Ricerca applicativa sul regolatore di tensione automatico SVR per la gestione a bassa tensione delle linee a 10 kV
Con lo sviluppo locale e il trasferimento industriale, sempre più imprese stanno investendo e costruendo stabilimenti in aree sottosviluppate. Tuttavia, a causa dello sviluppo immaturo del carico elettrico e dell'assenza di infrastrutture di supporto come le reti di distribuzione, il nuovo carico può essere collegato solo alle linee esistenti della rete elettrica rurale. Le linee di distribuzione nelle aree rurali sono caratterizzate da un carico disperso, un diametro dei cavi piccolo e un raggio di fornitura elettrica eccessivamente ampio.
Collegare un nuovo carico ad alta capacità alla fine della linea può portare a una tensione della linea bassa e a perdite eccessive del sistema, influendo così sugli benefici economici dell'intero sistema. L'applicazione del regolatore automatico di tensione SVR per la gestione della tensione bassa delle linee di distribuzione può migliorare adeguatamente la qualità operativa del sistema di distribuzione, garantendo così la sicurezza dell'approvvigionamento elettrico e soddisfacendo la domanda di connessione del nuovo carico.
1.Principio di funzionamento del regolatore automatico di tensione SVR
L'equipaggiamento di regolazione automatica di tensione SVR è un dispositivo di regolazione altamente automatizzato che può regolare automaticamente la tensione di uscita. È un autotrasformatore trifase. Attualmente, la maggior parte dei prodotti può regolare automaticamente la tensione entro un range del -20% al 20%. Questo equipaggiamento può essere installato nel circuito di alimentazione, sia in posizione centrale che in area a bassa tensione, per regolare e controllare efficacemente la tensione della linea, garantendo così ai clienti una tensione sicura e stabile. Questo equipaggiamento include generalmente tre componenti principali, specificamente: un autotrasformatore trifase, un commutatore a carico trifase e un controller intelligente.
1.1 Autotrasformatore trifase
L'equipaggiamento dell'autotrasformatore trifase si compone principalmente di tre parti: avvolgimento seriale, avvolgimento parallelo e avvolgimento di controllo. Tra questi tre avvolgimenti, l'avvolgimento seriale include diversi punti di presa, tutti collegati in serie tra l'ingresso e l'uscita attraverso ogni contatto del commutatore a carico. Il rapporto di tensione dell'autotrasformatore può essere regolato cambiando la posizione del punto di presa, permettendo così una regolazione appropriata della tensione. L'avvolgimento parallelo trifase è un avvolgimento comune, che in sé è un campo magnetico utilizzato per la trasmissione di energia. L'avvolgimento di controllo fornisce l'energia necessaria per l'operatività del controller e fornisce anche segnali di campionamento.
1.2 Commutatore a carico trifase
Il commutatore a carico trifase è un dispositivo di commutazione speciale che può cambiare i contatti anche in condizioni di carico. Il numero di posizioni del commutatore deve essere impostato considerando pienamente la durata di vita del commutatore e lo standard di precisione della regolazione della tensione utente, che di solito comprende sette o nove posizioni.
1.3 Controller intelligente
Questo dispositivo è principalmente responsabile della raccolta dei dati di tensione trasmessi dal sistema, del confronto di questi dati con il valore impostato e quindi dell'invio di comandi corrispondenti per controllare il commutatore a carico e implementare le operazioni di regolazione della tensione. Il principio di funzionamento di questo equipaggiamento è mostrato nella Figura 1.
Nella Figura 1, A è il terminale d'ingresso, principalmente collegato alla sorgente di alimentazione; a è il terminale d'uscita, principalmente collegato al carico. Il controller intelligente può rilevare la tensione al terminale d'uscita e confrontarla con la tensione di riferimento. Quando la tensione al terminale d'uscita si discosta dal range di riferimento, il controller ritarderà l'operazione. Se la durata del ritardo e l'intervallo di operazione soddisfano i requisiti pertinenti, il controller invierà un comando al commutatore a carico per controllare la rotazione del motore all'interno del commutatore, guidando così il commutatore a passare tra i punti di presa.
