10 kV Hatlarının Düşük Gerilim Yönetimi'nde SVR Hat Otomatik Gerilim Düzenleyicisi Uygulama Araştırması
Yerel geliştirme ve endüstriyel devir ile daha fazla işletme gelişmemiş bölgelere yatırım yapıyor ve orada fabrika kuruyor. Ancak, elektrik yükünün olgunlaşmamış olması ve dağıtım ağları gibi destekleyici tesislerin eksikliği nedeniyle, yeni eklenen yük sadece mevcut kırsal elektrik şebekesi hatlarına bağlanabiliyor. Kırsal alanlardaki dağıtım ağ hatları, dağılmış yük, küçük kablo çapı ve aşırı büyük güç sağlama yarıçapı ile karakterize ediliyor.
Yeni eklenen büyük kapasiteli yükün hattın sonuna bağlanması, düşük hat gerilimine ve aşırı sistem hat kaybına yol açabilir, bu da tüm sistemin ekonomik faydalarını etkileyebilir. SVR hat otomatik gerilim düzenleyicisinin dağıtım ağ hatlarının düşük gerilim tedavisine uygulanması, dağıtım ağ sisteminin çalışma kalitesini düzgün bir şekilde iyileştirebilir, böylece güç sağlama güvenliğini sağlayarak ve yeni eklenen yük bağlantısı taleplerini karşılamak için gereken koşulları sağlar.
1. SVR Otomatik Gerilim Düzenleyicisi İşleme Prensibi
SVR besleme otomatik gerilim düzenleme ekipmanı, çıkış gerilimini otomatik olarak ayarlayabilen yüksek derecede otomatikleştirilmiş bir gerilim düzenleme cihazıdır. Bu, üç fazlı ototransformatördür. Bu aşamada, çoğu ürün -20% ile %20 arasında otomatik olarak gerilim ayarlayabilir. Bu ekipman, besleme devresinde orta pozisyonda veya düşük gerilim alanında yerleştirilebilir, böylece hat gerilimini etkili bir şekilde ayarlamak ve belirgin bir şekilde kontrol etmek için kullanılabilir, bu da kullanıcılar için güvenli ve istikrarlı bir gerilim sağlama konusunda garanti sağlar. Bu ekipman genellikle üç ana bileşenden oluşur: üç fazlı ototransformatör, üç fazlı yük altında takma nokta değiştirici ve akıllı kontrolcü.
1.1 Üç Fazlı Ototransformatör
Üç fazlı ototransformatör ekipmanı, seri bobin, paralel bobin ve kontrol bobinden üç bölümden oluşmaktadır. Bu üç bobin arasında, seri bobin, yük altında takma nokta değiştiricinin her bir temasıyla giriş ve çıkış uçları arasında seri bağlı birkaç takma noktaya sahip bobinleri içerir. Ototransformatörün gerilim oranı, takma nokta pozisyonunun değiştirilmesiyle ayarlanabilir, böylece gerilimin uygun bir şekilde düzenlenmesi sağlanır. Üç fazlı paralel bobin, kendisi bir manyetik alan olan ve enerjiyi iletebilen ortak bir bobindir. Kontrol bobini, kontrolcünün çalışması için gerekli olan enerjiyi sağlarken aynı zamanda örnek alma sinyalleri de sağlar.
1.2 Üç Fazlı Yük Altında Takma Nokta Değiştirici
Üç fazlı yük altında takma nokta değiştirici, yük altında bile temasları değiştirebilen özel bir anahtarlama cihazıdır. Takma nokta değiştiricinin vites sayısı, kullanıcının gerilim düzenleme doğruluk standartı ve takma nokta değiştiricinin ömrü dikkate alınarak belirlenmelidir, genellikle yedi ve dokuz vitelik seçenekler sunulur.
1.3 Akıllı Kontrolcü
Bu cihaz, sistemin gönderdiği gerilim verilerini toplamak, bu veriyi belirlenen değeriyle karşılaştırmak ve ardından yük altında takma nokta değiştiricisini kontrol edecek ilgili komutları vermekten sorumludur. Bu ekipmanın çalışma prensibi Şekil 1'de gösterilmiştir.
