Penyelidikan Aplikasi pada Penyesuai Voltan Automatik SVR dalam Pengurusan Voltan Rendah bagi Litar 10 kV

Dengan pembangunan tempatan dan pemindahan industri, semakin ramai syarikat yang membuat pelaburan dan mendirikan kilang di kawasan kurang maju. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh pembangunan beban elektrik yang belum matang dan kemudahan sokongan seperti rangkaian pengagihan yang tidak lengkap, beban tambahan hanya boleh disambungkan ke laluan grid kuasa pedesaan sedia ada. Laluan rangkaian pengagihan di kawasan pedesaan ditandai dengan beban tersebar, diameter wayar kecil, dan jejari bekalan kuasa yang terlalu besar.

Menghubungkan beban kapasiti besar yang baru ke hujung laluan mungkin menyebabkan voltan laluan rendah dan kerugian laluan sistem berlebihan, seterusnya mempengaruhi keuntungan ekonomi keseluruhan sistem. Penggunaan penyesuai voltan automatik SVR untuk rawatan voltan rendah pada laluan rangkaian pengagihan dapat meningkatkan kualiti operasi sistem rangkaian pengagihan dengan betul, seterusnya memastikan keselamatan bekalan kuasa dan memenuhi permintaan untuk menghubungkan beban tambahan.

1. Prinsip Operasi Penyesuai Voltan Automatik SVR

Peranti penyesuaian voltan automatik SVR adalah peranti penyesuaian voltan yang sangat automatik yang boleh menyesuaikan voltan keluaran secara automatik. Ia adalah auto-transformer tiga fasa. Pada tahap ini, kebanyakan produk boleh menyesuaikan voltan secara automatik dalam lingkungan -20% hingga 20%. Peranti ini boleh dipasang dalam litar pengumpan, sama ada di kedudukan tengah atau di kawasan voltan rendah, supaya dapat menyesuaikan dan mengawal voltan laluan secara efektif, seterusnya memastikan bekalan voltan yang selamat dan stabil kepada pengguna. Peranti ini biasanya terdiri daripada tiga komponen utama, iaitu: auto-transformer tiga fasa, pemilih tap bertemu bawah tiga fasa, dan pengawal pintar.

1.1 Auto-Transformer Tiga Fasa

Peranti auto-transformer tiga fasa terutamanya terdiri daripada tiga bahagian: lilitan siri, lilitan selari, dan lilitan kawalan. Di antara tiga lilitan ini, lilitan siri merangkumi lilitan dengan beberapa tap, yang semuanya disambungkan secara bersiri antara hujung input dan output melalui setiap kontak pemilih tap bertemu bawah. Nisbah voltan auto-transformer boleh disesuaikan dengan mengubah kedudukan tap, supaya dapat menyesuaikan voltan dengan sewajarnya. Lilitan selari tiga fasa adalah lilitan biasa, yang sendiri merupakan medan magnet yang boleh digunakan untuk mentransmisikan tenaga. Lilitan kawalan boleh memberikan tenaga yang diperlukan untuk operasi pengawal dan juga memberikan isyarat sampel.

1.2 Pemilih Tap Bertemu Bawah Tiga Fasa

Pemilih tap bertemu bawah tiga fasa adalah peranti penukar khas yang boleh menukar kontak walaupun di bawah beban. Bilangan gigi pemilih tap harus ditetapkan dengan mempertimbangkan sepenuhnya jangka hayat pemilih tap dan standard ketepatan penyesuaian voltan pengguna, yang umumnya termasuk tujuh gigi dan sembilan gigi.

1.3 Pengawal Pintar

Peranti ini bertanggungjawab untuk mengumpul data voltan yang dihantar oleh sistem, membandingkan data tersebut dengan nilai tetapan, dan kemudian mengeluarkan arahan yang sesuai untuk mengawal pemilih tap bertemu bawah untuk melaksanakan operasi penyesuaian voltan. Prinsip operasi peranti ini ditunjukkan dalam Rajah 1.

