Onderzoek naar de toepassing van SVR-lijn automatische spanningregelaar in het lage-spanningsbeheer van 10 kV-lijnen

Met de lokale ontwikkeling en industrieële overdracht investeren steeds meer bedrijven en richten fabrieken op in minder ontwikkelde gebieden. Echter, vanwege de onvolwassen ontwikkeling van elektriciteitsbelasting en onvolledige bijhorende faciliteiten zoals distributienetten, kan de toegevoegde belasting slechts worden aangesloten op de bestaande landelijke elektriciteitsnetten. De distributielijnen in plattelandsgebieden kenmerken zich door verspreide belasting, kleine draaddiameter en een te groot leveringsbereik.

Het aansluiten van nieuwe grote capaciteit belasting aan het einde van de lijn kan leiden tot lage lijnspanning en te hoge systeemlijnverliezen, waardoor de economische voordelen van het gehele systeem worden beïnvloed. Het toepassen van de SVR-lijnautomatische spanningregelaar voor de laagspanningsbehandeling van distributielijnen kan de kwaliteit van de operatie van het distributiesysteem aanzienlijk verbeteren, waardoor de veiligheid van de energievoorziening wordt gewaarborgd en de vraag naar aansluiting van nieuwe belasting wordt voldaan.

1.Werkingsprincipe van de SVR-automatische spanningregelaar

De SVR-voederlijn automatische spanningregelapparatuur is een hoog geautomatiseerde spanningregelapparatuur die de uitgangsspanning automatisch kan aanpassen. Het is een driefasige autotransformator. Op dit moment kunnen de meeste producten de spanning automatisch binnen een bereik van -20% tot 20% aanpassen. Deze apparatuur kan in de voederlijncircuit worden geïnstalleerd, zowel in de middenpositie als in het laagspanningsgebied, om de lijnspanning effectief en significant te regelen, waardoor veilige en stabiele spanning voor gebruikers wordt verzekerd. Deze apparatuur bevat doorgaans drie belangrijke componenten, namelijk: driefasige autotransformator, driefasige onderbelastingschakelaar en intelligente controller.

1.1 Driefasige autotransformator

De driefasige autotransformatorapparatuur bestaat hoofdzakelijk uit drie delen: serie-winding, parallel-winding en controlewinding. Van deze drie windingen bevat de serie-winding windingen met verschillende tappen, die allemaal via elk contact van de onderbelastingschakelaar in serie tussen de ingang en uitgang worden verbonden. Het spanningsverhouding van de autotransformator kan worden aangepast door de tappositie te wijzigen, om de spanning redelijk te regelen. De driefasige parallel-winding is een gemeenschappelijke winding, die zelf een magnetisch veld is dat kan worden gebruikt om energie over te dragen. De controlewinding kan de nodige energie voor de werking van de controller verschaffen en ook signaalmonsters bieden.

1.2 Driefasige onderbelastingschakelaar

De driefasige onderbelastingschakelaar is een speciaal schakelapparaat dat contacten kan overschakelen, zelfs onder belastingsomstandigheden. Het aantal tandwielen van de schakelaar moet volledig rekening houden met de levensduur van de schakelaar en de nauwkeurigheidsnorm van de spanningregeling van de gebruiker, wat doorgaans zeven en negen tandwielen omvat.

1.3 Intelligente controller

Dit apparaat is voornamelijk verantwoordelijk voor het verzamelen van de spanninggegevens die door het systeem worden doorgestuurd, vergelijken van deze gegevens met de ingestelde waarde en vervolgens het afgeven van overeenkomstige bevelen om de onderbelastingschakelaar te controleren en spanningregeloperaties uit te voeren. Het werkingsprincipe van dit apparaat is weergegeven in figuur 1.

In figuur 1 is A de ingangsterminal, die voornamelijk verbonden is met de energiebron; a is de uitgangsterminal, die voornamelijk verbonden is met de belasting. De intelligente controller kan de spanning op de uitgangsterminal detecteren en deze vergelijken met de referentiespanning. Wanneer de uitgangsterminalspanning afwijkt van het referentiebereik, zal de controller uitstellen. Als de duur van de vertraging en de operatie-interval voldoen aan de relevante eisen, zal de controller een bevel naar de onderbelastingschakelaar sturen om de rotatie van de motor in de onderbelastingschakelaar te controleren, waardoor de schakelaar tussen de tappen overschakelt.