Şekil 1'de A, çoğunlukla güç kaynağına bağlanan giriş terminali; a ise, çoğunlukla yüklemeye bağlanan çıkış terminalidir. Akıllı kontrolcü, çıkış terminalindeki gerilimi tespit edebilir ve referans gerilimle karşılaştırabilir. Çıkış terminalindeki gerilim referans aralığından saparsa, kontrolcü işlemi geciktirecektir. Eğer gecikme süresi ve işlem aralığı ilgili gereklilikleri karşılıyorsa, kontrolcü, yük altında takma nokta değiştiricisine komut gönderecek, böylece motorun dönmesini kontrol ederek takma nokta değiştiricinin takma noktalar arasında geçiş yapmasını sağlayacaktır. Bu, dönüşüm oranını ayarlayarak yük altında otomatik gerilim düzenleme hedefini gerçekleştirmeyi sağlar. SVR besleme otomatik gerilim düzenleme ekipmanı, 10 kV besleme hattının üç fazına karşılık gelen üç giriş-üç çıkış modunu benimser ve devre kesici gerilim düzenleme ekipmanının anahtarlama işlemi ile hedefe ulaşır. Bu ekipman çok büyük bir alana ihtiyaç duymaz (genellikle 10 m²'nin altında) ve yerleşim açısından daha pratik ve güvenlidir.
2. SVR Besleme Otomatik Gerilim Düzenleyicisinin Özellikleri
Ekonomik ve etkin: Bir gerilim düzenleyicisi montaj maliyeti yaklaşık 500.000 yuan civarındadır, bu nispeten düşük ve uygun bir fiyat seviyesidir. Ekipman, ototransformatörün çalışma prensibini benimseyerek, daha iyi bir gerilim düzenleme etkisi elde edebilir, bu da ekonomiklik ve yüksek verimlilik hedefine ulaşılmasına yardımcı olur.
Yüksek ayar doğruluğu: Şu anda en yaygın kullanılan ekipmanlar, 7 vitelik ve 9 vitelik yük altında otomatik gerilim düzenleme cihazlarıdır, ve tek bir vitelik gerilim düzenleme aralığı %4'e kadar ulaşabilir, bu da çeşitli çalışma koşullarında gerilim düzenleme için daha hassas ve etkin hale getirir.
Yüksek esneklik: SVR besleme otomatik gerilim düzenleme ekipmanı genellikle besleme hatlarına yan yana seri bağlantı ile bağlandığından, gerektiğinde kolayca işletime alınabilir ve gerilim düzenleme fonksiyonu da kapatılabilir.
Düşük boş yük kaybı: Bu ekipman, çoğunlukla ototransformatör yapısını kullanır, bu nedenle boş yük durumlarında büyük kayıplar meydana gelmez. Bu, özellikle bazı düşük yoğunluklu dönemlerde, kırsal alanlardaki çeşitli zirve enerji tüketim dönemlerine etkili bir şekilde adapte olmayı sağlar, böylece boş yük kayıp sorunlarını etkili bir şekilde önler.
Gerilim düzenleyicisi, sistemin hatlarına serili olarak montedolduğu için, besleme hatları aşırı yük altında çalışamaz, böylece besleme akımının ekipmanın maksimum gücünü aşması ekipmanın hasar görmesine yol açabilir.
3. 10 kV Hatların Düşük Gerilim Yönetimi'nde SVR Hat Otomatik Gerilim Düzenleyicisinin Uygulaması
Şu anda, SVR besleme otomatik voltaj düzenleyicileri 10 kV hatlara takılıdır. AB hattı, BC hattı ve CD hattını örnek alarak, SVR hat voltaj düzenleyicilerinin uygulaması analiz edilmektedir. Her hat kırsal elektrik şebekesi yüklerini taşımaktadır. Hatın toplam uzunluğu uzundur, ana hat üzerinde birçok yan hat bulunmaktadır ve tüm hat boyunca yük eşit dağılmamıştır. Aşağıda, her hatta besleme otomatik voltaj düzenleyicileri ekledikten sonraki değişiklikler analiz edilmiştir.
3.1 AB Hattındaki Uygulama
10 kV dağıtım şebekesinin AB bölümünde, ana hatın uzunluğu 24 km, toplam hat uzunluğu 117.01 km ve iletken türü LGJ-70'dir. Uzunluğu belirlenen uzunluk standartını aşmaktadır ve ana hat üzerinde birçok yan hat bulunmaktadır. Reaktif güç kompansasyonundan önce, hatın güç faktörü yaklaşık 0.9'dur. Hat voltajını otomatik olarak ayarlamak ve elektrik enerjisinin makul bir şekilde dağıtımını gerçekleştirmek için, sistem hatına SVR besleme otomatik voltaj düzenleme ekipmanı monte edilmiştir.
