SVR (Feeder Automatic Voltage Regulators) د روستایي توزیع شبکوونو کارولو اخليږۍ

1 مقدمه

مع نمو الاقتصاد الوطني بشكل مستقر، يزداد الطلب على الكهرباء. بالنسبة للشبكات الريفية، ترتفع الأحمال وتتوزع توزيعاً غير متساوٍ للطاقة وتكون قدرة تنظيم الجهد الرئيسي محدودة، مما يجعل بعض الخطوط الطويلة بجهد 10 كيلو فولت (التي تتجاوز معايير النطاق الوطنية) في المناطق البعيدة/الشبكات الضعيفة. هذه الخطوط تواجه جودة جهد رديئة ومعامل قوة منخفض وخسائر عالية. بسبب القيود المالية والاستثمارية، لا يمكن إجراء توسع كبير في العقد ذات الجهد العالي أو توسيع الشبكة. يقدم المنظم التلقائي لجهد التغذية 10 كيلو فولت حلاً تقنياً للمشاكل ذات النطاق الطويل والجهد المنخفض.

2 مبدأ عمل المنظم

يحتوي المنظم التلقائي SVR على دائرة رئيسية (محول ذاتي ثلاثي الأطوار + محول شدات تحت الحمل، هيكل في الشكل 1) ووحدة تحكم. يحتوي قلبه على ملفات متوازية ومتسلسلة وملف جهد التحكم:

• الملف المتسلسل: متعدد الشرائح، متصلاً بين المدخل والمخرج عبر محول الشرائح، ويضبط جهد المخرج.

• الملف المتوازي: ملف مشترك، يولد مجالات مغناطيسية لنقل الطاقة.

• ملف جهد التحكم: ملف ملتف حول الملف المتوازي، يغذي الوحدة المتحكمة والمحرك ويوفر جهد القياس.

منطق العمل: تغير مواقع الشرائح على الملف المتسلسل (عبر محول الشرائح تحت الحمل) يعدل نسبة الأشواط بين المدخل والمخرج، وبالتالي يضبط جهد المخرج. عادة ما يكون للمحولات تحت الحمل 7 أو 9 أوضاع (قابلة للاختيار حسب الحاجة). نسبة الأشواط الرئيسية الثانوية للمنظم تتطابق مع المحولات، أي:

3 مثال على التطبيق

3.1 حالة الخط

خط بجهد 10 كيلو فولت طوله الرئيسي 15.138 كم، يستخدم نوعين من الموصلات: LGJ - 70mm² و LGJ - 50mm². السعة الإجمالية لمحولات التوزيع هي 7260 كيلو فولت أمبير. خلال فترات الذروة للأحمال، ينخفض الجهد على الجانب 220 فولت لمحولات التوزيع في الوسط والجزء الخلفي من الخط إلى أدنى مستوى 175 فولت.

بالنسبة للخط LGJ - 70، المقاومة لكل كيلومتر هي 0.458 أوم والرداءة لكل كيلومتر هي 0.363 أوم. ثم، تكون المقاومة والرداءة للخط من المحطة الفرعية إلى القطب رقم 97 من الخط الرئيسي على التوالي:

R = 0.458 × 6.437 = 2.95Ω

X = 0.363 × 6.437 = 2.34Ω

وفقاً لسعة محولات التوزيع ومعدل الأحمال للخط، يمكن حساب خسارة الجهد من المحطة الفرعية إلى القطب رقم 97 من الخط الرئيسي كالتالي:

• Δu — انخفاض جهد الخط، الوحدة: كيلو فولت.

• R — مقاومة الخط، الوحدة: أوم.

• X — رداءة الخط، الوحدة: أوم.

• r — مقاومة لكل وحدة طول، الوحدة: أوم.

• x — رداءة لكل وحدة طول، الوحدة: أوم.

• P — الطاقة النشطة للخط، الوحدة: كيلو واط.

• Q — الطاقة اللانشطة للخط، الوحدة: كيلو فار.

ثم، يكون الجهد عند القطب رقم 97 من الخط الرئيسي فقط: 10.4 - 0.77 = 9.63 kV ويمكن حساب الجهد عند القطب رقم 178 كـ: 8.42 kV. الجهد في نهاية الخط هو: 8.39 kV.

3.2 الحلول

لضمان جودة الجهد، تتضمن الطرق والإجراءات الرئيسية لتنظيم الجهد في شبكات التوزيع المتوسطة والمنخفضة الجهد الجوانب التالية:

• إنشاء محطة فرعية جديدة بجهد 35 كيلو فولت لتقليل نطاق تزويد خطوط 10 كيلو فولت.

• استبدال مقطع الموصل لتقليل معدل الحمل على الخط.

• تركيب تعويض الطاقة اللانشطة للخط. هذا الأسلوب له تأثير ضعيف في حالات الخطوط الطويلة والأحمال الكبيرة.

• تركيب منظم تلقائي لجهد التغذية SVR. يتمتع بدرجة عالية من الأتمتة وأداء جيد في تنظيم الجهد واستخدام مرن. أدناه، يتم استخدام ثلاثة أساليب لمقارنة الحلول لتحسين جودة الجهد في نهاية خط 10 كيلو فولت.

3.2.1 خطة بناء محطة فرعية جديدة بجهد 35 كيلو فولت

تحليل التأثير المتوقع: يمكن أن يؤدي بناء محطة فرعية جديدة إلى تقصير نطاق التزويد وتحسين الجهد النهائي للخطوط الطويلة وتحسين جودة التزويد بالكهرباء. يمكن لهذه الخطة حل مشكلة الجهد بشكل جيد، ولكن الاستثمار فيها كبير نسبياً.

3.2.2 خطة إعادة بناء الخط الرئيسي بجهد 10 كيلو فولت

تغيير معلمات الخط يتضمن بشكل أساسي زيادة مقطع الموصل. بالنسبة للخطوط التي يكون المستخدمون فيها متناثرين ومقطع الموصل صغير، فإن المكون المقاوم في خسارة الجهد يشكل نسبة كبيرة. لذلك، يمكن أن يؤدي تقليل مقاومة الموصل إلى تحقيق تأثير معين في تنظيم الجهد. يمكن تعديل الجهد النهائي بجهد 10 كيلو فولت من 8.39 كيلو فولت إلى 9.5 كيلو فولت.

3.2.3 خطة تركيب منظم تلقائي لجهد التغذية SVR

قم بتثبيت مجموعة واحدة من المنظمات التلقائية لجهد التغذية 10 كيلو فولت لحل مشكلة الجهد المنخفض في نهاية الخط بعد القطب رقم 161.

تحليل التأثير المتوقع: يمكن تعديل الجهد النهائي بجهد 10 كيلو فولت من 8.39 كيلو فولت إلى 10.3 كيلو فولت.

بعد التحليل المقارن، يعتبر الحل الثالث الأكثر اقتصاداً وعملياً. يحقق الجهاز الكامل لتنظيم الجهد التلقائي لجهد التغذية SVR استقرار الجهد الخارج عن طريق تعديل نسبة الأشواط للمحول الذاتي الثلاثي الأطوار ولديه المزايا الرئيسية التالية:

• يمكنه تحقيق التنظيم التلقائي والتحملي للجهد. يعتمد المحول نفسه على محول ذاتي ثلاثي الأطوار متصل بنظام النجمة، والذي يتمتع بسعة كبيرة وحجم صغير ويمكن تثبيته بين عمودين (S ≤ 2000 كيلو فولت أمبير).

• نطاق التنظيم عادة ما يكون -10% ~ +20%، مما يمكنه من تلبية متطلبات الجهد.

وفقاً للحسابات النظرية، يُوصى بتثبيت منظم تلقائي لجهد التغذية SVR من نوع SVR-5000/10-7 (0 ~ +20%) على الخط الرئيسي. بعد تثبيت المنظم، يمكن تعديل الجهد الأقصى للقطب رقم 141 إلى:

U₁₆₁=U×10/8=10.5 kV

في المعادلة:

• U₁₆₁ — الجهد في نقطة التثبيت بعد تركيب المنظم.

• 10/8 — أعلى نسبة أشواط للمنظم مع نطاق تنظيم من 0 ~ +20%.

أثبتت العملية الفعلية أن وظائف وأداء الجهاز الكامل لتنظيم الجهد التلقائي لجهد التغذية SVR، الذي يقوم بمتابعة التغييرات في الجهد الداخل تلقائياً لضمان جهد خرج ثابت، مستقر للغاية وفعال في إدارة الجهد المنخفض.

3.2.4 تحليل الفوائد

يقوم استخدام المنظم SVR على الخط بتوفير كمية كبيرة من الأموال مقارنة ببناء محطة فرعية جديدة أو استبدال الموصلات. ليس فقط يتم زيادة جهد الخط لتلبية اللوائح الوطنية ذات الصلة، مما يؤدي إلى فوائد اجتماعية جيدة؛ عندما يبقى الحمل على الخط ثابتاً، يؤدي زيادة جهد الخط إلى تقليل التيار على الخط، مما يقلل من خسائر الخط إلى حد ما، مما يحقق هدف تخفيض الخسائر وحفظ الطاقة وتحسين الفوائد الاقتصادية للشركة.

4 خاتمة

للمناطق ذات إمكانات نمو حمل محدودة، خاصة شبكات الكهرباء الريفية التي تتميز بخطوط طويلة بجهد 10 كيلو فولت حيث تكون نقاط التزويد غير كافية ونطاقات التزويد كبيرة وخسائر الخطوط عالية والأحمال مفرطة ولا يوجد تزويد قريب من محطة فرعية بجهد 35 كيلو فولت في المدى القصير إلى المتوسط، يقدم المنظم التلقائي لجهد التغذية SVR حلاً. يعالج هذا الحل مشكلة جودة الجهد المنخفض وخسائر الطاقة الكهربائية العالية دون الحاجة إلى بناء أو تأخير بناء محطات فرعية بجهد 35 كيلو فولت.

هذا النهج يوفر فوائد اجتماعية واقتصادية كبيرة. بالإضافة إلى ذلك، مع تكلفة استثمارية تقدر بحوالي عشر تكلفة بناء محطة فرعية جديدة بجهد 35 كيلو فولت، يعتبر المنظم SVR جديرًا بالترويج في تطبيقات شبكات الكهرباء الريفية.