10kV 급전선 전압 조정기의 응용

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필드: 변압기 분석

China

농촌 전력망은 노드가 많고, 커버리지가 넓으며, 송전선이 길다는 특징을 가지고 있습니다. 또한 농촌 지역의 전기 부하에는 강한 계절성이 나타납니다. 이러한 특성으로 인해 10kV 농촌 피더선에서 라인 손실이 높아지고, 최대 부하 기간 동안 선로 끝의 전압이 너무 낮아져 사용자 장비가 고장나게 됩니다.

현재 농촌 전력망에 대한 세 가지 일반적인 전압 조정 방법이 있습니다:

전력망 업그레이드: 상당한 투자가 필요합니다.
주 변압기의 온로드 탭 체인저 조정: 변전소 버스 전압을 기준으로 합니다. 그러나 자주 조정하면 주 변압기의 안전 운전에 영향을 미치며 안정적인 선로 전압을 보장할 수 없습니다.
병렬 콘덴서 스위칭: 그리드에 큰 유도 부하가 있을 때 무효전력으로 인한 전압 강하를 줄입니다. 그러나 전압 조정 범위가 좁습니다.

최종 논의 후 새로운 유형의 전압 조정 장치인 10kV 피더 전압 조정기(SVR)를 채택하기로 결정되었습니다. 이는 농촌 전력망의 전압 품질을 효과적으로 개선했습니다. 다음 표에서 전압 품질 개선 조치를 비교해 보면, 피더 전압 조정기를 사용하는 것이 현재 농촌 10kV 선로의 전압 품질을 향상시키는 가장 효과적인 방법임을 알 수 있습니다.

응용 사례

특정 변전소의 10kV 단결 선로를 예로 들어 SVR 설치 과정은 다음과 같습니다:

허용 가능한 한계를 초과하는 전압 강하가 발생하는 중요한 지점을 식별합니다.
중요 지점의 최대 부하에 따라 SVR 용량을 선택합니다.
측정된 전압 강하에 따라 전압 조정 범위를 결정합니다.
유지보수 접근성을 우선하여 설치 위치를 선택합니다.

계산 방법

선로 파라미터:

길이: 20km
도체: LGJ-50
저항률: R₀ = 0.65Ω/km
반응: X₀ = 0.4Ω/km
변압기 용량: S = 2000kVA
역률: cosφ = 0.8
정격 전압: Ue = 10kV

단계 1: 선로 임피던스 계산

저항: R = R₀ × L = 0.65 × 20 = 13Ω
반응: X = X₀ × L = 0.4 × 20 = 8Ω
유효 전력: P = S × cosφ = 2000 × 0.8 = 1600kW
무효 전력: Q = S × sinφ = 2000 × 0.6 = 1200kvar

단계 2: 전압 강하 계산
ΔU = (PR + QX)/U = (1600×13 + 1200×8)/10 = 3.04kV

단계 3: SVR 용량 결정

설치 위치: 소스로부터 10km(측정된 전압이 9.019kV인 중요 지점).
중요 지점의 부하: P = 1200kW, cosφ = 0.8 → S = 1200/0.8 = 1500kVA.
선택된 SVR 용량: 2000kVA.

단계 4: 전압 조정 범위

입력 전압: U₁ = 9kV(측정됨)
목표 출력 전압: U₂ = 10.5kV
필요한 조정 범위: 0～+20%.

단계 5: 손실 감소 계산
설치 후:

남은 선로 길이: L₁ = 20km - 10km = 10km
전력 손실 감소:
ΔP = R₀ × L₁ × (S²/U₁² - S²/U₂²)
= 0.65 × 10 × (1500²/9² - 1500²/10.5²)
= 63.9kW
순 감소(SVR 손실 후): 63.9kW - 4.4kW = 59.5kW

경제적 이점: