10kV給電線用電圧調整器の応用

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フィールド: 変圧器解析

China

農村の電力網は、多くのノード、広範囲のカバー、長距離の送電線を特徴としています。一方、農村地域の電力負荷は季節性が強いです。これらの特徴により、10kVの農村給電線路では高い線損が発生し、ピーク負荷時には線路末端の電圧が低くなりすぎ、ユーザー機器の故障を引き起こします。

現在、農村電力網で一般的に使用されている3つの電圧調整方法があります：

電力網のアップグレード：大きな投資が必要です。
主変圧器のオンロードタップチェンジャーの調整：変電所のバス電圧を基準としますが、頻繁な調整は主変圧器の安全運転に影響を与え、安定した線路電圧を確保できません。
並列コンデンサーの切り替え：電力網に大容量のインダクティブ負荷がある場合、リアクティブパワーによる電圧降下を減らしますが、電圧調整範囲は狭いです。

最終的な議論の結果、新しいタイプの電圧調整装置である10kVフィーダー電圧調整器（SVR）を採用することになりました。これにより、農村電力網の電圧品質が効果的に改善されました。以下の表で示すように、フィーダー電圧調整器を使用することは現在、農村10kV線路の電圧品質を向上させる最も効果的な方法です。

適用例

ある変電所の10kV団結線を例にとって、SVRの設置過程は以下の通りです：

許容範囲を超える電圧降下の重要なポイントを特定する。
重要なポイントでの最大負荷に基づいてSVRの容量を選択する。
測定された電圧降下に基づいて電圧調整範囲を決定する。
メンテナンスの容易さを優先して設置場所を選ぶ。

計算方法

線路パラメータ：

長さ: 20km
導体: LGJ-50
抵抗率: R₀ = 0.65Ω/km
リアクタンス: X₀ = 0.4Ω/km
変圧器容量: S = 2000kVA
力率: cosφ = 0.8
定格電圧: Ue = 10kV

ステップ1: 線路インピーダンスの計算

抵抗: R = R₀ × L = 0.65 × 20 = 13Ω
リアクタンス: X = X₀ × L = 0.4 × 20 = 8Ω
有効電力: P = S × cosφ = 2000 × 0.8 = 1600kW
無効電力: Q = S × sinφ = 2000 × 0.6 = 1200kvar

ステップ2: 電圧降下の計算
ΔU = (PR + QX)/U = (1600×13 + 1200×8)/10 = 3.04kV

ステップ3: SVRのサイズ選定

設置場所: ソースから10km（測定電圧9.019kVの重要なポイント）。
重要なポイントでの負荷: P = 1200kW, cosφ = 0.8 → S = 1200/0.8 = 1500kVA。
選択されたSVR容量: 2000kVA。

ステップ4: 電圧調整範囲

入力電圧: U₁ = 9kV（測定値）
目標出力電圧: U₂ = 10.5kV
必要な調整範囲: 0～+20%。

ステップ5: 損失削減の計算
設置後:

残りの線路長: L₁ = 20km - 10km = 10km
損失削減:
ΔP = R₀ × L₁ × (S²/U₁² - S²/U₂²)
= 0.65 × 10 × (1500²/9² - 1500²/10.5²)
= 63.9kW
純粋な削減（SVR損失後）: 63.9kW - 4.4kW = 59.5kW

経済的利益: