Primjene naponskih regulatora za isporučivače na 10 kV

Seljački električni sustavi karakteriziraju se velikim brojem čvorova, širokim pokrivenjem i dugim prijenosnim linijama. Uz to, električna opterećenja u seljach pokazuju snažnu sezonsku varijabilnost. Ove značajke dovode do visokih gubitaka na linijama od 10 kV u seljačkim distribucijskim mrežama, te tokom vrhunskih razdoblja opterećenja, napetost na kraju linije padne prenisko, što uzrokuje neispravno funkcioniranje opreme korisnika.

Trenutno postoje tri uobičajene metode regulacije napetosti u seljačkim električnim mrežama:

• Nadogradnja električne mreže: Zahtijeva značajan ulaganje.

• Prilagodbu pod opterećenjem glavnog transformatora: Koristi se kao referentna napetost busa podstaničke stanice. Međutim, česta prilagodba utječe na sigurno funkcioniranje glavnog transformatora i ne može osigurati stabilnu napetost na liniji.

• Preklop paralelnih kondenzatora: Smanjuje pad napetosti uzrokovan reaktivnom snaziju kada mreža ima velika induktivna opterećenja, ali raspon regulacije napetosti je usko ograničen.

Nakon konačnog razgovora, odlučeno je usvojiti novi tip uređaja za regulaciju napetosti - regulator napetosti na povratnoj liniji (SVR) od 10 kV, koji je učinkovito poboljšao kvalitetu napetosti u seljačkoj električnoj mreži. I kroz usporedbu mjera za poboljšanje kvalitete napetosti u sljedećoj tablici, može se vidjeti da je korištenje regulatora napetosti na povratnoj liniji trenutno najučinkovitiji način poboljšanja kvalitete napetosti na seljačkim 10 kV linijama.

Primjer Primjene

Kao primjer uzima se 10 kV linija Tuanjie određene podstanice, proces instalacije SVR-a je sljedeći:

• Identificirajte ključnu točku gdje pad napetosti prevazilazi prihvatljive granice.

• Odaberite kapacitet SVR-a temeljem maksimalnog opterećenja u ključnoj točki.

• Određujte raspon regulacije napetosti prema izmjerenoj vrijednosti pada napetosti.

• Izaberite lokaciju instalacije s obzirom na pristupačnost za održavanje.

Metoda Izračuna

Parametri linije:

• Duljina: 20 km

• Vodič: LGJ-50

• Speficifni upor: R₀ = 0,65 Ω/km

• Reaktanca: X₀ = 0,4 Ω/km

• Kapacitet transformatora: S = 2000 kVA

• Faktor snage: cosφ = 0,8

• Nominativna napetost: Ue = 10 kV

Korak 1: Izračun impedancije linije

• Upor: R = R₀ × L = 0,65 × 20 = 13 Ω

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

• Aktivna snaga: P = S × cosφ = 2000 × 0,8 = 1600 kW

• Reaktivna snaga: Q = S × sinφ = 2000 × 0,6 = 1200 kvar

Korak 2: Izračun pada napetosti
ΔU = (PR + QX)/U = (1600×13 + 1200×8)/10 = 3,04 kV

Korak 3: Dimenzioniranje SVR-a

• Lokacija instalacije: 10 km od izvora (ključna točka s izmjerenoj napetosti 9,019 kV).

• Opterećenje u ključnoj točki: P = 1200 kW, cosφ = 0,8 → S = 1200/0,8 = 1500 kVA.

• Odabrani kapacitet SVR-a: 2000 kVA.

Korak 4: Raspon regulacije napetosti

• Ulazna napetost: U₁ = 9 kV (izmjerena)

• Ciljna izlazna napetost: U₂ = 10,5 kV

• Potrebni raspon regulacije: 0～+20%.

Korak 5: Izračun smanjenja gubitaka
Poslije instalacije:

• Preostala duljina linije: L₁ = 20 km - 10 km = 10 km

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

• Neto smanjenje (nakon gubitaka SVR-a): 63,9 kW - 4,4 kW = 59,5 kW

Ekonomska prednosti:

• Godišnja ušteda energije: 59,5 kW × 24 h × 30 dana × 4 mjeseca ≈ 450 000 kWh

• Ušteda troškova: 450 000 kWh × ¥0,33/kWh ≈ ¥60 000

• Povećanje prihoda: ¥80 000 godišnje

• Period vraćanja ulaganja: <1 godina

To pokazuje da su SVR-i najučinkovitiji i ekonomski najpovoljniji rješenje za poboljšanje kvalitete napetosti u seljačkim mrežama.