Ciò regola il rapporto di tensione del trasformatore per raggiungere l'obiettivo di regolazione automatica della tensione a carico. L'equipaggiamento di regolazione automatica della tensione SVR adotta un modo di ingresso e uscita trifase, corrispondente rispettivamente alle tre fasi della linea di alimentazione a 10 kV, e raggiunge l'obiettivo attraverso l'operazione di commutazione dell'equipaggiamento di regolazione della tensione. Questo equipaggiamento non occupa molto spazio (generalmente meno di 10 m²) ed è più conveniente e sicuro da localizzare.
2. Caratteristiche del regolatore automatico di tensione SVR
Economico ed efficiente: Il costo di assemblaggio di un dispositivo di regolazione della tensione è di circa 500.000 yuan, relativamente basso e accessibile. Poiché l'equipaggiamento adotta il principio di funzionamento di un autotrasformatore, può ottenere un miglior effetto di regolazione della tensione, raggiungendo così l'obiettivo di economia ed efficienza.
Alta precisione di regolazione: Attualmente, l'equipaggiamento più comune include dispositivi di regolazione automatica della tensione a carico con sette o nove posizioni, e il range di regolazione della tensione per una singola posizione può raggiungere fino al -4% al 4%, rendendo la regolazione più precisa ed efficiente, facilitando la regolazione della tensione in varie condizioni operative.
Operazione altamente flessibile: Poiché l'equipaggiamento di regolazione automatica della tensione SVR è generalmente collegato alla linea di alimentazione in modalità serie bypass, può essere facilmente rimosso dall'operazione quando necessario, e la sua funzione di regolazione della tensione può anche essere disattivata.
Basso consumo a vuoto: Questo equipaggiamento utilizza principalmente una struttura di autotrasformatore, che non produce grandi perdite a vuoto. Può adattarsi efficacemente a vari periodi di consumo di potenza massima nelle aree rurali, specialmente durante alcuni periodi fuori picco, prevenendo efficacemente problemi di perdite a vuoto.
Poiché il regolatore di tensione è installato in serie nella linea del sistema, la linea di alimentazione non può operare in sovraccarico, in modo che il flusso di potenza della linea di alimentazione superi la potenza massima dell'equipaggiamento, il che potrebbe causare danni all'equipaggiamento.
3. Applicazione del regolatore automatico di tensione SVR nella gestione della tensione bassa delle linee a 10 kV
Attualmente, i regolatori di tensione automatici per linee SVR sono installati nelle linee a 10 kV. Prendendo come esempio le linee AB, BC e CD, viene analizzata l'applicazione dei regolatori di tensione per linee SVR. Ogni linea trasporta carichi della rete elettrica rurale. La lunghezza complessiva della linea è lunga, ci sono molte linee secondarie sulla linea principale e il carico nell'intera linea non è distribuito in modo uniforme. Si analizzano i cambiamenti dopo l'aggiunta di regolatori di tensione automatici per linee in ciascuna linea.
3.1 Applicazione nella Linea AB
Nella sezione AB della linea di distribuzione a 10 kV, la lunghezza della linea principale è di 24 km, la lunghezza totale della linea è di 117,01 km e il tipo di conduttore è LGJ-70. La sua lunghezza supera lo standard di lunghezza previsto e ci sono molte linee secondarie nella linea principale. Prima della compensazione del fattore di potenza, il fattore di potenza della linea è circa 0,9. Per regolare automaticamente la tensione della linea e realizzare una distribuzione razionale dell'energia elettrica, l'equipaggiamento di regolazione automatica della tensione per linee SVR è installato nella linea del sistema.
