Toepassings van SVR (Feeder Outomatiese Spanningsregulateurs) in Plattelandse Verspreidingsnetwerke

1 Inleiding

Met die steeds groeiende nasionale ekonomie neem die vraag na elektrisiteit toe. Vir landelike netwerke lei die toenemende belasting, ongelyke kragverspreiding en beperkte hoofnetspanningsregulering daartoe dat sommige 10 kV langlyne (wat bo nasionale radiusstandaarde uitstrek) in afgeleë/zwak-netwerkareas swak spanningskwaliteit, lae kragfaktor en hoë verliese ervaar. As gevolg van koste- en beleggingsbeperkinge is groot skaal hoëspanningsknoppe of netwerkuitbreiding nie haalbaar nie. Die 10 kV voederlyn outomatiese spanningsregulator bied 'n tegniese oplossing vir langeradius, laespanningsprobleme.

2 Werkprinsipe van die Spanningsregulator

Die SVR outomatiese regulator het 'n hoofkruin (driefase autotransformer + onder belasting tapveranderaar, struktuur in Figuur 1) en 'n beheereenheid. Sy kern het parallellus, reeks en beheerspanningsspoels:

• Reeks spoel: Multi-tapped, verbonden tussen inset/uitset via die tapveranderaar, pas die uitsetspanning aan.

• Parallellus spoel: Gemeenskaplike winding, genereer energie-oordrags magneetvelde.

• Beheerspannings spoel: Gewond op die parallellus spoel, verskaf stroom vir die beheerder/motor en gee meetspanning.

Werklogika: Tap posisies op die reeks spoel (via die onder belasting tapveranderaar) verander inset-uitset spoelingverhoudings, pas die uitsetspanning aan. Onder belasting skakelaars het tipies 7 of 9 verse (gebruiker kan kies volgens behoefte). Die reguleerder se primêre-sekondêre spoelingverhouding stem ooreen met transformateurs, d.w.s.:

3 Toepassingvoorbeeld

3.1 Lynstatus

'n 10 kV lyn het 'n hooftak lengte van 15.138 km, wat twee geleidermodelle gebruik: LGJ-70mm² en LGJ-50mm². Die totale kapasiteit van verdeeltransformateurs is 7260 kVA. Tijdens piekbelastingsperiodes val die spanning aan die 220V-kant van verdeeltransformateurs in die middel- en agterseksies van die lyn so laag as 175V.

Vir die LGJ-70 lyn is die weerstand per kilometer 0.458 Ω en die reactans per kilometer 0.363 Ω. Dan is die lynweerstand en -reactans van die substation tot paal 97# van die hooftaklyn onderskeidelik:

R = 0.458 × 6.437 = 2.95Ω

X = 0.363 × 6.437 = 2.34Ω

Gebaseer op die verdeeltransformatorkapasiteit en belastingskoers van die lyn, kan die spanningsverlies van die substation tot paal 97# van die hooftaklyn bereken word as:

• Δu — Lynspanningsval, eenheid: kV.

• R — Lynweerstand, eenheid: Ω.

• X — Lynreactans, eenheid: Ω.

• r — Weerstand per eenheid lengte, eenheid:Ω.

• x — Reactans per eenheid lengte, eenheid: Ω.

• P — Aktiewe krag van die lyn, eenheid: kW.

• Q — Reaktiewe krag van die lyn, eenheid: kvar.

Dan is die spanning by paal 97# van die hooftaklyn slegs: 10.4 - 0.77 = 9.63 kV by paal 178 kan bereken word as: 8.42 kV. Die spanning aan die einde van die lyn is: 8.39 kV.

3.2 Oplossings

Om spanningskwaliteit te verseker, sluit die hoofspanningsreguleringsmetodes en -maatreëls in medium- en laespanningsverspreidingsnetwerke die volgende aspekte in:

• Bou 'n nuwe 35 kV substation om die kragverskaffingsradius van 10 kV lyne te verkort.

• Vervang die geleiderdoorsnee om die lynbelastingskoers te verminder.

• Installeer reaktiewe kragkompensasie vir die lyn. Hierdie metode het 'n swak reguleringsresultaat vir situasies met langlelyne en groot belastings.

• Installeer 'n SVR voederlyn outomatiese spanningsregulator. Dit het 'n hoë mate van outomatisering, goeie spanningsreguleringsresultaat en buigsame gebruik. Hieronder word drie metodes gebruik om skemas te vergelyk om die spanningskwaliteit aan die einde van die 10 kV bloklyn te verbeter.

