การประยุกต์ใช้ตัวปรับแรงดันฟีเดอร์ 10kV

ระบบไฟฟ้าในชนบทมีลักษณะโดยมีจุดเชื่อมต่อจำนวนมาก มีพื้นที่ครอบคลุมกว้าง และสายส่งยาว นอกจากนี้ การใช้ไฟฟ้าในชนบทยังมีความแปรปรวนตามฤดูกาลด้วย คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้มีการสูญเสียพลังงานในสายส่งไฟฟ้าแรงดัน 10 kV สูง และในช่วงเวลาที่โหลดสูง แรงดันไฟฟ้าที่ปลายสายจะต่ำเกินไป ทำให้อุปกรณ์ของผู้ใช้งานทำงานไม่ได้

ปัจจุบัน มีวิธีการปรับแรงดันสามวิธีที่ใช้กันอยู่ในระบบไฟฟ้าชนบท:

• การปรับปรุงระบบไฟฟ้า: ต้องใช้เงินลงทุนสูง

• การปรับเปลี่ยนสวิตช์ปรับแรงดันของหม้อแปลงหลัก: ใช้แรงดันไฟฟ้าที่บัสสถานีเป็นอ้างอิง แต่การปรับเปลี่ยนบ่อยๆ จะส่งผลต่อการทำงานอย่างปลอดภัยของหม้อแปลงหลักและไม่สามารถรับประกันแรงดันไฟฟ้าที่เสถียรบนสายส่ง

• การสลับใช้คอนเดนเซอร์ขนาน: ลดแรงดันตกที่เกิดจากกำลัง реакทีฟเมื่อระบบมีโหลดเหนี่ยวนำมาก แต่ช่วงการปรับแรงดันแคบ

หลังจากการหารือครั้งสุดท้าย ได้ตัดสินใจที่จะใช้อุปกรณ์ปรับแรงดันประเภทใหม่ — ตัวปรับแรงดันสายส่ง 10 kV (SVR) ซึ่งสามารถปรับปรุงคุณภาพแรงดันไฟฟ้าในระบบไฟฟ้าชนบทได้อย่างมีประสิทธิภาพ และจากการเปรียบเทียบมาตรการในการปรับปรุงคุณภาพแรงดันในตารางด้านล่าง สามารถเห็นได้ว่าการใช้ตัวปรับแรงดันสายส่งเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในการเพิ่มคุณภาพแรงดันไฟฟ้าของสายส่ง 10 kV ในชนบท

ตัวอย่างการประยุกต์ใช้

ใช้สายส่ง 10 kV Tuanjie ของสถานีไฟฟ้าแห่งหนึ่งเป็นตัวอย่าง ขั้นตอนการติดตั้ง SVR คือดังนี้:

• ระบุจุดสำคัญที่แรงดันตกเกินกว่าที่ยอมรับได้

• เลือกขนาดของ SVR ตามโหลดสูงสุดที่จุดสำคัญ

• กำหนดช่วงการปรับแรงดันตามแรงดันตกที่วัดได้

• เลือกตำแหน่งติดตั้งโดยคำนึงถึงความสะดวกในการบำรุงรักษา

วิธีการคำนวณ

พารามิเตอร์ของสายส่ง:

• ความยาว: 20 กม.

• สายนำ: LGJ - 50

• ความต้านทาน: R₀ = 0.65 Ω/กม.

• ความต้านทานแบบปฏิกิริยา: X₀ = 0.4 Ω/กม.

• ความจุของหม้อแปลง: S = 2000 kVA

• แฟคเตอร์กำลัง: cosφ = 0.8

• แรงดันเรตติ้ง: Ue = 10 kV

ขั้นตอนที่ 1: คำนวณความต้านทานของสายส่ง

• ความต้านทาน: R = R₀ × L = 0.65 × 20 = 13 Ω

• ความต้านทานแบบปฏิกิริยา: X = X₀ × L = 0.4 × 20 = 8 Ω

• กำลังจริง: P = S × cosφ = 2000 × 0.8 = 1600 kW

• กำลังปฏิกิริยา: Q = S × sinφ = 2000 × 0.6 = 1200 kvar

ขั้นตอนที่ 2: คำนวณแรงดันตก
ΔU = (PR + QX)/U = (1600×13 + 1200×8)/10 = 3.04 kV

ขั้นตอนที่ 3: การกำหนดขนาด SVR

• ตำแหน่งติดตั้ง: 10 กม. จากแหล่ง (จุดสำคัญที่วัดได้แรงดัน 9.019 kV)

• โหลดที่จุดสำคัญ: P = 1200 kW, cosφ = 0.8 → S = 1200/0.8 = 1500 kVA

• ขนาด SVR ที่เลือก: 2000 kVA

ขั้นตอนที่ 4: ช่วงการปรับแรงดัน

• แรงดันขาเข้า: U₁ = 9 kV (วัดได้)

• แรงดันขาออกที่ต้องการ: U₂ = 10.5 kV

• ช่วงการปรับแรงดันที่ต้องการ: 0～+20%.

ขั้นตอนที่ 5: คำนวณการลดการสูญเสีย
หลังการติดตั้ง:

• ความยาวสายส่งที่เหลือ: L₁ = 20 กม. - 10 กม. = 10 กม.

• การลดการสูญเสียกำลัง:
  ΔP = R₀ × L₁ × (S²/U₁² - S²/U₂²)
  = 0.65 × 10 × (1500²/9² - 1500²/10.5²)
  = 63.9 kW

• การลดสุทธิ (หลังจากหักการสูญเสียของ SVR): 63.9 kW - 4.4 kW = 59.5 kW

ประโยชน์ทางเศรษฐกิจ:

• การประหยัดพลังงานประจำปี: 59.5 kW × 24 ชม. × 30 วัน × 4 เดือน ≈ 450,000 kWh

• การประหยัดค่าใช้จ่าย: 450,000 kWh × ¥0.33/kWh ≈ ¥60,000

• รายได้เพิ่ม: ¥80,000 ต่อปี

• ระยะเวลาคืนทุน: <1 ปี

นี่แสดงให้เห็นว่า SVR เป็นวิธีการที่มีประสิทธิภาพและคุ้มค่าที่สุดในการปรับปรุงคุณภาพแรงดันไฟฟ้าในชนบท