Dopo un anno di funzionamento, il tasso di conformità della tensione sul lato d'ingresso dell'equipaggiamento raggiunge il 97,85% e il tasso di conformità della tensione sul lato d'uscita raggiunge il 100%. L'aggiunta dell'equipaggiamento di regolazione della tensione per linee SVR può ottimizzare significativamente la qualità della tensione. In un determinato mese, osservando diversi punti di riferimento, la tensione d'ingresso e quella d'uscita mostrano le proprie tendenze di variazione.
Dal grafico statistico si riscontra che la tensione della linea AB raggiunge il valore minimo alle 9:00, inferiore al 90% della tensione nominale. Sotto l'operazione dell'equipaggiamento di regolazione della tensione per linee, la tensione d'uscita è di 10,02 kV e l'aumento di tensione è circa del 19,86%. Sotto l'operazione del regolatore di tensione per linee SVR, il valore di tensione può essere controllato all'interno dell'intervallo ideale standard di 10~10,7 kV. Dopo la compensazione del fattore di potenza, il fattore di potenza in questa area è elevato fino a 0,95, ottenendo un effetto di compensazione ideale. Tuttavia, quando il condensatore di potenza reattivo viene messo in funzione su larga scala, la tensione è relativamente bassa, generalmente inferiore a 9 kV.
3.2 Applicazione nella Linea BC
La lunghezza della linea BC è di 20,5 km, la lunghezza totale della linea è di 174 km e il tipo di conduttore utilizzato è relativamente speciale (LGJ-50). Ci sono ancora molte linee secondarie nella linea principale. Il fattore di potenza prima della compensazione del potere reattivo della linea è circa 0,88, quindi il regolatore di tensione automatico per linee SVR è installato su questa linea. Dopo un anno di funzionamento, il tasso di conformità della tensione del terminale d'ingresso dell'equipaggiamento è vicino al 100% e la tensione del terminale d'uscita è pienamente conforme.
Dopo l'aggiunta dell'equipaggiamento di regolazione della tensione per linee SVR, la qualità della tensione di tutto il sistema è aumentata significativamente. Dalla curva di tensione misurata, si può vedere che la tensione di questa linea è la più bassa tra le 20:00 e le 21:00, solo 8,07 kV, inferiore al 90% della tensione nominale. A causa dell'effetto del regolatore di tensione per linee, la tensione d'uscita è di 9,68 kV e l'aumento di tensione è del 20,07%, raggiungendo il valore massimo standard di regolazione della tensione del 20%.
3.3 Applicazione nella Linea CD
La lunghezza della linea principale della linea CD raggiunge 14 km, la lunghezza totale raggiunge 153,98 km e il tipo specifico di conduttore è LGJ-70. Il fattore di potenza prima della compensazione del potere reattivo della linea raggiunge 0,9, quindi il regolatore di tensione automatico SVR (modello: SVR-2000/10-7) può essere installato sul palo della linea. Dopo un anno di funzionamento, il tasso di conformità della tensione del terminale d'ingresso dell'equipaggiamento è vicino al 100% e la tensione del terminale d'uscita è anche molto standard, raggiungendo il 99,86%.
L'aggiunta dell'equipaggiamento di regolazione della tensione per linee SVR ottimizza significativamente la qualità della tensione, ma il livello di tensione al terminale d'ingresso è leggermente insufficiente per soddisfare completamente lo standard del 100%. Dalla curva di tensione osservata, si può vedere che ci sono due periodi distinti di calo della tensione nella linea CD quel giorno: dalle 8:00 alle 10:00 e dalle 19:00 alle 21:00. I valori di tensione d'ingresso sono tutti inferiori a 9 kV. Durante questo periodo, la tensione alle 20:00 raggiunge il valore più basso, solo 7,77 kV (solo il 78% della tensione nominale). L'utilizzo del regolatore di tensione per linee SVR può promuovere la tensione equilibrata e stabile.
