10kV फीडर वोल्टेज रेगुलेटर्स के अनुप्रयोग

ग्रामीण विद्युत ग्रिड कई नोड, व्यापक कवरेज और लंबी प्रसारण लाइनों से विशिष्ट हैं। इसके साथ ही, ग्रामीण क्षेत्रों में विद्युत लोड में मजबूत सीजनलिटी होती है। इन विशेषताओं के कारण 10 किलोवोल्ट (kV) ग्रामीण फीडर पर उच्च लाइन नुकसान होता है, और शिखर लोड काल में, लाइन के अंत में वोल्टेज बहुत कम हो जाती है, जिससे उपयोगकर्ता उपकरण गलत काम करने लगते हैं।

वर्तमान में, ग्रामीण विद्युत ग्रिड के लिए तीन सामान्य वोल्टेज नियंत्रण विधियाँ हैं:

• विद्युत ग्रिड का अपग्रेड: इसके लिए विशाल निवेश की आवश्यकता होती है।

• मुख्य ट्रांसफार्मर के ऑन-लोड टैप चेंजर को समायोजित करना: यह सबस्टेशन बस वोल्टेज को रेफरेंस के रूप में लेता है। हालांकि, अक्सर ये समायोजन मुख्य ट्रांसफार्मर के सुरक्षित संचालन को प्रभावित करते हैं और स्थिर लाइन वोल्टेज की गारंटी नहीं दे सकते।

• शंट कैपेसिटर को स्विच करना: जब ग्रिड में बड़ी इंडक्टिव लोड होती है, तो यह रिएक्टिव पावर से होने वाले वोल्टेज गिरावट को कम करता है, लेकिन वोल्टेज नियंत्रण की सीमा संकीर्ण होती है।

अंतिम चर्चा के बाद, यह निर्णय लिया गया कि एक नए प्रकार के वोल्टेज नियंत्रण उपकरण - 10 kV फीडर वोल्टेज रेगुलेटर (SVR) को अपनाया जाए, जो ग्रामीण विद्युत ग्रिड की वोल्टेज गुणवत्ता में प्रभावी रूप से सुधार करता है। और निम्न तालिका में वोल्टेज गुणवत्ता में सुधार करने के उपायों की तुलना करने से यह स्पष्ट होता है कि फीडर वोल्टेज रेगुलेटर का उपयोग करना वर्तमान में 10 kV ग्रामीण लाइनों की वोल्टेज गुणवत्ता में सुधार करने का सबसे प्रभावी तरीका है।

आवेदन उदाहरण

किसी सबस्टेशन की 10 kV टुअनजी लाइन के उदाहरण से, SVR की स्थापना प्रक्रिया निम्नलिखित है:

• उस महत्वपूर्ण बिंदु की पहचान करें जहाँ वोल्टेज गिरावट स्वीकार्य सीमा से अधिक होती है।

• महत्वपूर्ण बिंदु पर अधिकतम लोड के आधार पर SVR की क्षमता चुनें।

• मापी गई वोल्टेज गिरावट के अनुसार वोल्टेज नियंत्रण की सीमा निर्धारित करें।

• सुरक्षा के लिए पहुंच को प्राथमिकता देते हुए स्थापना स्थान चुनें।

गणना विधि

लाइन पैरामीटर:

• लंबाई: 20 किमी

• कंडक्टर: LGJ-50

• प्रतिरोध: R₀ = 0.65 Ω/km

• रिएक्टेंस: X₀ = 0.4 Ω/km

• ट्रांसफार्मर की क्षमता: S = 2000 kVA

• पावर फैक्टर: cosφ = 0.8

• निर्धारित वोल्टेज: Ue = 10 kV

चरण 1: लाइन प्रतिबाधा की गणना करें

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

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

• सक्रिय शक्ति: P = S × cosφ = 2000 × 0.8 = 1600 kW

• रिएक्टिव शक्ति: Q = S × sinφ = 2000 × 0.6 = 1200 kvar

चरण 2: वोल्टेज गिरावट की गणना
ΔU = (PR + QX)/U = (1600×13 + 1200×8)/10 = 3.04 kV

चरण 3: SVR की क्षमता

• स्थापना स्थान: स्रोत से 10 किमी (महत्वपूर्ण बिंदु जहाँ मापी गई वोल्टेज 9.019 kV)।

• महत्वपूर्ण बिंदु पर लोड: P = 1200 kW, cosφ = 0.8 → S = 1200/0.8 = 1500 kVA।

• चुनी गई SVR की क्षमता: 2000 kVA।

चरण 4: वोल्टेज नियंत्रण की सीमा

• इनपुट वोल्टेज: U₁ = 9 kV (मापी गई)

• लक्ष्य आउटपुट वोल्टेज: U₂ = 10.5 kV

• आवश्यक नियंत्रण सीमा: 0～+20%।

चरण 5: नुकसान की कमी की गणना
स्थापना के बाद:

• शेष लाइन की लंबाई: L₁ = 20 km - 10 km = 10 km

• पावर लोस की कमी:
  ΔP = R₀ × L₁ × (S²/U₁² - S²/U₂²)
  = 0.65 × 10 × (1500²/9² - 1500²/10.5²)
  = 63.9 kW

• नेट कमी (SVR लोस के बाद): 63.9 kW - 4.4 kW = 59.5 kW

आर्थिक लाभ:

• वार्षिक ऊर्जा बचत: 59.5 kW × 24 h × 30 days × 4 months ≈ 450,000 kWh

• लागत बचत: 450,000 kWh × ¥0.33/kWh ≈ ¥60,000

• राजस्व वृद्धि: ¥80,000 वार्षिक

• प्रतिगमन काल: <1 वर्ष

यह दर्शाता है कि SVR ग्रामीण वोल्टेज गुणवत्ता में सुधार करने के लिए सबसे प्रभावी और आर्थिक रूप से लाभदायक समाधान हैं।