Εφαρμογές SVR (Αυτόματα Ρυθμιστής Τάσης Γενικής Διανομής) σε Αγροτικά Δίκτυα Διανομής
1 Εισαγωγή
Με τη σταθερή ανάπτυξη της εθνικής οικονομίας, η ζήτηση για ηλεκτρικό ρεύμα αυξάνεται. Για τα αγροτικά δίκτυα, η αύξηση των φορτίων, η ανομοιογένεια στην κατανομή της παροχής ηλεκτρικής ενέργειας και η περιορισμένη ρύθμιση τάσης του κύριου δικτύου αφήνουν μερικές 10 kV μακρές γραμμές (πέρα από τα εθνικά πρότυπα ακτίνας) σε απομακρυσμένες/αδύναμες περιοχές δικτύου. Αυτές οι γραμμές αντιμετωπίζουν κακή ποιότητα τάσης, χαμηλό παράγωγο δύναμης και υψηλές απώλειες. Λόγω περιορισμών κόστους και επενδύσεων, η μαζική δημιουργία υψηλής τάσης κόμβων ή η επέκταση του δικτύου δεν είναι εφικτή. Ο αυτόματος ρυθμιστής τάσης 10 kV προσφέρει μια τεχνική λύση για προβλήματα μεγάλης ακτίνας και χαμηλής τάσης.
2 Λειτουργικό Πρίγματος του Ρυθμιστή Τάσης
Ο αυτόματος ρυθμιστής SVR έχει ένα κύριο κύκλωμα (τριφασικό αυτομετατροπτής + ρυθμιστής βάσης φόρτου, δομή στο Σχήμα 1) και μια μονάδα ελέγχου. Το πυρήνα του έχει παράλληλα, σειριακά και ελεγκτικά κατανεμημένα κατανεμημένα κατώθητα:
Σειριακό κατώθητο: Πολλαπλά ταπεινά, συνδεδεμένο μεταξύ εισόδου/εξόδου μέσω του ρυθμιστή βάσης φόρτου, ρυθμίζει την εξόδια τάση.
Παράλληλο κατώθητο: Κοινό πλεξίδιο, δημιουργεί μαγνητικά πεδία μεταφοράς ενέργειας.
Ελεγκτικό κατώθητο: Υφαντικό πάνω στο παράλληλο κατώθητο, ενεργοποιεί τον ελεγκτή/μοτέρ και παρέχει τάση μέτρησης.
Λογική λειτουργίας: Οι θέσεις ταπεινών στο σειριακό κατώθητο (μέσω του ρυθμιστή βάσης φόρτου) αλλάζουν το πλήθος των επαναλήψεων εισόδου-εξόδου, ρυθμίζοντας την εξόδια τάση. Οι ενεργοποιητές βάσης φόρτου έχουν συνήθως 7 ή 9 οικοδομικά (επιλέξιμα ανάλογα με τις ανάγκες). Η αναλογία επαναλήψεων πρωτογενούς-δευτερογενούς του ρυθμιστή αντιστοιχεί σε μετατροπτή, δηλαδή:
3 Παράδειγμα Εφαρμογής
3.1 Κατάσταση Γραμμής
Μια 10 kV γραμμή έχει μήκος κύριας στήλης 15.138 km, χρησιμοποιώντας δύο μοντέλα καταναλωτή: LGJ - 70mm² και LGJ - 50mm². Η συνολική δυναμικότητα των διανεμητικών μετατροπτών είναι 7260 kVA. Κατά τη διάρκεια των κορυφαίων φορτίων, η τάση στην πλευρά 220V των διανεμητικών μετατροπτών στα μέσα και τα τέλη της γραμμής μειώνεται έως 175V.
Για τη γραμμή LGJ - 70, η αντίσταση ανά χιλιόμετρο είναι 0.458 Ω και η αντίδραση ανά χιλιόμετρο είναι 0.363 &Ω. Συνεπώς, η αντίσταση και η αντίδραση της γραμμής από το υποσταθμό μέχρι το πήλικο 97# της κύριας στήλης είναι αντίστοιχα:
R = 0.458 × 6.437 = 2.95&Ω;
X = 0.363 × 6.437 = 2.34&Ω;
Βάσει της δυναμικότητας των διανεμητικών μετατροπτών και του ποσοστού φορτίου της γραμμής, η απώλεια τάσης από το υποσταθμό μέχρι το πήλικο 97# της κύριας στήλης μπορεί να υπολογιστεί ως:
Συνεπώς, η τάση στο πήλικο 97# της κύριας στήλης είναι μόνο: 10.4 - 0.77 = 9.63 kV στο πήλικο 178 μπορεί να υπολογιστεί ως: 8.42 kV.Η τάση στο τέλος της γραμμής είναι: 8.39 kV.