Dalam Rajah 1, A adalah hujung input, yang terutamanya disambungkan ke sumber kuasa; a adalah hujung output, yang terutamanya disambungkan ke beban. Pengawal pintar boleh mengesan voltan pada hujung output dan membandingkannya dengan voltan rujukan. Apabila voltan hujung output menyimpang dari julat rujukan, pengawal akan mengendahkan operasi. Jika tempoh pengendahan dan selang operasi memenuhi keperluan yang berkaitan, pengawal akan menghantar arahan kepada pemilih tap bertemu bawah untuk mengawal putaran motor dalam pemilih tap bertemu bawah, seterusnya mendorong pemilih tap untuk beralih antara tap.

Ini menyesuaikan nisbah voltan transformator untuk mencapai matlamat penyesuaian voltan bertemu bawah secara automatik. Peranti penyesuaian voltan automatik SVR menggunakan mod tiga masukan dan tiga keluaran, yang sepadan dengan tiga fasa pengumpan 10 kV masing-masing, dan mencapai sasarannya melalui operasi penukaran peranti penyesuaian voltan pemutus laluan. Peranti ini tidak memerlukan ruang yang besar (biasanya kurang daripada 10 m²) dan lebih mudah serta selamat untuk ditempatkan.

2. Ciri-ciri Penyesuai Voltan Automatik SVR

• Ekonomikal dan cekap: Kos penyusunan satu peranti penyesuai voltan adalah kira-kira 500,000 yuan, yang agak rendah dan dapat dibeli. Oleh kerana peranti ini menggunakan prinsip operasi auto-transformer, ia dapat mencapai kesan penyesuaian voltan yang lebih baik, seterusnya mencapai matlamat ekonomi dan kecekapan.

• Ketepatan penyesuaian tinggi: Pada masa ini, peranti yang paling biasa termasuk peranti penyesuaian voltan automatik bertemu bawah dengan tujuh gigi dan sembilan gigi, dan julat penyesuaian voltan bagi satu gigi boleh mencapai sehingga -4% hingga 4%, menjadikan penyesuaian lebih tepat dan cekap, yang memudahkan penyesuaian voltan di bawah pelbagai keadaan kerja.

• Operasi yang sangat fleksibel: Oleh kerana peranti penyesuaian voltan automatik SVR biasanya disambungkan ke pengumpan dalam mod siri lepas, ia boleh dikeluarkan daripada operasi dengan mudah apabila perlu, dan fungsi penyesuaian voltannya juga boleh dimatikan.

• Kehilangan tanpa beban rendah: Peranti ini terutamanya menggunakan struktur auto-transformer, yang tidak menghasilkan kehilangan yang besar di bawah keadaan tanpa beban. Ia dapat menyesuaikan diri dengan berkesan terhadap pelbagai tempoh penggunaan kuasa puncak di kawasan pedesaan, terutamanya beberapa tempoh tidak puncak, seterusnya mencegah masalah kehilangan tanpa beban secara berkesan.

• Oleh kerana penyesuai voltan dipasang dalam laluan sistem secara bersiri, pengumpan tidak boleh beroperasi dalam keadaan overbeban, supaya aliran kuasa pengumpan melebihi kuasa maksimum peranti, yang mungkin menyebabkan kerosakan peranti.

3. Penggunaan Penyesuai Voltan Automatik SVR dalam Pengurusan Voltan Rendah Laluan 10 kV

Pada masa kini, pengatur voltan automatik SVR feeder telah dipasang pada laluan 10 kV. Mengambil contoh laluan AB, BC, dan CD, aplikasi pengatur voltan laluan SVR dianalisis. Setiap laluan membawa beban rangkaian elektrik luar bandar. Panjang laluan secara keseluruhan adalah panjang, terdapat banyak laluan cabang pada laluan utama, dan beban di seluruh laluan tidak tersebar secara merata. Berikut menganalisis perubahan setelah menambah pengatur voltan feeder automatik pada setiap laluan.

3.1 Aplikasi pada Laluan AB

Dalam bahagian AB laluan jaringan pengagihan 10 kV, panjang laluan utama adalah 24 km, panjang laluan secara keseluruhan adalah 117.01 km, dan jenis konduktor adalah LGJ-70. Panjangnya melebihi piawaian panjang yang ditetapkan, dan terdapat banyak laluan cabang pada laluan utama. Sebelum kompensasi daya reaktif, faktor kuasa laluan adalah kira-kira 0.9. Untuk mengatur voltan laluan secara automatik dan mewujudkan penyebaran tenaga elektrik yang munasabah, peralatan pengatur voltan feeder automatik SVR dipasang dalam laluan sistem. 