Hierdoor wordt de spanningsverhouding van de transformator aangepast om het doel van de onderbelasting automatische spanningregeling te bereiken. De SVR-voederlijn automatische spanningregelapparatuur maakt gebruik van een drie-in-en-drie-uitmodus, die correspondeert met de drie fasen van de 10 kV voederlijn, en bereikt het doel door de schakeloperatie van de circuitbreker spanningregelapparatuur. Deze apparatuur neemt niet veel ruimte in beslag (doorgaans minder dan 10 m²) en is gemakkelijker en veiliger te plaatsen.

2. Kenmerken van de SVR-voederlijn automatische spanningregelaar

• Economisch en efficiënt: De assemblagekosten van één spanningregelaarapparaat bedragen ongeveer 500.000 yuan, wat relatief laag en betaalbaar is. Aangezien de apparatuur het werkingsprincipe van een autotransformator adopteert, kan het een beter spanningregelresultaat bereiken, waardoor het doel van economie en hoge efficiëntie wordt bereikt.

• Hoge regelaccurate: Momenteel omvat de meest voorkomende apparatuur 7-tandwielen en 9-tandwielen onderbelasting automatische spanningregelapparatuur, en het spanningregelbereik van één tandwiel kan tot -4% tot 4% reiken, waardoor de regeling nauwkeuriger en efficiënter is, wat handig is voor spanningregeling onder verschillende werkomstandigheden.

• Hoog flexibel functioneren: Aangezien de SVR-voederlijn automatische spanningregelapparatuur doorgaans in een bypass-seriemodus aan de voederlijn wordt aangesloten, kan het gemakkelijk buiten dienst worden genomen wanneer nodig, en kan ook de spanningregelfunctie worden uitgeschakeld.

• Lage leegloopverliezen: Deze apparatuur maakt voornamelijk gebruik van een autotransformatorstructuur, die geen grote verliezen veroorzaakt onder leegloopomstandigheden. Het kan effectief aanpassen aan verschillende piekverbruiksperioden in plattelandsgebieden, vooral sommige off-peak perioden, waardoor leegloopverliesproblemen effectief worden voorkomen.

• Aangezien de spanningregelaar in serie in het systeemlijn is geïnstalleerd, kan de voederlijn niet overbelast werken, zodat de voederlijnenergieoverslag de maximale vermogen van de apparatuur overschrijdt, wat mogelijk schade aan de apparatuur kan veroorzaken.

3. Toepassing van de SVR-lijn automatische spanningregelaar in de laagspanningsbeheersing van 10 kV lijnen

Momenteel zijn SVR voedingslijn automatische spanningregelaars geïnstalleerd op 10 kV lijnen. Met AB-lijn, BC-lijn en CD-lijn als voorbeeld wordt de toepassing van SVR lijnspanningsregelaars geanalyseerd. Elke lijn draagt landelijke elektriciteitsnetbelasting. De totale lengte van de lijn is lang, er zijn veel vertakkingen op de hoofdlijn en de belasting over de hele lijn is ongelijkmatig verdeeld. Hieronder wordt de verandering na het toevoegen van automatische spanningregelaars aan elke lijn geanalyseerd.

3.1 Toepassing in AB-lijn

In het AB-gedeelte van de 10 kV distributienetlijn bedraagt de lengte van de hoofdlijn 24 km, de totale lengte van de lijn is 117,01 km en het geleiderstype is LGJ-70. De lengte overstijgt de gespecificeerde lengtestandaard en er zijn veel vertakkingen op de hoofdlijn. Voordat er reactieve vermogenscompensatie plaatsvond, was de vermogensfactor van de lijn ongeveer 0,9. Om de lijnspanning automatisch te regelen en een redelijke verdeling van elektrische energie te realiseren, is SVR voedingslijn automatische spanningregelapparatuur in het systeemlijn geïnstalleerd. 

Na één jaar in bedrijf te zijn geweest, bereikt het voltagesamenhangingspercentage aan de ingangskant van de apparatuur 97,85% en het voltagekwalificatiepercentage aan de uitgangskant 100%. Door de toevoeging van de SVR voedingslijnspanningsregelapparatuur kan de voltagekwaliteit aanzienlijk worden geoptimaliseerd. In een bepaalde maand tonen verschillende referentiepunten dat de ingangs- en uitgangsspanningen hun eigen veranderlijke trends hebben. 

Uit de statistische grafiek blijkt dat de spanning van de AB-lijn om 9:00 uur de laagste waarde bereikt, wat onder 90% van de genoemde spanning ligt. Onder de werking van de voedingslijnspanningsregelapparatuur is de uitgangsspanning 10,02 kV en de stijging van de spanning is ongeveer 19,86%. Onder de werking van de SVR voedingslijnspanningsregelaar kan de spanningswaarde binnen de ideale standaardbereik van 10~10,7 kV worden gecontroleerd. Na reactieve vermogenscompensatie is de vermogensfactor in dit gebied zo hoog als 0,95, wat de ideale compensatie-effectiviteit kan bereiken. Echter, wanneer de reactieve vermogenscondensator op grote schaal in gebruik wordt genomen, is de spanning relatief laag, meestal onder 9 kV.

3.2 Toepassing in BC-lijn

De lengte van de BC-lijn is 20,5 km, de totale lengte van de lijn is 174 km en het type geleider dat wordt gebruikt is relatief speciaal (LGJ-50). Er zijn nog steeds veel vertakkingen op de hoofdlijn. De vermogensfactor voordat er reactieve vermogenscompensatie plaatsvond, was ongeveer 0,88, dus is de SVR voedingslijn automatische spanningregelaar op deze lijn geïnstalleerd. Na 1 jaar in bedrijf te zijn geweest, is het voltagesamenhangingspercentage aan de ingangskant van de apparatuur bijna 100%, en is de spanning aan de uitgangskant ook volledig gekwalificeerd. 

Na de toevoeging van de SVR voedingslijnspanningsregelapparatuur is de voltagekwaliteit van het hele systeem aanzienlijk verbeterd. Uit de gemeten spanningcurve blijkt dat de spanning van deze lijn het laagst is tussen 20:00~21:00, slechts 8,07 kV, wat onder 90% van de genoemde spanning ligt. Door de werking van de voedingslijnspanningsregelaar is de uitgangsspanning 9,68 kV, en de stijging van de spanning is 20,07%, wat de maximale spanningregelstandaardwaarde van 20% bereikt.

3.3 Toepassing in CD-lijn

De lengte van de hoofdlijn van de CD-lijn bedraagt 14 km, de totale lengte van de lijn bedraagt 153,98 km en het specifieke geleiderstype is LGJ-70. De vermogensfactor voordat er reactieve vermogenscompensatie plaatsvond, bedroeg 0,9, dus kan de SVR automatische spanningregelaar (model: SVR-2000/10-7) op de lijntoren worden geïnstalleerd. Na één jaar in bedrijf te zijn geweest, is het voltagesamenhangingspercentage aan de ingangskant van de apparatuur bijna 100%, en is de spanning aan de uitgangskant ook zeer standaard, 99,86%. 

De toevoeging van de SVR voedingslijnspanningsregelapparatuur optimaliseert de voltagekwaliteit aanzienlijk, maar het voltagepeil aan de ingangskant is iets ontoereikend om de 100%-standaard volledig te voldoen. Uit de waargenomen spanningcurve blijkt dat er twee duidelijke perioden van spanningdaling zijn op de CD-lijn die dag: 8:00~10:00 en 19:00~21:00. Hun ingangsspanningswaarden liggen allemaal onder 9 kV. Tijdens deze periode bereikt de spanning om 20:00 uur het laagste punt, slechts 7,77 kV (slechts 78% van de genoemde spanning). Het gebruik van de SVR voedingslijnspanningsregelaar kan de spanning gelijkmatig en stabiel maken. 