Ekipman bir yıl boyunca faaliyet gösterdikten sonra, ekipmanın giriş tarafında voltaj uyumluluğu oranı %97.85'e ulaşmış, çıkış tarafında voltaj uygunluk oranı ise %100'ye ulaşmıştır. SVR besleme voltaj düzenleme ekipmanının eklenmesiyle, voltaj kalitesi önemli ölçüde iyileştirilebilir.Belli bir ay içinde, farklı referans noktalarından gözlemlenerek, giriş voltajı ve çıkış voltajı kendi değişim trendlerine sahiptir.
İstatistiksel grafikten, AB hattının voltajının saat 9'da en düşük değere ulaştığı, bu değer adi voltajın %90'unun altında olduğu görülmüştür. Besleme voltaj düzenleme ekipmanının işlemesiyle, çıkış voltajı 10.02 kV olup, voltaj artışı oranı yaklaşık %19.86'dır. SVR besleme voltaj düzenleyicinin işlemesiyle, voltaj değeri 10~10.7 kV ideal standart aralığında kontrol edilebilir. Reaktif güç kompansasyonundan sonra, bu bölgedeki güç faktörü %0.95'e kadar yükselmiş, ideal kompansasyon etkisi sağlanabilir. Ancak, reaktif güç kapasitörleri büyük ölçekli olarak işletildiğinde, voltaj nispeten düşüktür, genellikle 9 kV'nin altındadır.
3.2 BC Hattındaki Uygulama
BC hattının uzunluğu 20.5 km, toplam hat uzunluğu 174 km ve kullanılan iletken türü (LGJ-50) nispeten özel bir tiptedir. Ana hat üzerinde yine birçok yan hat bulunmaktadır. Hattın reaktif güç kompansasyonundan önceki güç faktörü yaklaşık 0.88 olduğundan, bu hat üzerine SVR besleme otomatik voltaj düzenleyici monte edilmiştir. Bir yıl faaliyet gösterdikten sonra, ekipmanın giriş terminalindeki voltaj uyumluluğu oranı %100'a yakındır ve çıkış terminalindeki voltaj da tamamen uygun hale gelmiştir.
SVR besleme voltaj düzenleme ekipmanının eklenmesiyle, tüm sistemin voltaj kalitesi önemli ölçüde artmıştır. Ölçülen voltaj eğrisinden, bu hatın voltajının 20:00~21:00 arasında en düşük seviyede olduğunu, sadece 8.07 kV olduğunu, bu değer adi voltajın %90'unun altında olduğunu görebilirsiniz. Besleme voltaj düzenleyicinin etkisiyle, çıkış voltajı 9.68 kV olup, voltaj artışı oranı %20.07'dir, maksimum voltaj düzenleme standart değerine ulaşmıştır.
3.3 CD Hattındaki Uygulama
CD hattının ana hat uzunluğu 14 km, toplam hat uzunluğu 153.98 km ve spesifik iletken türü LGJ-70'dir. Hattın reaktif güç kompansasyonundan önceki güç faktörü 0.9 olduğundan, hat direğine SVR otomatik voltaj düzenleyici (model: SVR-2000/10-7) monte edilebilir. Bir yıl faaliyet gösterdikten sonra, ekipmanın giriş terminalindeki voltaj uyumluluğu oranı %100'a yakındır ve çıkış terminalindeki voltaj da çok standartlaşmıştır, %99.86'ya ulaşmıştır.
SVR besleme voltaj düzenleme ekipmanının eklenmesiyle, voltaj kalitesi önemli ölçüde iyileşir, ancak giriş terminalindeki voltaj seviyesi %100 standartını tam olarak karşılamak için hafifçe yetersizdir.Observed voltage curve'den, o gün CD hatında iki belirgin voltaj düşüş dönemine rastlanmıştır: 8:00~10:00 ve 19:00~21:00. Bu dönemlerdeki giriş voltaj değerleri de 9 kV'nin altında olmuştur. Bu dönemde, saat 20:00'de voltaj en düşük seviyeye inmiş, sadece 7.77 kV (adi voltajın %78'i). SVR besleme voltaj düzenleyicinin kullanımı, voltajın dengeli ve istikrarlı olmasını sağlayabilir.
Ancak, saat 20:00'de çıkış voltajı 8.82 kV'ye ulaşmış, hala düşük voltaj durumunda kalmıştır. Ekipmanın voltaj artışı oranı %12.51, temelde %15 standart değerine ulaşmıştır.Yukarıda açıklanan besleme voltaj düzenleyicilerinin gerçek uygulama durumu ve etkisi analiz edildiğinde, hatta aşırı değerlerle karşılaşıldığında bile, voltaj artışı oranı standartları karşılandığı için, seçilen voltaj düzenleyicilerinin uygun olduğu sonucuna varılabilir.
