Uporabe 10kV napajalnih napetostnih regulirnikov

Seliška električna omrežja so karakterizirana z velikim številom vozlišč, širokim obsegom in dolgimi prenosnimi črtami. Sicer pa je električni obremenitveni tok v seliških območjih močno sezonsko odvisen. Te značilnosti vodijo do visokih izgub na 10 kV seliških prenosnih črtah, pri čemer se med obdobji vrhunskega obremenitvenega toka napetost na koncu črte preveč zniža, kar povzroča nepravilno delovanje opreme uporabnikov.

Trenutno obstajajo tri pogoste metode regulacije napetosti za seliška električna omrežja:

• Posodabljanje električnega omrežja ：Zahteva veliko naložbe.

• Prilagajanje načrtnega preklapljača glavnega transformatorja ：Uporablja kot referenco napetost busa podstanične postaje. Vendar pogosta prilagajanja vplivajo na varno delovanje glavnega transformatorja in ne morejo zagotoviti stabilne napetosti na črti.

• Preklop vzporednih kondenzatorjev ：Zmanjša padec napetosti, ki ga povzroči reaktivni tok, ko omrežje ima velike induktivne obremenitve, vendar je obseg regulacije omejen.

Po končnem razgovoru je bilo odločeno, da se bo uporabil nov tip napetostnega regulatorja — 10 kV prenosni črti napetostni regulator (SVR), ki učinkovito izboljša kakovost napetosti v seliškem električnem omrežju. In s primerjavo ukrepov za izboljšanje kakovosti napetosti v naslednji tabeli se lahko vidi, da je trenutno uporaba prenosnih črt napetostnih regulatorjev najučinkovitejši način za izboljšanje kakovosti napetosti na seliških 10 kV črtah.

Primer Uporabe

Kot primer vzamemo 10 kV Tuanjie črto določene podstanične postaje, postopek namestitve SVRa je naslednji:

• Določite ključno točko, kjer padec napetosti preseže sprejemljive meje.

• Izberite kapaciteto SVRa glede na maksimalni obremenitveni tok na ključni točki.

• Določite obseg regulacije napetosti glede na izmerjen padec napetosti.

• Izberite lokacijo namestitve, ki prednost daje dostopnosti za vzdrževanje.

Način Računanja

Parametri črte:

• Dolžina: 20 km

• Vodič: LGJ - 50

• Specifični upori: R₀ = 0,65 Ω/km

• Reactance: X₀ = 0,4 Ω/km

• Kapaciteta transformatorja: S = 2000 kVA

• Faktor moči: cosφ = 0,8

• Nominativna napetost: Ue = 10 kV

Korak 1: Izračun upornosti črte

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

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

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

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

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

Korak 3: Določitev kapacitete SVRa

• Lokacija namestitve: 10 km od vira (ključna točka z izmerjeno napetostjo 9,019 kV).

• Obremenitev na ključni točki: P = 1200 kW, cosφ = 0,8 → S = 1200/0,8 = 1500 kVA.

• Izbrana kapaciteta SVRa: 2000 kVA.

Korak 4: Obseg regulacije napetosti

• Vhodna napetost: U₁ = 9 kV (izmerjeno)

• Ciljna izhodna napetost: U₂ = 10,5 kV

• Zahtevan obseg regulacije: 0～+20%.

Korak 5: Izračun zmanjšanja izgub
Po namestitvi:

• Preostali del črte: L₁ = 20 km - 10 km = 10 km

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

• Neto zmanjšanje (po izgubah SVRa): 63,9 kW - 4,4 kW = 59,5 kW

Gospodarski učinki:

• Letno shranjena energija: 59,5 kW × 24 h × 30 dni × 4 mesece ≈ 450.000 kWh

• Shranjene stroški: 450.000 kWh × ¥0,33/kWh ≈ ¥60.000

• Povečana dohodka: ¥80.000 letno

• Rok vračila naložbe: <1 leto

To kaže, da so SVR-i najučinkovitejša in gospodarno najboljša rešitev za izboljšanje kakovosti napetosti v seliških omrežjih.