Uchunguzi wa Matumizi ya SVR Line Automatic Voltage Regulator katika Mipango ya Umeme Chache kwa Mstari wa 10 kV

Kwa maendeleo ya kijiji na usafirishaji wa viwanda, zaidi na zaidi ya masharika yanaelekea na kuweka viwanda katika eneo lisilo tayari limeundwa. Lakini, kutokana na ukosefu wa maendeleo ya mizigo ya umeme na usalama wa madukani yenye kushindwa kama mitandao ya kudumu, mizigo mapya yanaweza kuingia tu kwenye mitandao ya umeme za kijiji zilizopo. Mitandao ya kudumu za kijiji yanajulikana kwa mizigo yasiyofanikiwa, uwanja mdogo wa miguu, na radi nyingi sana ya huduma.

Kuingiza mizigo mapya makubwa kwenye mwisho wa mstari inaweza kusababisha upungufu wa umeme na hasara nyingi ya mstari, hivyo kuchelewesha faida za jumla ya mfumo. Kutumia SVR automatic voltage regulator kwenye matatizo ya umeme chache katika mitandao ya kudumu inaweza kuboresha vizuri ubora wa kufanya kazi wa mfumo wa mitandao ya kudumu, hivyo kuhakikisha usalama wa umeme na kutekeleza talabu za kuingiza mizigo mapya.

1. Sifa za Kifaa cha SVR Automatic Voltage Regulator

Kifaa cha SVR feeder automatic voltage regulation ni kifaa cha kutoa umeme kinachoweza kubadilisha kwa kinafsi umeme uliochaguliwa. Ni transformer atu autotransformer. Mara hii, zaidi ya bidhaa zinaweza kubadilisha umeme kati ya -20% hadi 20%. Hiki kifaa linaweza kuwekwa kwenye njia ya mstari, kati au katika sehemu chache, ili kubadilisha na kudhibiti vizuri umeme wa mstari, hivyo kuhakikisha umeme amani na thabiti kwa wateja. Kifaa hiki kina vipengele vitatu muhimu, kwa undani: transformer atu autotransformer, on-load tap changer atu, na mikakati smart.

1.1 Transformer Atu Autotransformer

Ufugaji wa transformer atu autotransformer unajumuisha sehemu tatu: winding series, winding shunt, na winding control. Kati ya winding hizo tatu, winding series inajumuisha windings zenye taps kadhaa, ambazo zote zimeunganishwa kati ya pumziko la ingawa na tofauti kwa kila kitambulisho cha on-load tap changer. Hatua ya transformer atu inaweza kubadilishwa kwa kubadilisha hatua ya tap, ili kubadilisha vizuri umeme. Winding shunt atu ni winding moja, ambayo inaweza kutumika kwa kutumia nishati. Winding control inaweza kupatia nishati muhimu kwa kazi ya mikakati na pia kupatia ishara za kutathmini.

1.2 On-Load Tap Changer Atu

On-Load Tap Changer atu ni kifaa cha kubadilisha kitambulisho ambacho linaweza kubadilisha kitambulisho hata wakati una mizigo. Idadi ya nyuzi za tap changer inapaswa kuhesabiwa kwa kutosha katika maisha ya tap changer na daraja sahihi la kubadilisha umeme, ambayo mara nyingi inajumuisha nyuzi saba na tisa.

1.3 Mikakati Smart

Hiki kifaa kinafaani kujaza data ya umeme iliyotumika na kulinganisha na thamani iliyochaguliwa, basi kutoka maelezo yanayohitajika kwa kudhibiti on-load tap changer kwa kutumia kazi ya kubadilisha umeme. Sifa za kifaa hiki zinavyofanyika zinavyoelezwa kwenye Fig. 1.

Katika Fig. 1, A ni pumziko la ingawa, linalolimana kwenye chanzo cha umeme; a ni pumziko la tofauti, linalolimana kwenye mizigo. Mikakati smart inaweza kutathmini umeme wa pumziko la tofauti na kulinganisha na umeme wa thamani. Wakati umeme wa pumziko la tofauti unaondoka kwenye saraka iliyochaguliwa, mikakati itapumzika kwa muda. Ikiwa muda wa kupumzika na muda wa kazi wanahitajika, mikakati itatoa maelezo kwa on-load tap changer ili kudhibiti motor katika on-load tap changer, hivyo kudhibiti tap changer kubadilisha kati ya taps. 