4. SVR Besleme Otomatik Voltaj Düzenleme Ekipmanının Avantajları ve Faydaları
Bu voltaj düzenleme ekipmanı, üç fazlı otomatik transformatörün dönüşüm oranını ayarlayarak çıkış voltajının istikrarlı kontrolünü sağlar. Pratik uygulamada, aşağıdaki avantajları gösterir:
Tamamen otomatik, verimli ve yük altında voltaj düzenleme gerçekleştirebilir.
Transformator kendisi, yıldız bağlantılı üç fazlı otomatik transformatör kullanır, bu nedenle büyük kapasiteye ve nispeten küçük hacime sahiptir ve çift direkte kurulabilir.
Voltaj düzenleme aralığı genellikle -10% ile 20% arasındadır, bu da voltaj ihtiyaçlarını karşılayabilir.İlgili teorik analiz ve hesaplamalara göre, SVR besleme otomatik voltaj düzenleyici, farklı bölümlerdeki hatların spesifik özelliklerine ve gerçek koşullarına göre monte edilebilir. Bu voltaj düzenleyici monte edildikten sonra, voltaj esnek olarak 10.5 kV'ye ayarlanabilir.
Birçok pratik örnek, SVR besleme otomatik gerilim düzenleme tam donanım setinin yüksek derecede otomasyon ve zekâ fonksiyonlarına sahip olduğunu kanıtlamaktadır. Bu donanım, giriş geriliminin dalgalanmasını dinamik olarak takip ederek, sabit çıkış geriliminin göreceli istikrarlı performansını sağlar ve düşük gerilim sorununu etkili bir şekilde aşar. Düşük gerilim hatlarında SVR gerilim düzenleme ekipmanının kurulumu, yeni bir dağıtım merkezi inşa etmeye kıyasla, iletkenlerin değiştirilmesiyle sermaye yatırımı üzerinde etkili kontrol sağlar, böylece hattın gerilimini etkili bir şekilde kontrol eder ve aynı zamanda ilgili ulusal departmanlara da cevap verir, bu nedenle daha iyi sosyal ve ekonomik faydalar getirir.
Hat yükü sabit kalırken, hat geriliminin artırılmasıyla, hat akımı etkili bir şekilde kontrol edilir, bu da hat kaybını büyük ölçüde kontrol eder, güç iletim verimliliğini geliştirir ve nihayetinde enerji tasarrufu ve kayıp azaltma hedefine ulaşır. Yeni bir dağıtım merkezi inşa etmeye kıyasla, SVR gerilim düzenleyici, iletkenlerin güncellenmesiyle sermaye kullanımını etkili bir şekilde kontrol ederek, tüm sistem hatlarının gerilimini artırır, bu da ilgili ulusal endüstri düzenlemelerine uymayı sağlar, ideal ekonomik faydalar elde edilir ve aynı zamanda belirli sosyal faydalar da getirir. Hat yükü stabil kaldığında, hat geriliminin artırılmasıyla, hat akımı etkili bir şekilde kontrol edilebilir, bu da hat kaybını belirli bir dereceye kadar kontrol eder, enerji tasarrufu ve kayıp azaltma hedefine ulaşır, elektrik sağlayıcı işletmenin ekonomik faydalarını korur ve onun ekonomik kaybını etkili bir şekilde baskılar, böylece genel ekonomik faydayı geliştirir.
5.Sonuç
Yük gelişim alanı sınırlı, güç kaynağı düzenlemeleri az, güç sağlama yarıçapı geniş, hat kaybı ciddi, yük ağır ve yakın gelecekte 35 kV dağıtım merkezi planlanmamış olan bölgelerde, sistem operasyon sorunlarını kontrol etmek için SVR besleme otomatik gerilim düzenleme ekipmanının kurulumu uygun olacaktır. Bu, hem gerilim kalitesi sorununu etkili bir şekilde kontrol edebilir, hem de hat kaybını minimuma indirebilir, böylece ideal ekonomik ve sosyal faydalar elde edilir. Bu ekipmanın kullanımı, ayrıca maliyetleri etkili bir şekilde kontrol edebilir, güç sisteminin işlem verimliliğini artırabilir ve ideal sosyal faydalar yaratabilir.