3.2 Λύσεις
Για την εγγύηση της ποιότητας τάσης, οι κύριες μέθοδοι και μέτρα ρύθμισης τάσης στα μεσαία και χαμηλά δίκτυα διανομής περιλαμβάνουν τα εξής στοιχεία:
Κατασκευή νέου υποσταθμού 35 kV για τη μείωση της ακτίνας παροχής 10 kV γραμμών.
Αντικατάσταση της διατομής του καταναλωτή για τη μείωση του ποσοστού φορτίου της γραμμής.
Εγκατάσταση αντιστάσεως ανενεργού παραγωγού για τη γραμμή. Αυτή η μέθοδος έχει κακό αποτέλεσμα ρύθμισης για περιπτώσεις με μακρές γραμμές και μεγάλα φορτία.
Εγκατάσταση αυτόματου ρυθμιστή τάσης SVR. Έχει υψηλό βαθμό αυτοματισμού, καλό αποτέλεσμα ρύθμισης τάσης και ευέλικτη χρήση. Κατά τη συνέχεια, χρησιμοποιούνται τρεις μέθοδοι για τη σύγκριση των σχεδίων βελτίωσης της ποιότητας τάσης στο τέλος της 10 kV γραμμής.
3.2.1 Σχέδιο Κατασκευής Νέου Υποσταθμού 35 kV
Ανάλυση Προσδοκώμενου Αποτελέσματος: Η κατασκευή νέου υποσταθμού μπορεί να μειώσει την ακτίνα παροχής, να βελτιώσει την τάση τέρματος μακρών γραμμών και να ενισχύσει την ποιότητα παροχής. Αυτό το σχέδιο μπορεί να λύσει καλά το πρόβλημα τάσης, αλλά η επένδυση είναι σχετικά μεγάλη.
3.2.2 Σχέδιο Αναδιάρθρωσης της 10 kV Κύριας Στήλης
Η αλλαγή των παραμέτρων της γραμμής περιλαμβάνει κυρίως την αύξηση της διατομής του καταναλωτή. Για γραμμές με σχετικά διασπαρμένους χρήστες και μικρή διατομή του καταναλωτή, η αντίσταση στην απώλεια τάσης αντιπροσωπεύει μεγάλο μέρος. Συνεπώς, η μείωση της αντίστασης του καταναλωτή μπορεί να επιτευχθεί κάποιο αποτέλεσμα ρύθμισης τάσης. Η τάση 10 kV τέρματος μπορεί να ρυθμιστεί από 8.39 kV σε 9.5 kV.
3.2.3 Σχέδιο Εγκατάστασης Αυτόματου Ρυθμιστή Τάσης SVR
Εγκατάσταση 1 σύνολο 10 kV αυτόματων ρυθμιστών τάσης για την επίλυση του προβλήματος χαμηλής τάσης στο τέρμα της γραμμής μετά το πήλικο 161.
Ανάλυση Προσδοκώμενου Αποτελέσματος: Η τάση 10 kV τέρματος μπορεί να ρυθμιστεί από 8.39 kV σε 10.3 kV.
Μετά τη συγκριτική ανάλυση, η τρίτη λύση είναι η πιο οικονομική και πρακτική. Το σύνολο του αυτόματου ρυθμιστή τάσης SVR επιτυγχάνει τη σταθερότητα της εξόδιας τάσης μέσω της ρύθμισης της αναλογίας επαναλήψεων του τριφασικού αυτομετατροπτή και έχει τα εξής κύρια πλεονεκτήματα:
Σύμφωνα με θεωρητικούς υπολογισμούς, συνιστάται η εγκατάσταση ενός αυτόματου ρυθμιστή τάσης SVR με το μοντέλο SVR - 5000/10 - 7 (0 ~ + 20%) στην κύρια στήλη. Μετά την εγκατάσταση του ρυθμιστή, η μέγιστη τάση στο πήλικο 141 μπορεί να ρυθμιστεί σε:
U161=U×10/8=10.5 kV
Στην τύπωση:
Η πρακτική λειτουργία έχει αποδείξει ότι η λειτουργία και η απόδοση του συνόλου του αυτόματου ρυθμιστή τάσης SVR, που αυτόματα ακολουθεί τις αλλαγές της εισόδιας τάσης για να εξασφαλίσει σταθερή εξόδια τάση, είναι πολύ σταθερές και αποτελεσματικές στη διαχείριση χαμηλής τάσης.
3.2.4 Ανάλυση Πλεονεκτημάτων
Η χρήση του ρυθμιστή τάσης SVR στη γραμμή εξοικονομεί μεγάλο ποσό χρημάτων σε σύγκριση με την κατασκευή νέου υποσταθμού ή την αντικατάσταση των καταναλωτών. Όχι μόνο η τάση της γραμμής αυξάνεται για να συμμορφωθεί με