Tuttavia, la tensione d'uscita alle 20:00 raggiunge 8,82 kV, rimanendo comunque in uno stato di bassa tensione. L'aumento di tensione dell'equipaggiamento è del 12,51%, raggiungendo sostanzialmente il valore standard del 15%. Dall'analisi dello stato e dell'effetto effettivi degli alimentatori di regolazione della tensione sopra menzionati, anche quando si incontrano valori estremi, l'aumento di tensione può soddisfare lo standard, quindi si può concludere che i regolatori di tensione selezionati sono qualificati.
4. Vantaggi e Benefici dell'Equipaggiamento di Regolazione Automatica della Tensione per Linee SVR
Questo equipaggiamento di regolazione della tensione realizza principalmente un controllo stabile della tensione d'uscita regolando il rapporto di trasformazione del variotransformatore trifase. Nell'applicazione pratica, presenta i seguenti vantaggi:
Può realizzare completamente la regolazione della tensione automatica, efficiente e a carico.
Il variotransformatore stesso adotta un variotransformatore trifase a connessione stellata, che ha una grande capacità e un volume relativamente piccolo e può essere eretto su doppi pali.
L'intervallo di regolazione della tensione è solitamente tra -10% e 20%, che può soddisfare i requisiti di tensione. Secondo l'analisi teorica e i calcoli pertinenti, il regolatore di tensione automatico per linee SVR può essere installato secondo le caratteristiche specifiche e le condizioni effettive delle linee in diverse sezioni. Dopo l'installazione di questo regolatore di tensione, la tensione può essere regolata flessibilmente a 10,5 kV.
Un gran numero di esempi pratici dimostra che l'insieme completo di apparecchiature per la regolazione automatica della tensione del feeder SVR ha un alto grado di automazione e funzioni intelligenti, può seguire dinamicamente le fluttuazioni della tensione in ingresso, garantendo così una performance relativamente stabile della tensione d'uscita costante, e superando efficacemente il problema della bassa tensione. Dopo l'installazione dell'apparecchiatura di regolazione della tensione SVR nella linea a bassa tensione, rispetto alla costruzione di una nuova sottostazione, il rimpiazzo dei conduttori può controllare efficacemente gli investimenti di capitale, controllando quindi efficacemente la tensione della linea e rispondendo anche ai dipartimenti statali pertinenti, portando così benefici sociali ed economici migliori.
Quando il carico della linea rimane costante, aumentando la tensione della linea, la corrente della linea viene controllata efficacemente, controllando quindi notevolmente la perdita della linea, migliorando l'efficienza di trasmissione dell'energia e infine raggiungendo l'obiettivo di risparmio energetico e riduzione delle perdite. Rispetto alla costruzione di una nuova sottostazione, il regolatore di tensione SVR controlla efficacemente l'uso del capitale aggiornando i conduttori, in modo che la tensione della linea di tutto il sistema venga aumentata, soddisfacendo le normative industriali statali pertinenti, ottenendo benefici economici ideali e portando anche certi benefici sociali. Quando il carico della linea rimane stabile, aumentando la tensione della linea, la corrente della linea può essere controllata efficacemente, controllando quindi in misura significativa la perdita della linea, raggiungendo l'obiettivo di risparmio energetico e riduzione delle perdite, mantenendo i benefici economici dell'azienda di fornitura elettrica e reprimendo efficacemente la sua perdita economica, migliorando così il beneficio economico complessivo.
5.Conclusione
In aree con spazio limitato per lo sviluppo del carico, poche disposizioni di fonti di alimentazione, raggio di fornitura elettrica ampio, perdite di linea gravi, carico pesante e senza piani per una nuova sottostazione a 35 kV nel prossimo futuro, è adatto installare l'equipaggiamento di regolazione automatica della tensione del feeder SVR per controllare i problemi operativi del sistema. Ciò non solo può controllare efficacemente il problema della qualità della tensione, ma anche minimizzare la perdita della linea, ottenendo così benefici economici e sociali ideali. L'applicazione di questo equipaggiamento può inoltre controllare efficacemente i costi, migliorare l'efficienza operativa del sistema elettrico e creare benefici sociali ideali.
