SVR (Pārvalkošie sprieguma regultori) lietojums lauku piegādes tīklos

1 Ievads

Kopējā ekonomikas stabilā izaugsme elektrības pieprasījumu palielina. Lauku tīklos, pieaugot slodzei, nevienmērīga elektroenerģijas piegāde un ierobežota galvenā tīkla sprieguma regulēšana, dažas 10 kV gariem līnijām (kas pārsniedz valsts radiusa standartus) attālajos/vājiem tīklu apgabalos rodas slikts sprieguma kvalitātes, zems jaudas faktors un augstie zudumi. Tādēļ, ņemot vērā izmaksu un investīciju ierobežojumus, masveida augsta sprieguma punktu vai tīkla paplašināšana nav iespējama. 10 kV barošanas līnijas automātiskais sprieguma regultors piedāvā tehnisko risinājumu garām rādiusiem ar zemu spriegumu.

2 Sprieguma regultora darbības princips

SVR automātiskais regultors sastāv no galvenā šķēres (trīspolā autotransformators + slodzes uzņemšanas stāvstuks, struktūra redzama Attēlā 1) un kontrolējoša vienība. Tā pamatā ir paralēls, sekvenču un kontrolsprieguma vilciņi:

• Sekvenču vilciņš: Daudzstāvstuks, kas savienots starp ie- un izvadi caur stāvstuks, pielāgo izvades spriegumu.

• Paralēls vilciņš: Kopīgs vilciņš, kas ģenerē enerģijas pārnešanas magnetiskos laukus.

• Kontrolsprieguma vilciņš: Aplikts uz paralēlo vilciņu, nodrošina kontrollera/dženerātora energiju un sniedz mērījuma spriegumu.

Darbības loģika: Sekvenču vilciņa stāvstu posmī (caur slodzes uzņemšanas stāvstuks) maina ie- un izvades sviru attiecības, pielāgojot izvades spriegumu. Slodzes uzņemšanas stāvsti parasti ir 7 vai 9 ģrieži (līdzvērtīgi lietotāja vajadzībām). Regultora primārās-sekundārās sviras attiecības atbilst transformatoriem, t.i.:

3 Piemērs lietošanai

3.1 Līnijas statuss

10 kV līnija ir 15,138 km gara galvenā trasa, izmantojot divus ledu modeļus: LGJ-70 mm² un LGJ-50 mm². Sadales transformatoru kopējā jauda ir 7260 kVA. Augstāko slodzes periodos, 220 V pusei sadales transformatoros līnijas vidū un aizmugurē spriegums pazeminās līdz 175 V.

LGJ-70 līnijai kilometra rezistence ir 0,458 Ω un reaktance ir 0,363 Ω. Tad, līnijas rezistence un reaktance no pārveidotāja līdz 97# stiprinājuma kolonnai ir attiecīgi:

R = 0,458 × 6,437 = 2,95 Ω

X = 0,363 × 6,437 = 2,34 Ω

Pēc līnijas transformatoru jaudas un slodzes līmeņa, var aprēķināt sprieguma zudumu no pārveidotāja līdz 97# stiprinājuma kolonnai:

• Δu — Līnijas sprieguma zudums, mērvienība: kV.

• R — Līnijas rezistence, mērvienība: Ω.

• X — Līnijas reaktance, mērvienība: Ω.

• r — Rezistence vienības garumā, mērvienība: Ω.

• x — Reaktance vienības garumā, mērvienība: Ω.

• P — Līnijas aktīvā jauda, mērvienība: kW.

• Q — Līnijas reaktivā jauda, mērvienība: kvar.

Tad, 97# stiprinājuma kolonnas spriegums ir tikai: 10,4 - 0,77 = 9,63 kV, 178 stiprinājuma kolonnas spriegums var tikt aprēķināts kā: 8,42 kV. Līnijas beigu spriegums ir: 8,39 kV.

3.2 Risinājumi

Lai nodrošinātu labu sprieguma kvalitāti, vidējās un zemas sprieguma sadalīšanas tīklos bieži izmantotie galvenie sprieguma regulēšanas metodes un pasākumi ietver šādas aspektus:

• Izveidot jaunu 35 kV pārveidotāju, lai saīsinātu 10 kV līniju piegādes rādiusu.

• Aizstāt ledu sekciju, lai samazinātu līnijas slodzes līmeni.

• Instalēt līnijai reaktivās jaudas kompensāciju. Šis paņēmiens ir mazāk efektīvs situācijās ar garam līnijām un lielām slodzēm.

• Instalēt SVR barošanas līnijas automātisko sprieguma regultoru. Tas ir augstāks automatizācijas līmenis, labs sprieguma regulēšanas efekts un elastīga lietošana. Zemāk, tiks salīdzināti trīs risinājumi, lai uzlabotu 10 kV bloka līnijas beigu sprieguma kvalitāti.