Echter, de uitgangsspanning om 20:00 uur bereikt 8,82 kV, wat nog steeds in een lage spanningstoestand is. De stijging van de spanning van de apparatuur is 12,51%, wat bijna de standaardwaarde van 15% bereikt. Uit de analyse van de werkelijke werkstatus en effectiviteit van bovenstaande voedingslijnspanningsregelaars, zelfs bij extreme waarden, kan de stijging van de spanning de standaard voldoen, dus kan worden geconcludeerd dat de geselecteerde spanningregelaars gekwalificeerd zijn.

4. Voordelen en voordelen van SVR voedingslijn automatische spanningregelapparatuur

Deze spanningregelapparatuur realiseert voornamelijk stabiele controle van de uitgangsspanning door het transformatieverhouding van de driefase autotransformator te wijzigen. In de praktijk toont het de volgende voordelen: 

• Het kan volledig automatische, efficiënte en onderbelaste spanningregeling realiseren. 

• De transformator zelf maakt gebruik van een ster-aangesloten driefase autotransformator, die een groot vermogen heeft en een relatief kleine volume, en kan worden opgericht op dubbele palen. 

• Het spanningsregelbereik ligt meestal tussen -10% en 20%, wat de spanningseisen kan voldoen. Volgens relevante theoretische analyse en berekening kan de SVR voedingslijn automatische spanningregelaar worden geïnstalleerd volgens de specifieke kenmerken en werkelijke omstandigheden van lijnen in verschillende secties. Na de installatie van deze spanningregelaar kan de spanning flexibel worden aangepast naar 10,5 kV. 

Een groot aantal praktijkvoorbeelden bewijst dat de complete set automatische spanningregelingsapparatuur voor SVR-voeders een hoge mate van automatisering en intelligente functies heeft, kan dynamisch de fluctuaties van de ingangsspanning volgen, waardoor de prestaties van de constante uitgangsspanning relatief stabiel blijven, en overwint effectief het probleem van lage spanning. Na de installatie van de SVR-spanningsregelingsapparatuur in de laagspanningslijn, in vergelijking met de bouw van een nieuwe onderstation, kan de vervanging van geleiders effectief de kapitaalinvesteringen beheren, waardoor de lijnspanning effectief wordt gecontroleerd, en reageert ook op de relevante nationale instanties, wat betere sociale en economische voordelen oplevert.

Wanneer de lijnbelasting constant blijft, wordt door verhoging van de lijnspanning de lijnstroom effectief gecontroleerd, waardoor de lijnverliezen sterk worden geregeld, de efficiëntie van de energieoverdracht wordt verbeterd, en uiteindelijk het doel van energiebesparing en verliesreductie wordt bereikt. In vergelijking met de bouw van een nieuw onderstation, regelt de SVR-spanningsregelaar effectief de kapitaalinzet door de geleiders te vernieuwen, zodat de spanning van het hele systeemlijn wordt verhoogd, wat voldoet aan de relevante nationale industrievoorschriften, ideaal economische voordelen oplevert, en ook bepaalde sociale voordelen brengt. Wanneer de lijnbelasting stabiel blijft, kan door verhoging van de lijnspanning de lijnstroom effectief worden gecontroleerd, waardoor de lijnverliezen tot op zekere hoogte worden geregeld, het doel van energiebesparing en verliesreductie wordt bereikt, de economische voordelen van het energieleverbedrijf worden behouden, en de economische schade effectief wordt onderdrukt, waardoor de algemene economische voordelen worden verbeterd.

5.Slotconclusie

In gebieden met beperkte ruimte voor belastingsontwikkeling, weinig energiebronnen, grote energievoorzieningsradius, ernstige lijnverliezen, zware belasting, en geen gepland 35 kV-onderstation in de nabije toekomst, is het geschikt om SVR-voeder automatische spanningregelingsapparatuur te installeren om de systeembreidingproblemen te controleren. Dit kan niet alleen het probleem van de spanningkwaliteit efficiënt regelen, maar ook de lijnverliezen minimaliseren, waardoor ideale economische en sociale voordelen worden verkregen. De toepassing van deze apparatuur kan ook effectief kosten beheersen, de werkingsefficiëntie van het elektriciteitsnetwerk verbeteren, en ideale sociale voordelen creëren.