10kV 선로의 저전압 관리에서 SVR 라인 자동 전압 조정기의 응용 연구

지역 개발과 산업 이전에 따라 점점 더 많은 기업들이 낙후 지역에 투자하고 공장을 설립하고 있습니다. 그러나 전력 부하의 미성숙한 발전과 배전망 등의 지원 시설이 불완전하여 새로 추가된 부하는 기존 농촌 전력망 선로에만 연결될 수 있습니다. 농촌의 배전망 선로는 부하가 분산되어 있고, 선경이 작으며, 전력 공급 반경이 지나치게 크다는 특징이 있습니다.

새로 추가된 대용량 부하를 선로의 끝에 연결하면 선로 전압이 낮아지고 시스템 선 손실이 과도하게 증가하여 전체 시스템의 경제적 이익에 영향을 미칠 수 있습니다. SVR 선 자동 전압 조정기를 배전망 선로의 저전압 처리에 적용하면 배전망 시스템의 운영 품질을 적절히 개선하여 전력 공급 안전성을 보장하고 새로 추가된 부하 연결 요구를 충족할 수 있습니다.

1.SVR 자동 전압 조정기의 작동 원리

SVR 피더 자동 전압 조정 장비는 출력 전압을 자동으로 조정할 수 있는 고도로 자동화된 전압 조정 장치입니다. 이는 세상 자동 변압기입니다. 현재 대부분의 제품은 -20%에서 20% 범위 내에서 전압을 자동으로 조정할 수 있습니다. 이 장비는 피더 회로 중간 위치나 저전압 지역에 설치하여 효과적으로 선로 전압을 조정하고 제어하여 사용자에게 안전하고 안정적인 전압을 제공할 수 있습니다. 이 장비는 일반적으로 세 가지 주요 구성 요소로 구성되며, 구체적으로는 세상 자동 변압기, 세상 하중 탭 체인저, 그리고 지능형 컨트롤러입니다.

1.1 세상 자동 변압기

세상 자동 변압기 장비는 주로 직렬 권유, 병렬 권유, 그리고 제어 권유 세 부분으로 구성됩니다. 이 세 권유 중 직렬 권유는 여러 탭을 포함하며, 각 탭은 하중 탭 체인저의 각 접점 사이에 입력 및 출력 단자 사이에 직렬로 연결됩니다. 자동 변압기의 전압 비율은 탭 위치를 변경하여 조정할 수 있으며, 이를 통해 전압을 합리적으로 조정할 수 있습니다. 세상 병렬 권유는 공통 권유로서, 자체적으로 에너지를 전송할 수 있는 자기장입니다. 제어 권유는 컨트롤러의 작동에 필요한 전력 에너지를 제공하며 샘플링 신호도 제공합니다.

1.2 세상 하중 탭 체인저

세상 하중 탭 체인저는 하중 상태에서도 접점을 전환할 수 있는 특수한 스위칭 장치입니다. 탭 체인저의 기어 수는 탭 체인저의 수명과 사용자의 전압 조정 정확도 표준을 충분히 고려하여 설정해야 하며, 일반적으로 7개 기어와 9개 기어를 포함합니다.

1.3 지능형 컨트롤러

이 장치는 주로 시스템에서 전송되는 전압 데이터를 수집하고, 이 데이터를 설정 값과 비교한 후, 해당 명령을 발행하여 하중 탭 체인저를 제어하여 전압 조정 작업을 수행하는 역할을 합니다. 이 장비의 작동 원리는 도표 1에 표시되어 있습니다.

도표 1에서 A는 주로 전원에 연결되는 입력 단자이고, a는 주로 부하에 연결되는 출력 단자입니다. 지능형 컨트롤러는 출력 단자의 전압을 감지하고 이를 기준 전압과 비교합니다. 출력 단자 전압이 기준 범위에서 벗어날 경우, 컨트롤러는 작동을 지연시킵니다. 지연 시간과 작동 간격이 관련 요구 사항을 충족하면, 컨트롤러는 하중 탭 체인저에 명령을 보내 하중 탭 체인저 내의 모터 회전을 제어하여 탭 사이를 전환합니다. 이를 통해 변압기의 전압 비율을 조정하여 하중 상태에서 자동 전압 조정 목표를 달성합니다. SVR 피더 자동 전압 조정 장비는 3입력 3출력 모드를 채택하며, 각각 10kV 피더의 세 상에 대응하며, 회로 차단기 전압 조정 장비의 스위칭 작업을 통해 목표를 달성합니다. 이 장비는 큰 공간을 차지하지 않으며 (일반적으로 10m² 미만) 위치시키기에 더 편리하고 안전합니다.

2. SVR 피더 자동 전압 조정기의 특징

• 경제적이고 효율적: 하나의 전압 조정기 장비 조립 비용은 약 50만 위안으로, 비교적 낮고 부담이 없습니다. 장비는 자동 변압기의 작동 원리를 채택하여 더 나은 전압 조정 효과를 달성하여 경제적이고 효율적인 목표를 달성할 수 있습니다.

