Anvendelser av SVR (Feeder Automatic Voltage Regulators) i landlige distribusjonsnett

1 Innledning

Med det stabile økonomiske vekst i landet, øker strømbehovet. For landsbygdsnett, økende laster, ujevnt strømforsyningsfordeling, og begrenset hovednetts spenningregulering, lar noen 10 kV lange linjer (som overskrider nasjonale radiusstandarder) i fjerne/svak-nett-områder. Disse linjene står overfor dårlig spenningkvalitet, lav effektivitetsfaktor, og høye tap. På grunn av kostnader og investeringsbegrensninger, er massivt høyspenningsnoder eller nettutvidelse ikke mulig. Den 10 kV feeder automatiske spenningregulator gir en teknisk løsning for lang-radius, lav-spenningsproblemer.

2 Arbeidsprinsipp for spenningregulator

SVR-autoregulator har et hovedkrets (tre-fase autotransformator + pålastet tapendring, struktur i figur 1) og en kontrollenhet. Dens kjerner har parallelle, serie, og kontrollspenningspoiler:

• Seriekjede: Flere tap, koblet mellom inngang/utgang via tapendringer, justerer utgangsspenningen.

• Parallelkjede: Felles vindning, genererer energioverførings magnetfelt.

• Kontrollspenningspoiler: Vinklet på parallelkjeden, gir strøm til kontroller/motor og gir målingspenning.

Arbeidslogikk: Tapposisjoner på seriekjeden (via pålastet tapendring) endrer inngang-utgang spoiltall, justerer utgangsspenningen. Pålastet skruer har vanligvis 7 eller 9 gear (brukervalgbare etter behov). Regulatorens primær-sekundær spoiltall samsvarer med transformer, dvs.:

3 Anvendelseseksempel

3.1 Linjestatus

En 10 kV linje har en hovedtrunklengde på 15,138 km, bruker to ledermodeller: LGJ-70mm² og LGJ-50mm². Total kapasitet av distribusjonstransformatorer er 7260 kVA. Under toppbelastningsperioder, synker spenningen på 220V-siden av distribusjonstransformatorer i midten og bakre deler av linjen ned til så lav som 175V.

For LGJ-70 linjen, motstand per kilometer er 0,458 Ω og reaktans per kilometer er 0,363 Ω. Deretter, er linjemotstand og -reaktans fra transformatorstasjon til stolpe 97# på hovedtrunklinjen henholdsvis:

R = 0.458 × 6.437 = 2.95Ω

X = 0.363 × 6.437 = 2.34Ω

Ifølge distribusjonstransformator kapasitet og belastningsgrad på linjen, kan spenningsnedgang fra transformatorstasjon til stolpe 97# på hovedtrunklinjen beregnes som:

• Δu — Linjespenningsnedgang, enhet: kV.

• R — Linjemotstand, enhet: Ω.

• X — Linjereaktans, enhet: Ω.

• r — Motstand per lengdeenhet, enhet: Ω.

• x — Reaktans per lengdeenhet, enhet: Ω.

• P — Aktiv effekt på linjen, enhet: kW.

• Q — Reaktiv effekt på linjen, enhet: kvar.

Deretter, er spenningen ved stolpe 97# på hovedtrunklinjen bare: 10.4 - 0.77 = 9.63 kV ved stolpe 178 kan beregnes som: 8.42 kV. Spenningen ved linjens ende er: 8.39 kV.

3.2 Løsninger

For å sikre spenningkvalitet, inkluderer de hovedmetodene og tiltakene for spenningregulering i medium- og lavspenningsdistribusjonsnett følgende aspekter:

• Bygg en ny 35 kV understasjon for å forkorte strømforsyningsradiusen for 10 kV linjer.

• Erstatt lederkrysset for å redusere linjebelastningsgraden.

• Installér reaktiv effektkompensasjon for linjen. Denne metoden har en dårlig reguleringseffekt for situasjoner med lange linjer og store belastninger.

• Installér en SVR feeder automatisk spenningregulator. Den har en høy grad av automatisering, god spenningreguleringseffekt, og fleksibel bruk. Nedenfor sammenlignes tre metoder for å forbedre spenningkvaliteten ved 10 kV blokklins endepunkt.

