Anvendelser af 10kV forsyningsspændingsregulatører

Landsbyelektriske netværk er kendetegnet ved mange noder, bred dækning og lange transmissionslinjer. Samtidig viser elektrisk belastning i landlige områder stærk sæsonalitet. Disse egenskaber fører til høje linjetab på 10 kV landsbyforsyninger, og under topbelastningsperioder falder spændningen i linjens ende for meget, hvilket medfører, at brugernes udstyr ikke fungerer korrekt.

I øjeblikket findes der tre almindelige metoder til spændningsregulering i landsbyelektriske netværk:

• Opgradering af nettet: Kræver betydelig investering.

• Justering af hovedtransformatorens belasted tapændring: Tager substationens bus-spændning som reference. Men hyppige justeringer påvirker den sikre drift af hovedtransformator og kan ikke garantere stabil linjespændning.

• Skiftning af parallellagte kondensatorer: Reducerer spændningsfald forårsaget af reaktiv effekt, når nettet har store induktive belastninger, men spændningsreguleringsområdet er smalt.

Efter endelig diskussion blev det besluttet at anvende en ny type spændningsreguleringsenhed - 10 kV fôrerspændningsregulator (SVR), som effektivt forbedrede spændningskvaliteten i landsbyelektriske netværk. Og gennem sammenligningen af foranstaltninger til forbedring af spændningskvaliteten i følgende tabel kan det ses, at brug af fôrerspændningsregulatorer i øjeblikket er den mest effektive måde at forbedre spændningskvaliteten af landlige 10 kV linjer.

Anvendelseseksempel

Med 10 kV Tuanjie Linjen fra en bestemt substation som eksempel, er installationsprocessen for SVR som følger:

• Identificer det kritiske punkt, hvor spændningsfaldet overstiger acceptable grænser.

• Vælg SVR kapacitet baseret på maksimal belastning ved det kritiske punkt.

• Bestem spændningsreguleringsområde ud fra det målte spændningsfald.

• Vælg installationssted med prioritet til vedligeholdelsestilgængelighed.

Beregningsmetode

Linje-parametre:

• Længde: 20 km

• Ledning: LGJ-50

• Spændingsmodstand: R₀ = 0.65 Ω/km

• Reaktans: X₀ = 0.4 Ω/km

• Transformator Kapacitet: S = 2000 kVA

• Effektfaktor: cosφ = 0.8

• Nominel Spænding: Ue = 10 kV

Trin 1: Beregn Linjeimpedance

• Modstand: R = R₀ × L = 0.65 × 20 = 13 Ω;

• Reaktans: X = X₀ × L = 0.4 × 20 = 8 Ω;

• Aktiv Effekt: P = S × cosφ = 2000 × 0.8 = 1600 kW

• Reaktiv Effekt: Q = S × sinφ = 2000 × 0.6 = 1200 kvar

Trin 2: Beregning af Spændingsfald
ΔU = (PR + QX)/U = (1600×13 + 1200×8)/10 = 3.04 kV

Trin 3: SVR Dimensionering

• Installationssted: 10 km fra kilde (kritisk punkt med målt spændning 9.019 kV).

• Belastning ved kritisk punkt: P = 1200 kW, cosφ = 0.8 → S = 1200/0.8 = 1500 kVA.

• Valgt SVR Kapacitet: 2000 kVA.

Trin 4: Spændningsreguleringsområde

• Indgangsspænding: U₁ = 9 kV (målt)

• Måludgangsspænding: U₂ = 10.5 kV

• Krævet reguleringsområde: 0～+20%.

Trin 5: Beregning af Tabreduktion
Efter installation:

• Resterende linjelængde: L₁ = 20 km - 10 km = 10 km

• Reduktion af strømtab:
  ΔP = R₀ × L₁ × (S²/U₁² - S²/U₂²)
  = 0.65 × 10 × (1500²/9² - 1500²/10.5²)
  = 63.9 kW

• Netto reduktion (efter SVR tab): 63.9 kW - 4.4 kW = 59.5 kW

Økonomiske fordele:

• Årlig energibesparelse: 59.5 kW × 24 h × 30 dage × 4 måneder ≈ 450.000 kWh

• Kostnadsbesparelse: 450.000 kWh × ¥0.33/kWh ≈ ¥60.000

• Omsætningsstigning: ¥80.000 årligt

• Tilbagebetalingsperiode: <1 år

Dette viser, at SVR'er er den mest effektive og økonomiske løsning for at forbedre spændningskvaliteten i landlige områder.