syarat.
Setelah menambahkan peralatan pengatur tegangan umpan SVR, kualitas tegangan seluruh sistem meningkat secara signifikan. Dari kurva tegangan yang diukur, dapat dilihat bahwa tegangan jalur ini paling rendah pada pukul 20:00~21:00, hanya 8,07 kV, yang berada di bawah 90% tegangan nominal. Karena efek pengatur tegangan umpan, tegangan keluar adalah 9,68 kV, dan amplitudo peningkatan tegangan adalah 20,07%, mencapai nilai standar maksimum pengaturan tegangan 20%.
3.3 Aplikasi di Jalur CD
Panjang jalur utama jalur CD mencapai 14 km, panjang total jalur mencapai 153,98 km, dan jenis konduktor spesifik adalah LGJ-70. Faktor daya sebelum kompensasi daya reaktif jalur mencapai 0,9, sehingga pengatur tegangan otomatis SVR (model: SVR-2000/10-7) dapat dipasang di menara jalur. Setelah satu tahun beroperasi, tingkat kepatuhan tegangan terminal masuk peralatan mendekati 100%, dan tegangan terminal keluar juga sangat standar, mencapai 99,86%.
Menambahkan peralatan pengatur tegangan umpan SVR secara signifikan mengoptimalkan kualitas tegangan, tetapi level tegangan pada terminal masuk sedikit kurang untuk sepenuhnya memenuhi standar 100%. Dari kurva tegangan yang diamati, dapat dilihat bahwa terdapat dua periode penurunan tegangan yang jelas di jalur CD pada hari itu: 08:00~10:00 dan 19:00~21:00. Nilai tegangan masuk mereka semua di bawah 9 kV. Selama periode ini, tegangan pada pukul 20:00 mencapai yang terendah, hanya 7,77 kV (hanya 78% tegangan nominal). Penggunaan pengatur tegangan umpan SVR dapat mendorong tegangan menjadi seimbang dan stabil.
Namun, tegangan keluar pada pukul 20:00 mencapai 8,82 kV, yang masih dalam keadaan tegangan rendah. Amplitudo peningkatan tegangan peralatan adalah 12,51%, hampir mencapai nilai standar 15%. Dari analisis status dan efek operasi sebenarnya dari pengatur tegangan umpan di atas, bahkan ketika menghadapi nilai ekstrem, amplitudo peningkatan tegangan dapat memenuhi standar, sehingga dapat disimpulkan bahwa pengatur tegangan yang dipilih memenuhi syarat.
4. Keuntungan dan Manfaat Peralatan Pengatur Tegangan Otomatis Umpan SVR
Peralatan pengaturan tegangan ini terutama mencapai kontrol stabil tegangan keluar dengan menyesuaikan rasio transformasi trafo tiga fasa. Dalam aplikasi praktis, menunjukkan keuntungan berikut:
Dapat sepenuhnya mewujudkan pengaturan tegangan otomatis, efisien, dan dengan beban.
Trafo sendiri menggunakan trafo tiga fasa bintang-terhubung, yang memiliki kapasitas besar dan volume relatif kecil, dan dapat dipasang di tiang ganda.
Rentang pengaturan tegangan biasanya antara -10% dan 20%, yang dapat memenuhi persyaratan tegangan. Menurut analisis teoretis dan perhitungan terkait, pengatur tegangan umpan otomatis SVR dapat dipasang sesuai dengan karakteristik dan kondisi aktual jalur di bagian yang berbeda. Setelah memasang pengatur tegangan ini, tegangan dapat disesuaikan secara fleksibel menjadi 10,5 kV.
Banyak contoh praktis membuktikan bahwa peralatan pengaturan tegangan otomatis penuh SVR memiliki tingkat otomatisasi dan fungsi kecerdasan yang tinggi, dapat melacak secara dinamis fluktuasi tegangan masukan, sehingga memastikan kinerja tegangan output yang relatif stabil, dan secara efektif mengatasi masalah tegangan rendah. Setelah memasang peralatan pengaturan tegangan SVR di jalur tegangan rendah, dibandingkan dengan membangun substation baru, penggantian konduktor dapat mengontrol investasi modal secara efektif, sehingga mengontrol tegangan jalur secara efektif, dan juga menanggapi departemen nasional terkait, sehingga memberikan manfaat sosial dan ekonomi yang lebih baik.
Ketika beban jalur tetap konstan, dengan meningkatkan tegangan jalur, arus jalur dapat dikontrol secara efektif, sehingga mengontrol kerugian jalur secara signifikan, meningkatkan efisiensi transmisi daya, dan akhirnya mencapai tujuan penghematan energi dan pengurangan kerugian. Dibandingkan dengan membangun substation baru, regulator tegangan SVR secara efektif mengontrol penggunaan modal dengan memperbarui konduktor, sehingga tegangan seluruh sistem jalur ditingkatkan, yang memenuhi peraturan industri nasional terkait, mencapai manfaat ekonomi yang ideal, dan juga memberikan manfaat sosial tertentu. Ketika beban jalur tetap stabil, dengan meningkatkan tegangan jalur, arus jalur dapat dikontrol secara efektif, sehingga mengontrol kerugian jalur hingga batas tertentu, mencapai tujuan penghematan energi dan pengurangan kerugian, mempertahankan manfaat ekonomi perusahaan penyedia listrik, dan secara efektif menekan kerugian ekonominya, sehingga meningkatkan manfaat ekonomi keseluruhan.
5. Kesimpulan
Di area dengan ruang pengembangan beban yang terbatas, sedikit tata letak sumber daya, radius pasokan listrik yang besar, kerugian jalur yang serius, beban berat, dan tidak ada rencana pembangunan substation 35 kV dalam waktu dekat, cocok untuk memasang peralatan pengaturan tegangan otomatis SVR untuk mengendalikan masalah operasi sistem. Ini tidak hanya dapat mengontrol efisien masalah kualitas tegangan tetapi juga meminimalkan kerugian jalur, sehingga mendapatkan manfaat ekonomi dan sosial yang ideal. Penerapan peralatan ini juga dapat mengontrol biaya secara efektif, meningkatkan efisiensi operasi sistem listrik, dan menciptakan manfaat sosial yang ideal.