Hii inabadilisha hatua ya transformer ili kufikia lengo la kubadilisha umeme kwa kinafsi. Kifaa cha SVR feeder automatic voltage regulation kinatumia njia ya tatu ingawa na tatu tofauti, kulingana na mitandao miwili ya kudumu ya 10 kV, na kufikia lengo kwa kutumia kazi ya circuit breaker voltage regulation equipment. Kifaa hiki hakutumii eneo kubwa (kawaida chache zaidi ya 10 m²) na rahisi na salama kuiweka.

2. Sifa za SVR Feeder Automatic Voltage Regulator

• Rahisi na faida: gharama ya kupanga kifaa cha kubadilisha umeme moja ni karibu 500,000 yuan, ambayo ni chache na inaweza kukabiliana. Tangu kifaa hiki kunatumia sifa za autotransformer, inaweza kufikia ubora mzuri wa kubadilisha umeme, hivyo kufikia lengo la fedha na ubora.

• Ubadilishaji mkali: Sasa, bidhaa zinazozingatwa zinajumuisha 7-gear na 9-gear on-load automatic voltage regulation devices, na ubadilishaji wa umeme wa gear moja unaweza kujiweka kati ya -4% hadi 4%, hivyo kubadilisha iwe zaidi ya mkali na faida, ambayo ni rahisi kwa ubadilishaji wa umeme katika mahali mbalimbali.

• Udhibiti wenye uhuru mkubwa: Tangu kifaa cha SVR feeder automatic voltage regulation kinatumia njia ya bypass series ili kulimana kwenye feeder, linaweza kulevishwa rahisi wakati lazima, na kazi ya kubadilisha umeme inaweza pia kuzuiliwa.

• Hasara chache wakati hauna mizigo: Kifaa hiki kinatumia muundo wa autotransformer, ambao hakuna hasara kubwa wakati hauna mizigo. Inaweza kusaidia vizuri kwenye masaa mengi ya kutumia umeme katika kijiji, hasa baada ya masaa mengi, hivyo kuzuia matatizo ya hasara wakati hauna mizigo.

• Tangu kubadilisha umeme kilivyowekeka kwenye mstari wa mfumo kwa njia ya series, feeder haiwezi kufanya kazi kwenye mizigo mengi, hivyo kufanya kila mstari anaongeza nguvu zaidi ya kifaa, ambayo inaweza sababisha kifaa kuharibika.

3. Matumizi ya SVR Line Automatic Voltage Regulator katika Usimamizi wa Umeme Chache kwenye Mitandao ya 10 kV

Sasa hivi, vifaa vya kudhibiti tena ya mwendo ya umeme (SVR) vilivyowekwa kwenye mstari wa umeme wa kiwango cha 10 kV. Kulingana na mfano wa mstari AB, BC, na CD, tumeanaliza utumiaji wa vifaa vya kudhibiti tena ya mwendo ya umeme SVR. Mstari kila mmoja unamkazo wa mizigo ya mitandao ya umeme ya sehemu za desa. Umbo la mstari ni zaidi, na mstari mkuu una mizigo mengi, na mizigo kote kwenye mstari haijazimishwa vizuri. Hapa kuna uchanganuzi wa mabadiliko baada ya kuongeza vifaa vya kudhibiti tena ya mwendo ya umeme kwenye mstari kila mmoja.

3.1 Utumiaji kwenye Mstari AB

Katika sekta AB ya mstari wa 10 kV, umbo la mstari mkuu ni 24 km, umbo la mstari kuu ni 117.01 km, na aina ya mkazo ni LGJ-70. Umbo lake linaloendelea linazidi sana kiwango chenye hatua, na mstari mkuu una mizigo mengi. Kabla ya kupunguza nguvu ya reaktiva, kiwango cha kutosha cha mstari ni karibu 0.9. Ili kudhibiti tena mwendo wa umeme wa mstari kwa kutoa kwa undani na kutengeneza uzalishaji wa nishati vizuri, vifaa vya kudhibiti tena ya mwendo ya umeme SVR vilivyoandaliwa vilipewekwa kwenye mstari wa muundo.

Baada ya vifaa vyohusika kufanya kazi kwa mwaka mmoja, kiwango cha kukubalika kwa tena kwenye upande wa ingawa ulipoingia kwenye vifaa kilipata 97.85%, na kiwango cha kukubalika kwa tena kwenye upande wa matumizi kilipata 100%. Kwa kuongeza vifaa vya kudhibiti tena ya mwendo ya umeme SVR, ubora wa tena unaweza kuboreshwa sana. Katika mwezi fulani, kutazama maoni tofauti, tena ya ingawa na ya matumizi ziliokuwa na mwenendo wao wa kubadilika.

