Matumizi ya SVR (Feeder Automatic Voltage Regulators) katika Mitandao ya Kupanuliwa kwenye Maeneo ya Kijiji

1 Utangulizi

Kwa ukuaji wa kiwango cha umma katika uchumi, mapenzi ya umeme yanapongezeka. Kwa mitandao ya kijiji, mizigo yanaongezeka, usambazaji wa nishati si sawa, na utaratibu wa kuimarisha kingereza ya msingi una hatari za kutosha, hii inatengeneza baadhi ya mstari wa 10 kV mrefu (zaidi ya kiwango cha uwiano wa nchi) katika maeneo mbalimbali au madogo ya grid. Mistaari haya yanahusu ubora mdogo wa kingereza, nguvu ya faktori ndogo, na hasara zifuatazo. Kwa sababu za gharama na mikakati ya malipo, sio inawezekana kuunda vipimo vya kingereza ambavyo viungu mkubwa au kuongeza grid. Regulator wa kingereza wa 10 kV unatoa suluhisho la teknolojia kwa matatizo ya mwaka wa mrefu na kingereza chache.

2 Sifa za Regulator wa Kingereza

Regulator wa kingereza wa SVR una mzunguko mkuu (autotransformer ya tatu-mitaa + tap-changer wa mizigo, muundo katika Ch. 1) na kitengo cha kudhibiti. Muundo wake una makoya ya shunt, series, na voltage ya kudhibiti:

• Mkoya wa series: Anayeweza kutumia tap zaidi, unaunganishwa kati ya ingizo/kusanyiko kupitia tap-changer, anaweza kurekebisha kingereza ya kusanyiko.

• Mkoya wa shunt: Umeme wa pamoja, anaundesha magnetic fields za kutumia nishati.

• Mkoya wa voltage wa kudhibiti: Anayeweza kutumia kwenye mkoya wa shunt, anatoa umeme kwa controller/motor na anatoa kingereza ya utafiti.

Sifa za kufanya kazi: Tap positions kwenye mkoya wa series (kupitia tap-changer wa mizigo) huhamisha kiwango cha turns ratios kati ya ingizo-kusanyiko, hukusaidia kurekebisha kingereza ya kusanyiko. Vipima vya mizigo mara nyingi vinajumuisha vitufe 7 au 9 (mtumiaji anaweza chagua kulingana na mahitaji). Ratio ya primary-secondary ya regulator inafanana na transformers, i.e.:

3 Mfano wa Matumizi

3.1 Hali ya Mstari

Mstari wa 10 kV una urefu wa trunki ya msingi wa 15.138 km, unatumia modeli mbili za conductors: LGJ - 70mm² na LGJ - 50mm². Uwezo wote wa transformers wa distribution ni 7260 kVA. Wakati wa mizigo kuu, kingereza kwenye upande wa 220V wa transformers wa distribution katika sekta ya kati na nyuma ya mstari hutenda hadi chini ya 175V.

Kwa mstari wa LGJ - 70, resistance kwa kilomita ni 0.458 Ω na reactance kwa kilomita ni 0.363 Ω. Kisha, resistance na reactance ya mstari kutoka substation mpaka pole 97# ya mstari wa msingi ni:

R = 0.458 × 6.437 = 2.95Ω

X = 0.363 × 6.437 = 2.34Ω

Kulingana na uwezo wa transformer wa distribution na rate ya mizigo ya mstari, loss ya kingereza kutoka substation mpaka pole 97# ya mstari wa msingi inaweza kuhesabiwa kama:

• Δu — Loss ya kingereza ya mstari, unit: kV.

• R — Resistance ya mstari, unit: Ω.

• X — Reactance ya mstari, unit: Ω.

• r — Resistance per unit length, unit:Ω.

• x — Reactance per unit length, unit: Ω.

• P — Nguvu ya kweli ya mstari, unit: kW.

• Q — Nguvu ya reactive ya mstari, unit: kvar.

Kisha, kingereza kwenye pole 97# ya mstari wa msingi ni tu: 10.4 - 0.77 = 9.63 kV kwenye pole 178 inaweza kuhesabiwa kama: 8.42 kV. Kingereza kwenye mwisho wa mstari ni: 8.39 kV.

3.2 Suluhisho

Kusaidia ubora wa kingereza, njia muhimu za kurekebisha kingereza na hatua katika mitandao ya distribution ya medium- na low-voltage zinajumuisha:

• Jenga substation mpya ya 35 kV ili kurudia namba ya radius ya mizigo ya 10 kV.

• Badilisha cross-section ya conductor ili kurudia rate ya mizigo ya mstari.

• Weka reactive power compensation kwa mstari. Njia hii haifai kwa hali za mstari mrefu na mizigo mkubwa.

