Εφαρμογές των Προσαρμοστών Τάσης 10kV για Γραμμές Διανομής

Οι αγροτικές ηλεκτρικές δικτύωσεις χαρακτηρίζονται από πολλά κόμβια, ευρεία κάλυψη και μεγάλες γραμμές μεταφοράς. Παράλληλα, η ηλεκτρική φορτία στις αγροτικές περιοχές έχει ισχυρή σεζονιότητα. Αυτά τα χαρακτηριστικά οδηγούν σε υψηλές απώλειες στις γραμμές 10 kV στις αγροτικές διανομές, και κατά τη διάρκεια των περιόδων κορυφαίας φορτίας, η τάση στο τέλος της γραμμής μειώνεται πολύ, προκαλώντας λειτουργικά προβλήματα στην εξοπλισμός των χρηστών.

Τρέχον, υπάρχουν τρεις κοινές μεθόδοι ρύθμισης τάσης για τις αγροτικές ηλεκτρικές δικτύωσεις:

• Ενημέρωση της ηλεκτρικής δικτύωσης ：Απαιτεί σημαντικές επενδύσεις.

• Προσαρμογή του ρυθμιστή τάσης με φορτίο του κυρίως μετατροπέα ：Παίρνει ως αναφορά την τάση της σταθμικής λεωφορίας. Ωστόσο, οι συχνές προσαρμογές επηρεάζουν την ασφαλή λειτουργία του κυρίως μετατροπέα και δεν μπορούν να εγγυηθούν σταθερή τάση στη γραμμή.

• Εναλλαγή παράλληλων καταναλωτών ρεαλυτικού ：Μειώνει τη μείωση τάσης λόγω της ρεαλυτικής ενέργειας όταν το δίκτυο έχει μεγάλες ινδουκτικές φορτίες, αλλά ο πεδίος ρύθμισης τάσης είναι στενό.

Μετά την τελική συζήτηση, αποφασίστηκε να εφαρμοστεί ένα νέο τύπο ρυθμιστή τάσης — ο ρυθμιστής τάσης 10 kV (SVR), ο οποίος βελτίωσε αποτελεσματικά την ποιότητα τάσης της αγροτικής ηλεκτρικής δικτύωσης. Και μέσω της σύγκρισης των μέτρων βελτίωσης της ποιότητας τάσης στον παρακάτω πίνακα, μπορεί να διαπιστωθεί ότι η χρήση ρυθμιστών τάσης γραμμής είναι τώρα ο πιο αποτελεσματικός τρόπος για την ενίσχυση της ποιότητας τάσης των αγροτικών γραμμών 10 kV.

Παράδειγμα Εφαρμογής

Παίρνοντας ως παράδειγμα την 10 kV γραμμή Tuanjie ενός συγκεκριμένου υποσταθμίου, ο διαδικαστικός τόπος εγκατάστασης του SVR είναι ο εξής:

• Εντοπισμός του κρίσιμου σημείου όπου οι μειώσεις τάσης υπερβαίνουν τα αποδεκτά όρια.

• Επιλογή δυναμικότητας SVR με βάση τη μέγιστη φορτία στο κρίσιμο σημείο.

• Καθορισμός πεδίου ρύθμισης τάσης σύμφωνα με τη μετρημένη μείωση τάσης.

• Επιλογή τοποθεσίας εγκατάστασης, δίνοντας προτεραιότητα στην προσπελασιμότητα για συντήρηση.

Μέθοδος Υπολογισμού

Παραμέτροι Γραμμής:

• Μήκος: 20 km

• Συνδυασμός: LGJ - 50

• Αντίσταση: R₀ = 0.65 Ω/km

• Αντίδραση: X₀ = 0.4 Ω/km

• Δύναμη Μετατροπέα: S = 2000 kVA

• Υπολογιστικός Συντελεστής: cosφ = 0.8

• Νομιμοποιημένη Τάση: Ue = 10 kV

Βήμα 1: Υπολογισμός Αντίστασης Γραμμής

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

• Αντίδραση: X = X₀ × L = 0.4 × 20 = 8 Ω

• Ενεργή Δύναμη: P = S × cosφ = 2000 × 0.8 = 1600 kW

• Ρεαλυτική Δύναμη: Q = S × sinφ = 2000 × 0.6 = 1200 kvar

Βήμα 2: Υπολογισμός Μείωσης Τάσης
ΔU = (PR + QX)/U = (1600×13 + 1200×8)/10 = 3.04 kV

Βήμα 3: Προσαρμογή Συντελεστή SVR

• Τοποθεσία Εγκατάστασης: 10 km από την πηγή (κρίσιμο σημείο με μετρημένη τάση 9.019 kV).

• Φορτία στο Κρίσιμο Σημείο: P = 1200 kW, cosφ = 0.8 → S = 1200/0.8 = 1500 kVA.

• Επιλεγμένη Δύναμη SVR: 2000 kVA.

Βήμα 4: Πεδίο Ρύθμισης Τάσης

• Εισερχόμενη Τάση: U₁ = 9 kV (μετρημένη)

• Στόχος Εξερχόμενης Τάσης: U₂ = 10.5 kV

• Απαιτούμενο Πεδίο Ρύθμισης: 0～+20%.

Βήμα 5: Υπολογισμός Μείωσης Απωλειών
Μετά την εγκατάσταση:

• Υπόλοιπο Μήκος Γραμμής: L₁ = 20 km - 10 km = 10 km

• Μείωση Απωλειών Ισχύος:
  ΔP = R₀ × L₁ × (S²/U₁² - S²/U₂²)
  = 0.65 × 10 × (1500²/9² - 1500²/10.5²)
  = 63.9 kW

• Καθαρή Μείωση (μετά τις απώλειες SVR): 63.9 kW - 4.4 kW = 59.5 kW

Οικονομικά Οφέλη:

• Ετήσια Αποτελεσματική Αποτέλεση: 59.5 kW × 24 h × 30 days × 4 months ≈ 450,000 kWh

• Εξοικονομημένο Κόστος: 450,000 kWh × ¥0.33/kWh ≈ ¥60,000

• Αύξηση Εσόδων: ¥80,000 ετησίως

• Χρονικός Περίοδος Επιστροφής: <1 χρόνος

Αυτό δείχνει ότι οι SVRs είναι η πιο αποτελεσματική και οικονομική λύση για τη βελτίωση της ποιότητας τάσης στις αγροτικές περιοχές.