Applications des régulateurs de tension pour alimentations 10kV

Les réseaux électriques ruraux se caractérisent par de nombreux nœuds, une large couverture et des lignes de transport longues. En outre, la charge électrique dans les zones rurales présente une forte saisonnalité. Ces caractéristiques entraînent des pertes élevées sur les alimentations rurales de 10 kV, et pendant les périodes de charge maximale, la tension à l'extrémité de la ligne baisse trop, provoquant le dysfonctionnement des équipements des utilisateurs.

Actuellement, il existe trois méthodes courantes de régulation de tension pour les réseaux électriques ruraux :

• La modernisation du réseau électrique : Nécessite un investissement important.

• L'ajustement du changement de rapport sous charge du transformateur principal : Prend en référence la tension de la barre de la sous-station. Cependant, des ajustements fréquents affectent le fonctionnement sûr du transformateur principal et ne peuvent pas garantir une tension de ligne stable.

• Le commutateur de condensateurs shunt : Réduit la chute de tension due à la puissance réactive lorsque le réseau a de grandes charges inductives, mais la plage de régulation de tension est étroite.

Après une discussion finale, il a été décidé d'adopter un nouveau type de dispositif de régulation de tension - le régulateur de tension d'alimentation 10 kV (SVR), qui a amélioré efficacement la qualité de la tension du réseau électrique rural. Et grâce à la comparaison des mesures d'amélioration de la qualité de la tension dans le tableau suivant, on peut constater que l'utilisation de régulateurs de tension d'alimentation est actuellement la méthode la plus efficace pour améliorer la qualité de la tension des lignes rurales de 10 kV.

Exemple d'application

Prenons l'exemple de la ligne Tuanjie 10 kV d'une certaine sous-station, le processus d'installation du SVR est le suivant :

• Identifier le point critique où la chute de tension dépasse les limites acceptables.

• Sélectionner la capacité du SVR en fonction de la charge maximale au point critique.

• Déterminer la plage de régulation de tension en fonction de la chute de tension mesurée.

• Choisir l'emplacement d'installation en privilégiant l'accessibilité pour la maintenance.

Méthode de calcul

Paramètres de la ligne :

• Longueur : 20 km

• Conducteur : LGJ-50

• Résistivité : R₀ = 0,65 Ω/km

• Réactance : X₀ = 0,4 Ω/km

• Capacité du transformateur : S = 2000 kVA

• Facteur de puissance : cosφ = 0,8

• Tension nominale : Ue = 10 kV

Étape 1 : Calcul de l'impédance de la ligne

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

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

• Puissance active : P = S × cosφ = 2000 × 0,8 = 1600 kW

• Puissance réactive : Q = S × sinφ = 2000 × 0,6 = 1200 kvar

Étape 2 : Calcul de la chute de tension
ΔU = (PR + QX)/U = (1600×13 + 1200×8)/10 = 3,04 kV

Étape 3 : Dimensionnement du SVR

• Emplacement d'installation : 10 km de la source (point critique avec une tension mesurée de 9,019 kV).

• Charge au point critique : P = 1200 kW, cosφ = 0,8 → S = 1200/0,8 = 1500 kVA.

• Capacité du SVR sélectionnée : 2000 kVA.

Étape 4 : Plage de régulation de tension

• Tension d'entrée : U₁ = 9 kV (mesurée)

• Tension de sortie cible : U₂ = 10,5 kV

• Plage de régulation requise : 0～+20%.

Étape 5 : Calcul de la réduction des pertes
Après l'installation :

• Longueur restante de la ligne : L₁ = 20 km - 10 km = 10 km

• Réduction des pertes de puissance :
  ΔP = R₀ × L₁ × (S²/U₁² - S²/U₂²)
  = 0,65 × 10 × (1500²/9² - 1500²/10,5²)
  = 63,9 kW

• Réduction nette (après les pertes du SVR) : 63,9 kW - 4,4 kW = 59,5 kW

Avantages économiques:

• Économie d'énergie annuelle : 59,5 kW × 24 h × 30 jours × 4 mois ≈ 450 000 kWh

• Économie de coûts : 450 000 kWh × €0,33/kWh ≈ €60 000

• Augmentation des revenus : €80 000 par an

• Période de retour sur investissement : <1 an

Cela démontre que les SVR sont la solution la plus efficace et économique pour améliorer la qualité de la tension rurale.