• Weka regulator wa kingereza wa feeder wa SVR. Una automation ya juu, mafanikio ya rekebisha kingereza na matumizi safi. Chini, tume tumia njia tatu kulingana na masuluhisho ya kuongeza ubora wa kingereza kwenye mwisho wa mstari wa 10 kV.

3.2.1 Mpango wa Kutengeneza Substation Mpya ya 35 kV

Tathmini ya Matokeo Inayotariki: Kutengeneza substation mpya inaweza kurudia namba ya radius ya mizigo, kuongeza kingereza ya mwisho wa mstari mrefu, na kuongeza ubora wa mizigo. Mpango huu unaweza kuhakikisha matatizo ya kingereza vizuri, lakini mlipwa ni mkubwa sana.

3.2.2 Mpango wa Kutengeneza Mstari wa Msingi wa 10 kV

Kubadilisha parameta za mstari kuu ni kuongeza sehemu ya cross-sectional ya conductor. Kwa mstari wa wanachama wenye furaha na sehemu chache za cross-sectional ya conductor, sehemu ya resistance katika loss ya kingereza ina jumla kubwa. Kwa hiyo, kurudia resistance ya conductor inaweza kufanya mafanikio ya rekebisha kingereza. Kingereza ya mwisho wa 10 kV inaweza kurekebishwa kutoka 8.39 kV hadi 9.5 kV.

3.2.3 Mpango wa Kutengeneza Regulator wa Kingereza wa Feeder wa SVR

Weka seti moja ya regulators za kingereza za 10 kV ili kutatua matatizo ya kingereza chache kwenye mwisho wa mstari baada ya pole 161.

Tathmini ya Matokeo Inayotariki: Kingereza ya mwisho wa 10 kV inaweza kurekebishwa kutoka 8.39 kV hadi 10.3 kV.

Baada ya tathmini ya comparative, suluhisho la tatu ni lingana na biashara zaidi. Kituo kamili cha regulator wa kingereza wa feeder wa SVR huongeza uzima wa kingereza ya kusanyiko kwa kutengeneza turns ratio ya autotransformer ya tatu-mitaa na ina faida kuu ifuatayo:

• Inaweza kufanya automatic na on-load voltage regulation kwa kutosha. Transformer mwenyewe unatumia autotransformer wa tatu-mitaa yenye star-connection, una uwezo mkubwa na ukuta ndogo na inaweza kukurudia kati ya vipeo viwili (S ≤ 2000 KVA).

• Rekebisha range ni kwa kawaida -10% ~ +20%, inaweza kuhakikisha mahitaji ya kingereza.

Kulingana na hisabati ya theoria, tunapendekeza kutengeneza regulator wa kingereza wa feeder wa SVR na modeli SVR-5000/10-7 (0 ~ +20%) kwenye mstari wa msingi. Baada ya kutengeneza regulator, kingereza ya juu ya pole 141 inaweza kurekebishwa:

U₁₆₁=U×10/8=10.5 kV

Katika formula:

• U₁₆₁ — Kingereza kwenye point ya kutengeneza baada ya kutengeneza regulator.

• 10/8 — Turns ratio ya juu ya regulator wa kingereza kwenye range ya 0 ~ +20%.

Ushirikiano wa kweli umefundishwa kuwa kituo kamili cha regulator wa kingereza wa feeder wa SVR, ambacho kinaweza kudhibiti changes ya input voltage kwa kutosha ili kuhakikisha kingereza ya kusanyiko ni constant, ni stable sana, na ni effective kwa governance ya kingereza chache.

3.2.4 Tathmini ya Faides

Kutumia regulator wa kingereza wa SVR kwenye mstari huokoa fedha mengi zaidi kuliko kutengeneza substation mpya au kutengeneza conductors. Si tu kingereza ya mstari inongezeka ili kuhakikisha regulations za kimataifa, hii huongeza faides za jamii; wakati load ya mstari inabaki isiyobadilika, kingereza inongezeka inarudia current ya mstari, kwa kiasi fulani inarudia losses za mstari, kufikia lengo la kurudia losses na kuongeza energy, na kuongeza faides za kiuchumi za kampuni.

4 Mwisho

Kwa eneo linalo na potential wa mizigo chache, hasa mitandao ya umeme ya kijiji yenye mstari wa 10 kV mrefu — ambapo points za mizigo ni chache, radii za mizigo ni mkubwa, losses za mstari ni magumu, mizigo yanaongezeka, na hakuna substation ya 35 kV karibu katika muda mfupi au wa kati — regulator wa kingereza wa feeder wa SVR unatoa suluhisho. Huongeza ubora wa kingereza chache na hasara ya nishati bila ya kujenga au kutangaza kujenga substations za 35 kV.

Njia hii hunafanya faides tofauti za jamii na kiuchumi. Zaidi, na gharama ya invest ya kati moja ya kujenga substation mpya ya 35 kV, SVR ni nzuri sana kwa kuzingatia katika mitandao ya umeme ya kijiji.