3.2.1 Løsning for bygging av en ny 35 kV understasjon

Forventet effektanalyse: Bygging av en ny understasjon kan forkorte strømforsyningsradiusen, forbedre terminalspenningen for lengre linjer, og forbedre strømforsyningskvaliteten. Denne løsningen kan løse spenningproblemet godt, men investeringen er relativt stor.

3.2.2 Løsning for ombygging av 10 kV hovedtrunklinje

Endring av linjeparametre involverer hovedsakelig økning av lederkrysset. For linjer med relativt spredte brukere og små lederkryss, utgjør motstandsdel i spenningstap en relativt stor andel. Derfor, kan redusere ledermotstanden oppnå en vis spenningreguleringseffekt. 10 kV terminalspenning kan justeres fra 8.39 kV til 9.5 kV.

3.2.3 Løsning for installering av en SVR feeder automatisk spenningregulator

Installer 1 sett 10 kV automatiske spenningregulatorer for å løse problemet med lav spenning ved linjens endepunkt etter stolpe 161.

Forventet effektanalyse: 10 kV terminalspenning kan justeres fra 8.39 kV til 10.3 kV.

Etter sammenlignende analyse, er den tredje løsningen den mest økonomiske og praktiske. SVR feeder automatisk spenningreguleringskomplettsystem oppnår stabilisering av utgangsspenningen ved å justere spoiltallet for tre-fase autotransformator og har følgende hovedfordeler:

• Den kan realisere fullautomatisk og pålastet spenningregulering. Transformator selv bruker en stjernekoblet tre-fase autotransformator, som har stor kapasitet og liten volum, og kan settes opp mellom to stolper (S ≤ 2000 KVA).

• Spenningreguleringsområde er generelt -10% ~ +20%, som kan møte spenningkrav.

Ifølge teoretiske beregninger, anbefales det å installere en SVR feeder automatisk spenningregulator med modellen SVR-5000/10-7 (0 ~ +20%) på hovedtrunklinjen. Etter installering av spenningregulator, kan maksimal spenning ved stolpe 141 justeres til:

U₁₆₁=U×10/8=10.5 kV

I formelen:

• U₁₆₁ — Spenningen ved installasjonspunktet etter spenningregulator er installert.

• 10/8 — Maksimalt spoiltall for spenningregulator med spenningreguleringsområde 0 ~ +20%.

Faktisk drift har bevist at funksjonen og ytelsen til SVR feeder automatisk spenningreguleringskomplettsystem, som automatisk spor endringer i inngangsspenning for å sikre konstant utgangsspenning, er svært stabil, og er effektiv i lavspenningshåndtering.

3.2.4 Effektanalyse

Bruk av SVR spenningregulator på linjen sparer en stor mengde midler sammenlignet med bygging av en ny understasjon eller erstatning av ledere. Ikke bare økes linjespenningen til å møte relevante nasjonale forskrifter, noe som resulterer i gode samfunnsmessige effekter; når linjebelastningen forbli uendret, reduserer økningen av linjespenningen linje-strøm, til en viss grad reduserer linjetap, oppnår målet om tapredusering og energibesparelse, og forbedrer bedriftens økonomiske effekter.

4 Konklusjon

For områder med begrenset belastningsvekspotensial, spesielt landsbygdsnett med 10 kV lange linjer—hvor strømforsyningspunkter er utilstrekkelige, strømforsyningsradiuser er store, linjetap er høye, belastninger er overbelasted, og ingen nærliggende 35 kV understasjon strømforsyning er tilgjengelig i kort- til mellomtid—tilbyr SVR feeder automatisk spenningregulator en løsning. Den løser lav spenningkvalitet og høye elektriske energitap uten å bygge eller forsinke bygging av 35 kV understasjoner.

Denne tilnærmingen gir betydelige samfunns- og økonomiske effekter. I tillegg, med en investeringskostnad på omtrent en tiendedel av bygging av en ny 35 kV understasjon, er SVR høyverdig av fremme i landsbygdsnett applikasjoner.