Kutokwa na takwimu, tulipata kuwa tena ya mstari AB imepata kiwango cha chini zaidi asubuhi saa 9, ambayo ni chini ya 90% ya tena imetayezwa. Tena ya matumizi bila kudhibiti tena ilikuwa 10.02 kV, na ukubwa wa kuboresha tena ulikuwa karibu 19.86%. Tena inaweza kudhibitiwa ndani ya kiwango cha hekima cha 10~10.7 kV. Baada ya kupunguza nguvu ya reaktiva, kiwango cha kutosha katika eneo hili kilikuwa juu sana, karibu 0.95, ambayo inaweza kutatua tatizo kwa kutosha. Lakini, wakati vifaa vya kupunguza nguvu ya reaktiva vinatumika kwa wingi, tena ni chini, mara nyingi chini ya 9 kV.

3.2 Utumiaji kwenye Mstari BC

Umbo la mstari BC ni 20.5 km, umbo la mstari kuu ni 174 km, na aina ya mkazo unatumia ni kamili (LGJ-50). Pia mstari mkuu una mizigo mengi. Kiwango cha kutosha kabla ya kupunguza nguvu ya reaktiva kwenye mstari ni karibu 0.88, kwa hiyo vifaa vya kudhibiti tena ya mwendo ya umeme SVR vilipewekwa kwenye mstari huu. Baada ya mwaka mmoja wa kutumika, kiwango cha kukubalika kwa tena kwenye upande wa ingawa ulipoingia kwenye vifaa kilipata karibu 100%, na tena ya upande wa matumizi pia ilikuwa salama sana.

Baada ya kuongeza vifaa vya kudhibiti tena ya mwendo ya umeme SVR, ubora wa tena wa muundo wote ulianguka sana. Kutokwa na mzunguko wa tena aliyotathmini, tuliona kwamba tena ya mstari huu iko chini zaidi asubuhi saa 20:00~21:00, tu 8.07 kV, ambayo ni chini ya 90% ya tena imetayezwa. Kwa sababu ya athari ya vifaa vya kudhibiti tena, tena ya matumizi ilikuwa 9.68 kV, na ukubwa wa kuboresha tena ulikuwa 20.07%, ambayo imefikia kiwango cha juu zaidi cha kuboresha tena cha 20%.

3.3 Utumiaji kwenye Mstari CD

Umbo la mstari mkuu wa mstari CD unafikia 14 km, umbo la mstari kuu unafikia 153.98 km, na aina kamili ya mkazo ni LGJ-70. Kiwango cha kutosha kabla ya kupunguza nguvu ya reaktiva kwenye mstari kilikuwa 0.9, kwa hiyo vifaa vya kudhibiti tena ya umeme SVR (aaina: SVR-2000/10-7) vilipewekwa kwenye msoko wa mstari. Baada ya mwaka mmoja wa kutumika, kiwango cha kukubalika kwa tena kwenye upande wa ingawa ulipoingia kwenye vifaa kilipata karibu 100%, na tena ya upande wa matumizi pia ilikuwa safi, ikifika 99.86%.

Kuongeza vifaa vya kudhibiti tena ya mwendo ya umeme SVR limeboresha sana ubora wa tena, lakini kiwango cha tena kwenye upande wa ingawa ulipoingia ni kidogo chini ya kukubalika 100%. Kutokwa na mzunguko wa tena aliyotathmini, tuliona kuwa kuna muda wa awali na mwisho wa kupunguza tena kwenye mstari CD asubuhi saa 8:00~10:00 na jioni saa 19:00~21:00. Maoni yake ya tena ya ingawa yote ni chini ya 9 kV. Katika muda huo, tena asubuhi saa 20:00 ilikuwa chini zaidi, tu 7.77 kV (tu 78% ya tena imetayezwa). Matumizi ya vifaa vya kudhibiti tena ya umeme SVR yanaweza kuboresha na kudhibiti tena ili kuwa sawa na salama.

Lakini, tena ya matumizi asubuhi saa 20:00 ilikuwa 8.82 kV, ambayo bado ni chini. Ukubwa wa kuboresha tena kwenye vifaa ni 12.51%, kufikia kiwango cha kimanda cha 15%. Kutokwa na uchanganuzi wa hali na athari halisi za vifaa vya kudhibiti tena ya umeme SVR, hata wakati unapopata kiwango cha juu zaidi, ukubwa wa kuboresha tena unaweza kutosha, kwa hiyo tunaweza kuchukua hatua ya kuwa vifaa vilivyochaguliwa viwepo.

