농촌 배전 네트워크에서 SVR(피더 자동 전압 조정기)의 응용
1 소개
국민경제의 안정적인 성장과 함께 전력 수요가 급증하고 있습니다. 농촌 전력망에서는 부하 증가, 불균형한 전력 공급 분포, 주 전력망의 전압 조절 제한으로 인해 일부 10kV 장거리 선로(국가 반경 기준을 초과)에서 저전압 및 약한 전력망 지역에서 전압 품질이 나쁘고 전력 인자가 낮으며 손실이 많습니다. 비용과 투자 제약으로 인해 대규모 고전압 노드나 전력망 확장은 실현 가능하지 않습니다. 10kV 피더 자동 전압 조정기는 장반경 저전압 문제에 대한 기술적 해결책을 제공합니다.
2 전압 조정기의 작동 원리
SVR 자동 조정기는 주 회로(3상 오토폭스 + 부하 중 탭 체인지, 구조는 도표 1 참조)와 제어 유닛으로 구성됩니다. 그 핵심에는 병렬, 직렬, 제어 전압 코일이 있습니다:
직렬 코일: 여러 개의 탭을 갖추고 입력/출력 사이에 탭 체인저를 통해 연결되어 출력 전압을 조정합니다.
병렬 코일: 공통 와인딩으로 에너지 전송 자기장을 생성합니다.
제어 전압 코일: 병렬 코일에 감아져 제어기/모터에 전력을 공급하고 측정 전압을 제공합니다.
작동 논리: 직렬 코일의 탭 위치(부하 중 탭 체인저를 통해)가 입력-출력 회전수 비율을 변경하여 출력 전압을 조정합니다. 일반적으로 부하 스위치는 7개 또는 9개의 기어(사용자의 필요에 따라 선택 가능)를 가지고 있습니다. 조정기의 일차-이차 회전수 비율은 변압기와 일치합니다, 즉:
3 적용 사례
3.1 선로 상태
10kV 선로의 주간선 길이는 15.138km이며, 두 가지 도체 모델(LGJ-70mm²와 LGJ-50mm²)을 사용합니다. 배전 변압기의 총 용량은 7260kVA입니다. 피크 부하 기간 동안 선로 중앙과 후방 섹션의 배전 변압기 220V 측의 전압은 최대 175V까지 떨어집니다.
LGJ-70 선로의 경우, 1km당 저항은 0.458Ω이고 1km당 반응은 0.363Ω입니다. 그러면 변전소에서 주간선 97# 기둥까지의 선로 저항과 반응은 각각:
R = 0.458 × 6.437 = 2.95Ω
X = 0.363 × 6.437 = 2.34Ω
선로의 배전 변압기 용량과 부하률에 따라 변전소에서 주간선 97# 기둥까지의 전압 손실은 다음과 같이 계산할 수 있습니다:
그러면 주간선 97# 기둥의 전압은 10.4 - 0.77 = 9.63 kV이며, 178# 기둥의 전압은 8.42 kV로 계산할 수 있습니다. 선로 끝의 전압은 8.39 kV입니다.
3.2 해결책
중저압 배전 네트워크에서 전압 품질을 보장하기 위한 주요 전압 조정 방법과 조치는 다음과 같습니다:
새로운 35kV 변전소를 건설하여 10kV 선로의 공급 반경을 줄입니다.
도체 단면을 교체하여 선로 부하율을 줄입니다.
선로에 무효 전력 보상을 설치합니다. 이 방법은 장거리 선로와 큰 부하의 경우 조정 효과가 좋지 않습니다.
SVR 피더 자동 전압 조정기를 설치합니다. 이 방법은 자동화 정도가 높고, 전압 조정 효과가 좋으며, 사용이 유연합니다. 아래에서는 세 가지 방법을 사용하여 10kV 블록 선로 끝의 전압 품질을 개선하는 방안을 비교합니다.
3.2.1 새로운 35kV 변전소 건설 방안
예상 효과 분석: 새로운 변전소를 건설하면 공급 반경을 줄이고 더 긴 선로의 종단 전압을 개선하며, 공급 품질을 향상시킬 수 있습니다. 이 방안은 전압 문제를 잘 해결할 수 있지만, 투자가 상대적으로 큽니다.
3.2.2 10kV 주간선 재구성 방안
선로 매개변수를 변경하는 것은 주로 도체 단면을 늘리는 것입니다. 비교적 분산된 사용자와 작은 도체 단면을 가진 선로의 경우, 전압 손실의 저항 구성 요소가 상대적으로 큰 비율을 차지합니다. 따라서 도체 저항을 줄이면 어느 정도의 전압 조정 효과를 얻을 수 있습니다. 10kV 종단 전압은 8.39kV에서 9.5kV로 조정할 수 있습니다.
3.2.3 SVR 피더 자동 전압 조정기 설치 방안
161# 기둥 이후 선로 끝의 저전압 문제를 해결하기 위해 1세트의 10kV 자동 전압 조정기를 설치합니다.
예상 효과 분석: 10kV 종단 전압은 8.39kV에서 10.3kV로 조정할 수 있습니다.
비교 분석 결과, 세 번째 해결책이 가장 경제적이고 실용적입니다. SVR 피더 자동 전압 조정기 완전 세트 장치는 3상 오토폭스의 회전수 비율을 조정하여 출력 전압의 안정성을 달성하며, 다음과 같은 주요 장점이 있습니다:
이론적 계산에 따르면, 주간선에 SVR-5000/10-7 (0 ~ +20%) 모델의 SVR 피더 자동 전압 조정기를 설치하는 것이 추천됩니다. 전압 조정기를 설치한 후, 141# 기둥의 최대 전압은 다음과 같이 조정될 수 있습니다:
U161=U×10/8=10.5 kV
공식에서:
실제 운영 결과, SVR 피더 자동 전압 조정기 완전 세트 장치는 입력 전압의 변화를 자동으로 추적하여 출력 전압을 일정하게 유지하는 기능과 성능이 매우 안정적이며, 저전압 관리에 효과적임이 입증되었습니다.
3.2.4 이익 분석
선로에 SVR 전압 조정기를 사용하면 새로운 변전소를 건설하거나 도체를 교체하는 것보다 많은 자금을 절약할 수 있습니다. 선로 전압이 국가 규정을 충족하도록 증가하여 좋은 사회적 이익을 가져올 뿐만 아니라, 선로 부하가 변하지 않는 경우 선로 전압을 높여 선로 전류를 일정 정도 줄여 선로 손실을 줄여 손실 감소와 에너지 절약의 목표를 달성하고 기업의 경제적 이익을 향상시킵니다.
4 결론
부하 증가 잠재력이 제한적인 지역, 특히 10kV 장거리 선로를 특징으로 하는 농촌 전력망에서는 공급 포인트가 부족하고 공급 반경이 크며 선로 손실이 많고 부하가 과다하며 근처에 35kV 변전소 공급이 단기적으로 불가능한 경우, SVR 피더 자동 전압 조정기는 저전압 품질과 높은 전기 에너지 손실 문제를 해결하는 방법을 제공합니다. 35kV 변전소를 건설하거나 지연하지 않고 이러한 문제를 해결할 수 있습니다.
이 접근법은 사회적 및 경제적 이익을 크게 가져옵니다. 또한, 새로운 35kV 변전소 건설 비용의 약 1/10 수준의 투자 비용으로, SVR은 농촌 전력망 응용 프로그램에서 매우 적극적으로 권장됩니다.
