10 kV tápellátási szabályozók alkalmazásai

A vidéki villamos hálózatok jellemzően számos csomóponttal, széles területi lefedettséggel és hosszú átvitelilevelekkel rendelkeznek. Ugyanakkor a vidéki területeken a teljesítményigény erős szezonális jellegű. Ezek a jellemzők magas vonalveszteségeket okoznak a 10 kV vidéki tápellátókon, és a csúcsfogyasztás időszakban a vonal végén lévő feszültség túl alacsonyra esik, ami a felhasználói berendezések hibás működését okozza.

Jelenleg három gyakori feszültségbeállítási módszer ismert a vidéki villamos hálózatok esetében:

• A hálózat fejlesztése: Ez jelentős befektetést igényel.

• A fő transzformátor on-load tap-changer-einek beállítása: A meghajtóbusz feszültségét veszi alapul. Azonban a gyakori beállítások befolyásolják a fő transzformátor biztonságos működését, és nem garantálják a stabil vonalfeszültséget.

• Párhuzamos kondenzátorok kapcsolása: Csökkenti a reaktív teljesítmény miatti feszültségcsökkenést nagy induktív terhelés esetén, de a feszültségbeállítási tartomány szűk.

Utolsó megbeszéléseken úgy döntötték, hogy egy új típusú feszültségbeállító berendezést alkalmaznak — a 10 kV tápellátó feszültségbeállítót (SVR), amely hatékonyan javította a vidéki hálózat feszültségminőségét. A következő táblázatban található feszültségminőség javítási intézkedések összehasonlításából látható, hogy jelenleg a tápellátó feszültségbeállítók használata a leghatékonyabb módja a 10 kV vidéki vonalak feszültségminőségének javításának.

Alkalmazási példa

Példaként vegyük a Tuanjie 10 kV vonalt egy adott átmeneti állományban, ahol az SVR telepítési folyamata a következő:

• Azonosítsa a pontot, ahol a feszültségcsökkenés elfogadható határon felülre nő.

• Válassza ki az SVR kapacitását a kritikus pontban mért maximális terhelés alapján.

• Határozza meg a feszültségbeállítási tartományt a mérési feszültségcsökkenés alapján.

• Válassza ki a telepítési helyet, elsőbbséget adva a karbantartás elérhetőségének.

Számítási módszer

Vonal paraméterei:

• Hossz: 20 km

• Vezető: LGJ - 50

• Ellenállás: R₀ = 0,65 Ω/km

• Reaktancia: X₀ = 0,4 Ω/km

• Transzformátor kapacitás: S = 2000 kVA

• Teljesítmény tényező: cosφ = 0,8

• Nominális feszültség: Ue = 10 kV

Lépés 1: Vonalellenállás számítása

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

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

• Aktív teljesítmény: P = S × cosφ = 2000 × 0,8 = 1600 kW

• Reaktív teljesítmény: Q = S × sinφ = 2000 × 0,6 = 1200 kvar

Lépés 2: Feszültségcsökkenés számítása
ΔU = (PR + QX)/U = (1600×13 + 1200×8)/10 = 3,04 kV

Lépés 3: SVR méretezése

• Telepítési hely: 10 km a forrásból (kritikus pont, ahol a mérési feszültség 9,019 kV).

• Terhelés a kritikus pontban: P = 1200 kW, cosφ = 0,8 → S = 1200/0,8 = 1500 kVA.

• Kiválasztott SVR kapacitás: 2000 kVA.

Lépés 4: Feszültségbeállítási tartomány

• Bemeneti feszültség: U₁ = 9 kV (mért)

• Célkitűzött kimeneti feszültség: U₂ = 10,5 kV

• Szükséges beállítási tartomány: 0～+20%.

Lépés 5: Veszteség-csökkentés számítása
Telepítés után:

• Maradék vonalhossz: L₁ = 20 km - 10 km = 10 km

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

• Nettó csökkentés (SVR veszteségek után): 63,9 kW - 4,4 kW = 59,5 kW

Gazdasági előnyök:

• Éves energia-megkímélyítés: 59,5 kW × 24 h × 30 nap × 4 hónap ≈ 450 000 kWh

• Költség-megkímélyítés: 450 000 kWh × ¥0,33/kWh ≈ ¥60 000

• Bevétel-növekedés: ¥80 000 évente

• Felszámolási idő: <1 év

Ez mutatja, hogy az SVR-ek a leghatékonyabb és leggazdaságosabb megoldás a vidéki feszültségminőség javításához.