3.2.1 Jauna 35 kV pārveidotāja izveides shēma

Gaidāmais efekta analīze: Jauna pārveidotāja izveide var saīsināt piegādes rādiusu, uzlabot ilgāku līniju terminālspriegumu un paaugstināt piegādes kvalitāti. Šī shēma labi risina sprieguma problēmu, bet tās ieguldījums ir relatīvi liels.

3.2.2 10 kV galvenās trases rekonstrukcijas shēma

Līnijas parametru maiņa galvenokārt ietver ledu sekcijas palielināšanu. Līnijām ar saliktiem lietotājiem un mazu ledus sekciju, rezistences komponents sprieguma zuduļos veido lielu proporciju. Tādēļ, samazinot leda rezistenci, var sasniegt noteiktu sprieguma regulēšanas efektu. 10 kV terminālspriegumu var pielāgot no 8,39 kV līdz 9,5 kV.

3.2.3 Shēma ar SVR barošanas līnijas automātisko sprieguma regultoru

Instalējiet 1 komplektu 10 kV automātisko sprieguma regultoru, lai atrisinātu zema sprieguma problēmu līnijas beigās pēc 161. stiprinājuma kolonnas.

Gaidāmais efekta analīze: 10 kV terminālspriegumu var pielāgot no 8,39 kV līdz 10,3 kV.

Salīdzinājuma analīzes rezultātā, trešais risinājums ir visvairāk ekonomisks un praktisks. SVR barošanas līnijas automātiskais sprieguma regultors sasniedz izvades sprieguma stabilitāti, pielāgojot trīspolu autotransformatora svirus un tā galvenie priekšrocības ir:

• To var pilnībā automatizēt un realizēt slodzes uzņemšanas sprieguma regulēšanu. Transformatoram pati par sevi ir zvaigznainā savienojuma trīspolu autotransformators, ar lielu jaudu un mazu tilpumu, to var uzbūvēt starp divām stiprinājuma kolonnām (S ≤ 2000 KVA).

• Sprieguma regulēšanas diapazons parasti ir -10% ~ +20%, kas var apmierināt sprieguma prasības.

Pēc teorētiskiem aprēķiniem, tiek ieteikts instalēt SVR barošanas līnijas automātisko sprieguma regultoru ar modeli SVR-5000/10-7 (0 ~ +20%) galvenajā trasē. Pēc sprieguma regultora instalēšanas, maksimālais 141. stiprinājuma kolonnas spriegums var tikt pielāgots:

U₁₆₁=U×10/8=10,5 kV

Formulā:

• U₁₆₁ — Spriegums instalācijas punktā pēc sprieguma regultora instalēšanas.

• 10/8 — Maksimālais sprieguma regultora svirus attiecība ar sprieguma regulēšanas diapazonu 0 ~ +20%.

Prakse pierāda, ka SVR barošanas līnijas automātiskais sprieguma regultors, kas automātiski sekot ieejas sprieguma maiņai, lai nodrošinātu konstanto izvades spriegumu, ir ļoti stabils un efektīvs zema sprieguma pārvaldībā.

3.2.4 Labklājības analīze

SVR sprieguma regultora izmantošana līnijā samazina lielus fondus salīdzinājumā ar jauna pārveidotāja izveidi vai ledu aizstāšanu. Ne tikai līnijas spriegums tiek paaugstināts, lai atbilstu attiecīgajiem valsts noteikumiem, radot labus sociālos labklājību; kad līnijas slodze paliek nemainīga, līnijas sprieguma paaugstināšana samazina līnijas strāvu, kaut cik mērā samazinot līnijas zudumus, sasniedzot zudumu samazināšanas un enerģijas taupības mērķus, un uzlabojot uzņēmuma ekonomisko labklājību.

4 Secinājums

Apvidos ar ierobežotu slodzes izaugsmes potenciālu, it īpaši lauku elektrotīklos, kur 10 kV gariem līnijām ir nepietiekami piegādes punkti, lieli piegādes rādiusi, augsti līnijas zudumi, pārmērīgas slodzes un tuvākā laikā nav iespējams 35 kV pārveidotāja piegāde, SVR barošanas līnijas automātiskais sprieguma regultors piedāvā risinājumu. Tas risina zema sprieguma kvalitātes un augsta elektrības zudumu problēmas, bez nepieciešamības būtēt vai aizkavēt 35 kV pārveidotāju izveidi.

Šis pieejas sniedz nozīmīgus sociālos un ekonomiskos labklājību. Papildus tam, ar ieguldījumu aptuveni desmit daļu no jauna 35 kV pārveidotāja izveides, SVR ir ļoti vērts popularizēšanai lauku elektrotīklu lietojumā.