Tillämpningar av 10kV matningsvoltsregulatorer

Landsbygdsnät karakteriseras av många noder, brett täckande och långa överföringslinjer. Samtidigt visar elektriska belastningar i landsbygdsområden stark säsongal variation. Dessa egenskaper leder till höga linjeförluster på 10 kV-landsbygdskurvor, och under belastningspeakperioder sjunker spänningen i slutet av linjen för lågt, vilket orsakar att användarens utrustning fungerar felaktigt.

För närvarande finns det tre vanliga metoder för spänningsreglering i landsbygdsnät:

• Uppgradering av nätet ：Kräver stora investeringar.

• Justering av huvudtransformatorns lastbärda tappposition ：Tar understationsbusspänningen som referens. Dock påverkar frekventa justeringar den säkra drift av huvudtransformatorn och kan inte garantera stabil linjespänning.

• Växling av parallellkopplade kondensatorer ：Minskar spänningsfall orsakat av reaktiv effekt vid stora induktiva belastningar i nätet, men spänningsregleringsområdet är trångt.

Efter en sista diskussion beslutades det att anta en ny typ av spänningsregleringsenhet — 10 kV-kurvspänningsregulator (SVR), vilken effektivt förbättrade spänningens kvalitet i landsbygdsnätet.Och genom jämförelse av åtgärder för att förbättra spänningens kvalitet i tabellen nedan kan man se att användning av kurvspänningsregulatorer är för närvarande den mest effektiva metoden för att förbättra spänningens kvalitet på 10 kV-linjer i landsbygden.

Tillämpningsexempel

Med 10 kV Tuanjie-linje från en viss understation som exempel, är installationsprocessen för SVR följande:

• Identifiera den kritiska punkten där spänningsfallet överskrider acceptabla gränser.

• Välj SVR-kapacitet baserat på maximal belastning vid den kritiska punkten.

• Bestäm spänningsregleringsområde utifrån det mätta spänningsfallet.

• Välj installationsplats med prioritet på underhållbarhet.

Beräkningsmetod

Linjeegenskaper:

• Längd: 20 km

• Ledare: LGJ - 50

• Spännmotstånd: R₀ = 0,65 Ω/km

• Reaktans: X₀ = 0,4 Ω/km

• Transformatorkapacitet: S = 2000 kVA

• Effektfaktor: cosφ = 0,8

• Nominell spänning: Ue = 10 kV

Steg 1: Beräkna linjeimpedans

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

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

• Aktiv effekt: P = S × cosφ = 2000 × 0,8 = 1600 kW

• Reaktiv effekt: Q = S × sinφ = 2000 × 0,6 = 1200 kvar

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

Steg 3: SVR-dimensionering

• Installationsplats: 10 km från källan (kritisk punkt med mätt spänning 9,019 kV).

• Belastning vid kritisk punkt: P = 1200 kW, cosφ = 0,8 → S = 1200/0,8 = 1500 kVA.

• Vald SVR-kapacitet: 2000 kVA.

Steg 4: Spänningsregleringsområde

• Ingångsspänning: U₁ = 9 kV (mätt)

• Önskad utgångsspänning: U₂ = 10,5 kV

• Krävd regleringsbredd: 0～+20%.

Steg 5: Beräkning av minskning av förluster
Efter installation:

• Återstående linjelängd: L₁ = 20 km - 10 km = 10 km

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

• Netto minskning (efter SVR-förlust): 63,9 kW - 4,4 kW = 59,5 kW

Ekonomiska fördelar:

• Årlig energibesparing: 59,5 kW × 24 h × 30 dagar × 4 månader ≈ 450 000 kWh

• Kostnadssparande: 450 000 kWh × kr 0,33/kWh ≈ kr 60 000

• Ökning av intäkter: kr 80 000 årligen

• Amorteringstid: <1 år

Detta visar att SVR är den mest effektiva och ekonomiska lösningen för att förbättra spänningens kvalitet i landsbygden.