• 높은 조정 정밀도: 현재 가장 일반적인 장비는 7개 기어와 9개 기어의 하중 자동 전압 조정 장치이며, 단일 기어의 전압 조정 범위는 최대 -4%에서 4%까지 가능하여 더욱 정밀하고 효율적이며, 다양한 작업 조건에서 전압 조정이 용이합니다.

• 높은 유연성: SVR 피더 자동 전압 조정 장비는 일반적으로 바이패스 직렬 모드로 피더에 연결되기 때문에 필요할 때 쉽게 운전을 중단할 수 있으며, 전압 조정 기능도 종료할 수 있습니다.

• 낮은 무부하 손실: 이 장비는 주로 자동 변압기 구조를 사용하므로 무부하 상태에서는 큰 손실을 일으키지 않습니다. 농촌 지역의 다양한 피크 전력 소비 기간, 특히 일부 오프피크 기간에 효과적으로 대응하여 무부하 손실 문제를 효과적으로 방지할 수 있습니다.

• 전압 조정기가 시스템 선로에 직렬로 설치되기 때문에 피더는 과부하 상태로 작동할 수 없으며, 피더 전력 흐름이 장비의 최대 전력보다 초과하면 장비 손상을 초래할 수 있습니다.

3. 10kV 선로의 저전압 관리에서 SVR 선 자동 전압 조정기의 응용

현재 10kV 선로에는 SVR 피더 자동 전압 조정기가 장착되어 있습니다. AB 선로, BC 선로, CD 선로를 예로 들어 SVR 선로 전압 조정기의 적용을 분석합니다. 각 선로는 농촌 전력망 부하를 운반하며, 전체 선로 길이는 길고, 주 선로에는 많은 분기선이 있으며, 전체 선로의 부하는 균일하지 않습니다. 각 선로에 피더 자동 전압 조정기를 추가한 후의 변화를 다음에 분석합니다.

3.1 AB 선로에서의 적용

10kV 배전 네트워크 선로의 AB 구간에서는 주 선로 길이가 24km, 총 선로 길이는 117.01km이며, 도체 유형은 LGJ-70입니다. 그 길이는 지정된 길이 기준을 초과하고, 주 선로에는 많은 분기선이 있습니다. 무효전력 보상 이전 선로의 전력 인자는 약 0.9입니다. 선로 전압을 자동으로 조정하고 전력 에너지의 합리적인 분배를 실현하기 위해 시스템 선로에 SVR 피더 자동 전압 조정 장비가 설치되었습니다. 

장비가 1년 동안 운영된 후, 장비 입력 단의 전압 적합률은 97.85%에 달하고, 출력 단의 전압 적합률은 100%에 달했습니다. SVR 피더 전압 조정 장비를 추가함으로써 전압 품질이 크게 최적화될 수 있습니다. 특정 한 달 동안, 다양한 기준점을 관찰하면, 입력 전압과 출력 전압은 각각 다른 변화 경향을 보입니다. 

통계 차트에서 AB 선로의 전압이 9시에 가장 낮아져 정격 전압의 90% 미만으로 감소되는 것을 확인할 수 있습니다. 피더 전압 조정 장비의 작동 하에, 출력 전압은 10.02kV이고, 전압 상승폭은 약 19.86%입니다. SVR 피더 전압 조정기의 작동 하에, 전압 값은 10~10.7kV의 이상적인 표준 범위 내에서 제어될 수 있습니다. 무효전력 보상 후, 이 지역의 전력 인자는 0.95까지 높아져 이상적인 보상 효과를 달성할 수 있습니다. 그러나 대규모로 무효전력 커패시터가 가동되면, 전압이 상대적으로 낮아져 일반적으로 9kV 미만으로 유지됩니다.

3.2 BC 선로에서의 적용

BC 선로의 길이는 20.5km, 총 선로 길이는 174km이며, 사용된 도체 유형은 비교적 특수한 (LGJ-50)입니다. 주 선로에는 여전히 많은 분기선이 있습니다. 무효전력 보상 이전 선로의 전력 인자는 약 0.88이므로, 이 선로에 SVR 피더 자동 전압 조정기가 설치되었습니다. 1년 동안 운영된 후, 장비 입력 단의 전압 적합률은 거의 100%에 가깝고, 출력 단의 전압도 완전히 적합합니다. 

SVR 피더 전압 조정 장비를 추가한 후, 전체 시스템의 전압 품질이 크게 향상되었습니다. 측정된 전압 곡선에서, 이 선로의 전압이 20:00~21:00 사이에 가장 낮아져 8.07kV로, 정격 전압의 90% 미만으로 감소되는 것을 볼 수 있습니다. 피더 전압 조정기의 영향으로, 출력 전압은 9.68kV이고, 전압 상승폭은 20.07%로, 최대 전압 조정 표준값인 20%에 도달하였습니다.