Selepas peralatan beroperasi selama satu tahun, kadar patuhan voltan pada sisi input peralatan mencapai 97.85%, dan kadar kelulusan voltan pada sisi output mencapai 100%. Dengan menambah peralatan pengatur voltan feeder SVR, kualiti voltan dapat dioptimumkan secara signifikan. Pada bulan tertentu, dengan mengamati titik rujukan yang berbeza, voltan input dan voltan output mempunyai trend perubahan masing-masing. 

Dari carta statistik, didapati voltan laluan AB mencapai nilai terendah pada pukul 9:00, yang berada di bawah 90% voltan nominal. Di bawah operasi peralatan pengatur voltan feeder, voltan output adalah 10.02 kV, dan amplitudo peningkatan voltan adalah kira-kira 19.86%. Di bawah operasi pengatur voltan feeder SVR, nilai voltan boleh dikawal dalam julat standard ideal 10~10.7 kV. Selepas kompensasi daya reaktif, faktor kuasa di kawasan ini sebanyak 0.95, yang dapat mencapai kesan kompensasi yang ideal. Walau bagaimanapun, apabila kapasitor daya reaktif dimasukkan ke dalam operasi secara besar-besaran, voltan agak rendah, biasanya di bawah 9 kV.

3.2 Aplikasi pada Laluan BC

Panjang laluan BC adalah 20.5 km, panjang laluan secara keseluruhan adalah 174 km, dan jenis konduktor yang digunakan adalah relatif istimewa (LGJ-50). Terdapat masih banyak laluan cabang pada laluan utama. Faktor kuasa sebelum kompensasi daya reaktif laluan adalah kira-kira 0.88, maka pengatur voltan feeder automatik SVR dipasang pada laluan ini. Selepas 1 tahun beroperasi, kadar patuhan voltan pada terminal input peralatan mendekati 100%, dan voltan pada terminal output juga sepenuhnya layak. 

Selepas menambah peralatan pengatur voltan feeder SVR, kualiti voltan keseluruhan sistem meningkat secara signifikan. Dari lengkung voltan yang diukur, dapat dilihat voltan laluan ini paling rendah pada pukul 20:00~21:00, hanya 8.07 kV, yang berada di bawah 90% voltan nominal. Disebabkan pengaruh pengatur voltan feeder, voltan output adalah 9.68 kV, dan amplitudo peningkatan voltan adalah 20.07%, mencapai nilai standard maksimum pengaturan voltan sebanyak 20%.

3.3 Aplikasi pada Laluan CD

Panjang laluan utama laluan CD mencapai 14 km, panjang laluan secara keseluruhan mencapai 153.98 km, dan jenis konduktor spesifik adalah LGJ-70. Faktor kuasa sebelum kompensasi daya reaktif laluan mencapai 0.9, maka pengatur voltan automatik SVR (model: SVR-2000/10-7) boleh dipasang pada tiang laluan. Selepas satu tahun beroperasi, kadar patuhan voltan pada terminal input peralatan mendekati 100%, dan voltan pada terminal output juga sangat standard, mencapai 99.86%. 

Menambah peralatan pengatur voltan feeder SVR secara signifikan mengoptimumkan kualiti voltan, tetapi tahap voltan pada terminal input sedikit kurang untuk sepenuhnya memenuhi standard 100%. Dari lengkung voltan yang diamati, dapat dilihat ada dua tempoh penurunan voltan yang ketara pada laluan CD pada hari itu: 8:00~10:00 dan 19:00~21:00. Nilai voltan input mereka semua berada di bawah 9 kV. Semasa tempoh ini, voltan pada pukul 20:00 mencapai yang terendah, hanya 7.77 kV (hanya 78% voltan nominal). Penggunaan pengatur voltan feeder SVR dapat mempromosikan voltan menjadi seimbang dan stabil. 