4. Faide na Athari Zifuatazo za Vifaa vya Kudhibiti Tena ya Mwendo ya Umeme SVR

Vifaa vya kudhibiti tena haya vinaweza kudhibiti tena ya matumizi kwa kutosha kwa kubadilisha uwiano wa mabadiliko wa transformer wa tatu phase. Katika tumiaji halisi, vinavyofanikiwa ni:

• Vinaweza kudhibiti tena kwa kutosha, kwa haraka, na kwa kutosha kwa kutosha kwa kutosha kwa kutosha.

• Transformer yenyewe inatumia transformer wa tatu phase unaoelekea nyota, ambaye ana uwezo mkubwa na umbo lenye ukubwa ndogo, na unaweza kupelekwa kwenye mizigo miwili.

• Umbopo wa kudhibiti tena unahusu kati ya -10% hadi 20%, ambayo inaweza kutosha kiwango cha tena. Kulingana na uchanganuzi wa teoria na hesabu, vifaa vya kudhibiti tena ya umeme SVR vinaweza kupelekwa kulingana na sifa na hali halisi za mstari katika sekta tofauti. Baada ya kupelekwa vifaa hivi, tena inaweza kubadilishwa kwa urahisi hadi 10.5 kV.

Mifano mengi ya kufanya kwa undani yanavyoweza kutathmini hutoa dalili kuwa tanzia kamili ya kudhibiti voliji ya SVR ina uwezo mkubwa wa kujitengeneza na ufundi wa akili, inaweza kudhibiti mabadiliko ya voliji ulioingizwa, hivyo kukusanya utendaji wa voliji uliotumika unaweza kuwa na ustawi, na kuhakikisha kuwa tatizo la voliji ndogo linaloharibiwa. Baada ya kupanga mifumo ya kudhibiti voliji ya SVR katika mzunguko wa chini, kulingana na kutengeneza substation mpya, mabadiliko ya sakafu zinaweza kudhibiti matumizi ya pesa, hivyo kudhibiti voliji wa mzunguko kwa urahisi, na pia kujibu shirika maalum ya taifa, hivyo kutokae faida za kiuchumi na kijamii.

Wakati mzigo wa mzunguko unaishi bila mabadiliko, kwa kuongeza voliji wa mzunguko, umbo wa mzunguko unaweza kudhibitiwa kwa urahisi, hivyo kudhibiti mchango wa upoteo wa mzunguko, kuimarisha ufanisi wa kutumia nguvu, na mwishowe kufikia lengo la kurekebisha upoteo na kuboresha uzalishaji. Kulingana na kutengeneza substation mpya, mshambuliaji wa voliji wa SVR anaweza kudhibiti matumizi ya pesa kwa kurekebisha sakafu, ili voliji wa mzunguko wote wa mfumo aweze kuaongezeka, ambayo inatimiza sheria za kiuchumi za nchi, kufikia faida za kiuchumi ambazo ni nzuri, na pia kutokae faida za kijamii. Wakati mzigo wa mzunguko unaishi bila mabadiliko, kwa kuongeza voliji wa mzunguko, umbo wa mzunguko unaweza kudhibitiwa kwa urahisi, hivyo kudhibiti mchango wa upoteo wa mzunguko, kufikia lengo la kurekebisha upoteo na kuboresha uzalishaji, kukusanya faida za kiuchumi za muunganisho wa umeme, na kudhibiti upoteo wake wa kiuchumi, hivyo kuimarisha faida yake ya kiuchumi.

5. Muhtasara

Katika eneo ambalo linajumuisha nafasi ndogo ya kukuza mzigo, vipimo vya nguvu vilivyovunjika, namba kubwa ya radii ya kutumia nguvu, upoteo wa mzunguko ukubwa, mzigo ukubwa, na hakuna mipango ya kuanza substation ya 35 kV karibu, ni vizuri kuweka mifumo ya kudhibiti voliji ya SVR ili kudhibiti matatizo ya mazingira ya kazi. Hii inaweza si tu kudhibiti matatizo ya ubora wa voliji bali pia kurudia upoteo wa mzunguko, ili kupata faida za kiuchumi na kijamii ambazo ni nzuri. Tumia ya mifumo haya inaweza pia kudhibiti gharama, kuimarisha ufanisi wa mfumo wa umeme, na kuleta faida za kijamii ambazo ni nzuri.