3.2.1 Skema van die Bou van 'n Nuwe 35 kV Substation

Verwagte Effek Analise: Die bou van 'n nuwe substation kan die kragverskaffingsradius verkort, die eindspanning van langer lyne verbeter en die kragverskaffingskwaliteit verhoog. Hierdie skema kan die spanningsprobleem goed oplos, maar die belegging is relatief groot.

3.2.2 Skema van die Herkonstruksie van die 10 kV Hooftaklyn

Verandering van lynparameters sluit hoofsaaks die verhoging van die geleiderdoorsnee in. Vir lyne met relatief verspreide gebruikers en klein geleiderdoorsnee, maak die weerstandscomponent in spanningsverlies 'n relatief groot deel uit. Daarom kan die verminder van die geleiderweerstand 'n sekere spanningsreguleringsresultaat bereik. Die 10 kV eindspanning kan van 8.39 kV tot 9.5 kV aangepas word.

3.2.3 Skema van die Installasie van 'n SVR Voederlyn Outomatiese Spanningsregulator

Installeer 1 stel 10 kV outomatiese spanningsregulators om die probleem van lae spanning aan die eind van die lyn na paal 161 op te los.

Verwagte Effek Analise: Die 10 kV eindspanning kan van 8.39 kV tot 10.3 kV aangepas word.

Na vergelykende analise is die derde oplossing die mees ekonomies en prakties. Die SVR voederlyn outomatiese spanningsreguleringskompleetstel bereik die stabiliteit van die uitsetspanning deur die spoelingverhouding van die driefase autotransformer aan te pas en het die volgende belangrike voordele:

• Dit kan volledig outomatiese en onder belasting spanningsregulasie realiseer. Die transformateur self gebruik 'n ster-geslote driefase autotransformer, wat 'n groot kapasiteit en 'n klein volume het en tussen twee palings opgerig kan word (S ≤ 2000 KVA).

• Die spanningsreguleringsbereik is gewoonlik -10% ~ +20%, wat die spanningsvereistes kan bevredig.

Volgens teoretiese berekeninge word daar aanbeveel om 'n SVR voederlyn outomatiese spanningsregulator met die model SVR-5000/10-7 (0 ~ +20%) op die hooftaklyn te installeer. Na die installasie van die spanningsregulator kan die maksimumspanning van paal 141 aangepas word tot:

U₁₆₁=U×10/8=10.5 kV

In die formule:

• U₁₆₁ — Die spanning by die installasiepunt ná die spanningsregulator geïnstalleer is.

• 10/8 — Die maksimum spoelingverhouding van die spanningsregulator met 'n spanningsreguleringsbereik van 0 ~ +20%.

Aktuele operasie het bewys dat die funksie en prestasie van die SVR voederlyn outomatiese spanningsreguleringskompleetstel, wat outomaties veranderinge in die insetspanning volg om 'n konstante uitsetspanning te verseker, baie stabiel is, en effektief is in laespanningsbestuur.

3.2.4 Voordeel Analise

Die gebruik van die SVR spanningsregulator op die lyn bespaar 'n groot hoeveelheid fonds in vergelyking met die bou van 'n nuwe substation of die vervanging van geleiders. Nie net word die lynspanning verhoog om relevante nasionale regulasies te bevredig, wat goeie sosiale voordele tot gevolg het; wanneer die lynbelasting onveranderd bly, verlaag die verhoging van die lynspanning die lynstroom, wat die lynverliese tot 'n sekere mate verminder, die doelwit van verliesvermindering en energiebesparing bereik, en die ekonomiese voordele van die onderneming verbeter.

4 Gevolgtrekking

Vir areas met beperkte belastingsgroei-potentiaal, veral landelike kragnetwerke met 10 kV langlelyne—waar kragverskaffingspunte onvoldoende is, kragverskaffingsradius groot is, lynverliese hoog is, belastings oorbelasted is, en geen naby 35 kV substation kragverskaffing beskikbaar is in die kort- tot middeltermyn—bied die SVR voederlyn outomatiese spanningsregulator 'n oplossing. Dit hanteer lae spanningskwaliteit en hoë elektriese energieverlies sonder die noodsaak om 35 kV substations te bou of die bou daarvan uit te stel.

Hierdie benadering lewer beduidende sosiale en ekonomiese voordele. Daarbenewens, met 'n beleggingskoste van ongeveer een tiende van die bou van 'n nuwe 35 kV substation, is die SVR hoogs waard om in landelike kragnettoepassings te bevorder.