10kV juhtme pingejuhtimise seadmete rakendused

Maapihaljad võrgud on iseloomustatud paljude sõlmide, laia hulka ja pikkade ülekandevooltega. Samas näitab maapiirkondades olev energiahind silmapaistvat sezonisuust. Need omadused viivad kõrgete joonkahjude tekkimiseni 10 kV maapiirilistes voolutesises ning tipuhooajal langab voolu lõpus olev pinget liiga madalaks, mis põhjustab kasutajate seadmete ebatöötamise.

Praegu on maapihaljate võrkude pinge reguleerimiseks kolm levinumat meetodit:

• Võrgu uuendamine: Nõuab suurt investeeringut.

• Peamise transformatooriga laadiga tap-changeri sätestamine: Võtab aluseks substaatsiooni busi pinge. Siiski mõjutavad sagedased sätestamised peamise transformatoori ohutut tööd ja ei taga stabiilset voolupinget.

• Rööpvarustatud kondensaatorite käivitamine: Vähendab reaktivse jõudlusega kaasneda pinge langust, kuid pinge reguleerimisalane on kitsas.

Lõplikus arutelus otsustati uue tüübi pinge reguleerimise seadme - 10 kV voolupinge reguleerija (SVR) kasutuselevõtmise kohta, mis tõhusalt parandas maapihaljate võrkude pinge kvaliteeti. Järgmise tabeli võrdlus näitab, et voolupinge reguleerijate kasutamine on praegu kõige tõhusam viis maapihaljate 10 kV voolute pinge kvaliteedi parandamiseks.

Rakenduse näide

Võttes näiteks mingi substaatsiooni 10 kV Tuanjie voolujoone, SVR paigaldamise protsess on järgmine:

• Tuvastage kriitiline punkt, kus pinge langus ületab lubatud piiri.

• Valige SVR suurus kriitilise punkti maksimaalse laengu järgi.

• Määra pinge reguleerimisala mõõdetud pinge languse järgi.

• Paigalduskoht valitakse hoolduse ligipääsuliste prioriteedide järgi.

Arvutusmeetod

Voolujoone parameetrid:

• Pikkus: 20 km

• Joht: LGJ-50

• Vastupidavus: R₀ = 0,65 Ω/km

• Reaktants: X₀ = 0,4 Ω/km

• Transformatoori suurus: S = 2000 kVA

• Aktiivfaktor: cosφ = 0,8

• Nimetatud pinge: Ue = 10 kV

Samm 1: Arvuta voolujoone vastupidavus

• Vastupidavus: R = R₀ × L = 0,65 × 20 = 13 Ω;

• Reaktants: X = X₀ × L = 0,4 × 20 = 8 Ω;

• Aktiivne jõud: P = S × cosφ = 2000 × 0,8 = 1600 kW

• Reaktiivne jõud: Q = S × sinφ = 2000 × 0,6 = 1200 kvar

Samm 2: Pinge languse arvutamine
ΔU = (PR + QX)/U = (1600×13 + 1200×8)/10 = 3,04 kV

Samm 3: SVR suuruse määramine

• Paigalduskoht: 10 km allikast (kriitiline punkt, kus mõõdetud pinge on 9,019 kV).

• Laeng kriitilisel punktil: P = 1200 kW, cosφ = 0,8 → S = 1200/0,8 = 1500 kVA.

• Valitud SVR suurus: 2000 kVA.

Samm 4: Pinge reguleerimisala

• Sisendpinge: U₁ = 9 kV (mõõdetud)

• Eesmärgiks olev väljundpinge: U₂ = 10,5 kV

• Nõutav reguleerimisala: 0～+20%.

Samm 5: Kaotuste vähendamise arvutamine
Paigalduse järel:

• Jäänud voolujoone pikkus: L₁ = 20 km - 10 km = 10 km

• Jõudukaotuste vähendamine:
  ΔP = R₀ × L₁ × (S²/U₁² - S²/U₂²)
  = 0,65 × 10 × (1500²/9² - 1500²/10,5²)
  = 63,9 kW

• Netto vähendus (pärast SVR kaotusi): 63,9 kW - 4,4 kW = 59,5 kW

Majanduslikud eelised:

• Aastane energia sääst: 59,5 kW × 24 h × 30 päeva × 4 kuud ≈ 450 000 kWh

• Kulude sääst: 450 000 kWh × €0,33/kWh ≈ €60 000

• Tulu suurenemine: €80 000 aastas

• Tagasiside periood: <1 aasta

See näitab, et SVR-d on kõige tõhusam ja majanduslik lahendus maapihaljate pinge kvaliteedi parandamiseks.