Приложения на напрядъчни регулатори за 10кВ фидер

Селските електрически мрежи са характеризирани с много възли, широка покривка и дълги предавателни линии. Едновременно с това, електрическата нагрузка в селските райони показва силна сезонна вариация. Тези характеристики водят до високи загуби по линията на 10 кВ селски фидери, а по време на пикови периоди на нагрузка, напрежението в края на линията намалява прекалено много, причинявайки неправилно функциониране на потребителското оборудване.

В момента има три общи метода за регулиране на напрежението в селските електрически мрежи:

• Модернизация на електрическата мрежа: Изисква значителни инвестиции.

• Регулиране на подхранващия трансформатор чрез нагласяване на переключаемите контакти при зареждане: Използва се напрежението на шиновете на подстанцията като референтно. Обаче, честите регулировки влияят на безопасната работа на главния трансформатор и не могат да гарантират стабилно напрежение по линията.

• Паралелно свързване на кондензатори: Намалява падането на напрежението, причинено от реактивна мощност, когато мрежата има големи индуктивни нагрузки, но диапазонът на регулиране на напрежението е тясън.

След финален разговор беше решено да се използва нов тип устройство за регулиране на напрежението — регулатор на напрежението на 10 кВ фидера (SVR), което ефективно подобрява качеството на напрежението в селската електрическа мрежа. И чрез сравнението на мерки за подобряване на качеството на напрежението в следващата таблица, може да се види, че използването на регулатори на напрежението по фидера в момента е най-ефективният начин за подобряване качеството на напрежението на селските 10 кВ линии.

Пример за приложение

Като пример, взимаме 10 кВ линия "Туанжие" на определена подстанция, процесът на инсталация на SVR е както следва:

• Идентифицирайте критичната точка, където падането на напрежението надхвърля допустимите граници.

• Изберете капацитета на SVR в зависимост от максималната нагрузка в критичната точка.

• Определете диапазона на регулиране на напрежението в зависимост от измереното падане на напрежението.

• Изберете място за инсталация, като приоритет давате на достъпността за поддръжка.

Метод на изчисление

Параметри на линията:

• Дължина: 20 км

• Проводник: LGJ-50

• Съпротивление: R₀ = 0.65 Ω/км

• Реактивно съпротивление: X₀ = 0.4 Ω/км

• Капацитет на трансформатора: S = 2000 кВА

• Коефициент на мощност: cosφ = 0.8

• Номинално напрежение: Ue = 10 кВ

Стъпка 1: Изчислете импеданса на линията

• Съпротивление: R = R₀ × L = 0.65 × 20 = 13 Ω

• Реактивно съпротивление: X = X₀ × L = 0.4 × 20 = 8 Ω

• Активна мощност: P = S × cosφ = 2000 × 0.8 = 1600 кВт

• Реактивна мощност: Q = S × sinφ = 2000 × 0.6 = 1200 квар

Стъпка 2: Изчислете падането на напрежението
ΔU = (PR + QX)/U = (1600×13 + 1200×8)/10 = 3.04 кВ

Стъпка 3: Размер на SVR

• Място за инсталация: 10 км от източника (критична точка с измерено напрежение 9.019 кВ).

• Нагрузка в критичната точка: P = 1200 кВт, cosφ = 0.8 → S = 1200/0.8 = 1500 кВА.

• Избран капацитет на SVR: 2000 кВА.

Стъпка 4: Диапазон на регулиране на напрежението

• Входно напрежение: U₁ = 9 кВ (измерено)

• Целево изходно напрежение: U₂ = 10.5 кВ

• Изискан диапазон на регулиране: 0～+20%.

Стъпка 5: Изчислете намаляването на загубите
След инсталацията:

• Оставаща дължина на линията: L₁ = 20 км - 10 км = 10 км

• Намаляване на загубите от мощност:
  ΔP = R₀ × L₁ × (S²/U₁² - S²/U₂²)
  = 0.65 × 10 × (1500²/9² - 1500²/10.5²)
  = 63.9 кВт

• Чисто намаляване (след загубите на SVR): 63.9 кВт - 4.4 кВт = 59.5 кВт

Икономически ефекти:

• Годишно спестяване на енергия: 59.5 кВт × 24 ч × 30 дни × 4 месеца ≈ 450,000 кВтч

• Спестяване на разходи: 450,000 кВтч × ¥0.33/кВтч ≈ ¥60,000

• Увеличение на доходите: ¥80,000 годишно

• Период на възвращение на инвестициите: <1 година

Това демонстрира, че SVR-овете са най-ефективното и икономическо решение за подобряване качеството на напрежението в селските райони.