3.3 CD 선로에서의 적용

CD 선로의 주 선로 길이는 14km, 총 선로 길이는 153.98km이며, 특정 도체 유형은 LGJ-70입니다. 무효전력 보상 이전 선로의 전력 인자는 0.9에 달하므로, 선로 탑에 SVR 자동 전압 조정기 (모델: SVR-2000/10-7)를 설치할 수 있습니다. 1년 동안 운영된 후, 장비 입력 단의 전압 적합률은 거의 100%에 가깝고, 출력 단의 전압도 매우 표준적이어서 99.86%에 달합니다. 

SVR 피더 전압 조정 장비를 추가함으로써 전압 품질이 크게 최적화되었지만, 입력 단의 전압 수준은 100% 표준을 완전히 충족시키기에는 약간 부족합니다. 관찰된 전압 곡선에서, CD 선로에서 그 날 두 개의 명확한 전압 하락 기간이 있음을 알 수 있습니다: 8:00~10:00과 19:00~21:00. 그들의 입력 전압 값은 모두 9kV 미만입니다. 이 기간 동안 20:00의 전압이 가장 낮아져 7.77kV (정격 전압의 78%)에 불과합니다. SVR 피더 전압 조정기의 사용으로 전압이 균형 잡히고 안정적으로 유지될 수 있습니다. 

그러나 20:00의 출력 전압은 8.82kV로, 여전히 저전압 상태입니다. 장비의 전압 상승폭은 12.51%로, 기본적으로 15%의 표준값에 도달하였습니다. 위 피더 전압 조정기의 실제 운영 상태와 효과를 분석한 결과, 극단적인 값에서도 전압 상승폭이 표준을 충족할 수 있으므로, 선택된 전압 조정기가 적합하다는 결론을 내릴 수 있습니다.

4. SVR 피더 자동 전압 조정 장비의 장점 및 이점

이 전압 조정 장비는 주로 삼상 자동변압기의 변환 비율을 조정하여 출력 전압의 안정적인 제어를 달성합니다. 실제 응용에서는 다음과 같은 장점을 나타냅니다: 

• 완전히 자동적이고 효율적이며 부하 상태에서 전압 조정을 실현할 수 있습니다. 

• 변압기는 자체적으로 별형 연결된 삼상 자동변압기를 채택하여 용량이 크고 체적이 상대적으로 작으며, 두 개의 기둥에 세울 수 있습니다. 

• 전압 조정 범위는 일반적으로 -10%부터 20% 사이이며, 전압 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 관련 이론적 분석 및 계산에 따르면, SVR 피더 자동 전압 조정기는 각 구간의 선로의 특정 특성과 실제 조건에 따라 설치할 수 있습니다. 이 전압 조정기를 설치한 후, 전압을 10.5kV로 유연하게 조정할 수 있습니다. 

많은 실제 사례들이 SVR 피더 자동 전압 조절 장비 세트가 높은 수준의 자동화와 지능 기능을 가지고 있으며, 입력 전압의 변동을 동적으로 추적하여 상대적으로 안정적인 출력 전압 성능을 보장하며 저전압 문제를 효과적으로 극복할 수 있음을 증명했습니다. 저전압 회로에 SVR 전압 조절 장비를 설치하면, 새로운 변전소를 건설하는 것보다 도체를 교체함으로써 자본 투자를 효과적으로 제어할 수 있으므로, 선로 전압을 효과적으로 관리하고 관련 국가 부서의 요구사항에도 부응하여 더 나은 사회적 및 경제적 이익을 가져옵니다.

선로 부하가 일정하게 유지될 때, 선로 전압을 증가시켜 선로 전류를 효과적으로 제어함으로써 선로 손실을 크게 줄이고 전력 전송 효율성을 향상시키며, 결국 에너지 절약과 손실 감소의 목표를 달성할 수 있습니다. 새로운 변전소를 건설하는 것보다 SVR 전압 조절기로 도체를 교체함으로써 전체 시스템 선로의 전압을 증가시키고, 관련 국가 산업 규정을 충족하며 이상적인 경제적 이익을 달성하고, 동시에 특정 사회적 이익을 가져올 수 있습니다. 선로 부하가 안정적일 때, 선로 전압을 증가시켜 선로 전류를 효과적으로 제어함으로써 선로 손실을 어느 정도까지 통제하고, 에너지 절약과 손실 감소의 목표를 달성하며, 전력 공급 기업의 경제적 이익을 유지하고 그 경제적 손실을 효과적으로 억제하여, 전체적인 경제적 이익을 향상시킵니다.

5. 결론

부하 개발 공간이 제한적이고, 전원 배치가 적으며, 공급 범위가 넓고, 선로 손실이 심각하며, 부하가 무거우며, 가까운 미래에 35kV 변전소가 계획되지 않은 지역에서는 SVR 피더 자동 전압 조절 장비를 설치하여 시스템 운용 문제를 통제하는 것이 적합합니다. 이를 통해 전압 품질 문제를 효과적으로 통제하고 선로 손실을 최소화하여 이상적인 경제적 및 사회적 이익을 얻을 수 있습니다. 이 장비의 적용은 비용을 효과적으로 통제하고 전력 시스템의 운영 효율성을 향상시키며 이상적인 사회적 이익을 창출할 수 있습니다.