Walau bagaimanapun, voltan output pada pukul 20:00 mencapai 8.82 kV, yang masih dalam keadaan voltan rendah. Amplitudo peningkatan voltan peralatan adalah 12.51%, hampir mencapai nilai standard 15%. Dari analisis status dan kesan operasi sebenar pengatur voltan feeder di atas, walaupun menghadapi nilai ekstrem, amplitudo peningkatan voltan dapat memenuhi standard, maka dapat disimpulkan bahawa pengatur voltan yang dipilih adalah layak.

4. Kelebihan dan Manfaat Peralatan Pengatur Voltan Feeder Automatik SVR

Peralatan pengaturan voltan ini secara utama mencapai kawalan stabil voltan output dengan menyesuaikan nisbah transformasi autotransformer tiga fasa. Dalam aplikasi praktikal, ia menunjukkan kelebihan berikut: 

• Ia dapat sepenuhnya merealisasikan pengaturan voltan automatik, cekap, dan berbeban. 

• Transformernya sendiri menggunakan autotransformer tiga fasa yang tersambung bintang, yang mempunyai kapasiti besar dan isi padu relatif kecil, dan boleh didirikan pada tiang ganda. 

• Julat pengaturan voltan biasanya antara -10% dan 20%, yang dapat memenuhi keperluan voltan. Menurut analisis teori dan pengiraan berkaitan, pengatur voltan feeder automatik SVR boleh dipasang mengikut ciri-ciri dan keadaan sebenar laluan di bahagian yang berbeza. Selepas memasang pengatur voltan ini, voltan boleh diatur fleksibel menjadi 10.5 kV. 

Banyak contoh praktikal membuktikan bahawa set peralatan pengaturan voltan automatik SVR mempunyai tahap automasi dan fungsi cerdas yang tinggi, boleh mengesan secara dinamik fluktuasi voltan input, dengan demikian memastikan prestasi keluaran voltan yang stabil secara relatif, dan menyelesaikan masalah voltan rendah. Selepas pemasangan peralatan pengaturan voltan SVR pada laluan rendah voltan, berbanding dengan pembinaan substesen baru, penggantian konduktor dapat mengawal pelaburan modal dengan berkesan, dengan demikian mengawal voltan laluan secara berkesan, dan juga merespon jabatan negara yang berkaitan, dengan demikian memberi manfaat sosial dan ekonomi yang lebih baik. 

Apabila beban laluan kekal malar, dengan meningkatkan voltan laluan, arus laluan dikawal dengan berkesan, dengan demikian mengawal kehilangan laluan dengan besar, meningkatkan kecekapan penghantaran tenaga, dan akhirnya mencapai matlamat penghematan tenaga dan penurunan kehilangan. Berbanding dengan pembinaan substesen baru, pengatur voltan SVR mengawal penggunaan modal dengan berkesan melalui pembaruan konduktor, supaya voltan seluruh sistem laluan ditingkatkan, yang memenuhi peraturan industri negara yang berkaitan, mencapai faedah ekonomi yang ideal, dan juga membawa manfaat sosial tertentu. Apabila beban laluan kekal stabil, dengan meningkatkan voltan laluan, arus laluan boleh dikawal dengan berkesan, dengan demikian mengawal kehilangan laluan sejauh mana, mencapai matlamat penghematan tenaga dan penurunan kehilangan, mengekalkan faedah ekonomi syarikat bekalan tenaga, dan menghambat kehilangan ekonomi dengan berkesan, dengan demikian meningkatkan faedah ekonomi keseluruhan.

5. Kesimpulan

Di kawasan di mana ruang pembangunan beban terhad, susunan sumber tenaga sedikit, jejari bekalan tenaga luas, kehilangan laluan serius, beban berat, dan tiada rancangan untuk substesen 35 kV dalam masa terdekat, adalah sesuai untuk memasang peralatan pengaturan voltan automatik SVR untuk mengawal masalah operasi sistem. Ini bukan sahaja boleh mengawal masalah kualiti voltan dengan berkesan tetapi juga meminimumkan kehilangan laluan, supaya mendapatkan faedah ekonomi dan sosial yang ideal. Penggunaan peralatan ini juga boleh mengawal kos dengan berkesan, meningkatkan kecekapan operasi sistem tenaga, dan mencipta faedah sosial yang ideal.