SVR (فیڈر خودکار ولٹیج ریگولیٹرز) کے کھیتوں میں تقسیم نیٹ ورکز میں اطلاق

1 تعارف

مع نمو الاقتصاد الوطني بشكل مستقر، يزداد الطلب على الكهرباء. بالنسبة للشبكات الريفية، فإن الزيادة في الأحمال والتوزيع غير المتساوٍ للكهرباء وقيود تنظيم الجهد الرئيسي تترك بعض الخطوط الطويلة ذات الجهد 10 كيلو فولت (تتجاوز معايير النصف قطر الوطنية) في المناطق البعيدة/الضعيفة الشبكة. تواجه هذه الخطوط جودة جهد ضعيفة ومعامل قوة منخفض وخسائر عالية. بسبب القيود التكلفة والاستثمار، فإن إنشاء نقاط جهد عالية كثيرة أو توسيع الشبكة ليس عملياً. يقدم منظم الجهد التلقائي ذو الجهد 10 كيلو فولت حلًا تقنيًا لمشاكل الجهد المنخفض ذات النصف قطر الطويل.

2 مبدأ عمل منظم الجهد

يحتوي منظم SVR التلقائي على دارة رئيسية (محول ذاتي ثلاثي الأطوار + محول طبقات تحت الحمل، الهيكل في الشكل 1) ووحدة تحكم. يحتوي قلبه على ملفات شُنْدِر وسلسلة وتحكم في الجهد:

• ملف السلسلة: متعدد الطبقات، متصلاً بين الإدخال والإخراج عبر محول الطبقات، يضبط جهد الإخراج.

• ملف الشُنْدِر: ملف مشترك، يولد مجالات مغناطيسية لنقل الطاقة.

• ملف تحكم الجهد: ملف ملتف حول ملف الشُنْدِر، يوفر الطاقة للتحكم والمحرك ويقدم جهد القياس.

منطق العمل: مواقع الطبقات على ملف السلسلة (عبر محول الطبقات تحت الحمل) تغير نسبة الألفاف بين الإدخال والإخراج، مما يضبط جهد الإخراج. عادةً ما يكون للمفاتيح تحت الحمل 7 أو 9 أوضاع (قابلة للاختيار حسب الحاجة). نسبة الألفاف الأولية - الثانوية للمنظم تتوافق مع المحولات، أي:

3 مثال تطبيقي

3.1 حالة الخط

خط بجهد 10 كيلو فولت طوله الرئيسي 15.138 كم، يستخدم نوعين من الموصلات: LGJ-70mm² و LGJ-50mm². السعة الكلية للمحولات التوزيعية هي 7260 كيلو فولت أمبير. خلال فترات الحمل القصوى، يتراجع الجهد على الجانب 220 فولت من المحولات التوزيعية في الوسط والجزء الخلفي من الخط إلى أدنى مستوى 175 فولت.

بالنسبة لخط LGJ-70، المقاومة لكل كيلومتر هي 0.458 أوم والرداءة لكل كيلومتر هي 0.363 أوم. ثم، تكون المقاومة والرداءة للخط من المحطة 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 المحولات التوزيعية ومعدل الحمل للخط، يمكن حساب خسارة الجهد من المحطة إلى القطب رقم 97 من الخط الرئيسي كما يلي:

• 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 الفعالة للخط، الوحدة: كيلووات.

• Q — الطاقة الغير فعالة للخط، الوحدة: كيلو فاراد.

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. يكون الجهد في نهاية الخط: 8.39 kV.

3.2 الحلول

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

• إنشاء محطة جديدة بجهد 35 كيلو فولت لتقليل نصف قطر الإمداد للخطوط ذات الجهد 10 كيلو فولت.

• استبدال مقطع الموصل لتقليل معدل الحمل للخط.

• تركيب تعويض الطاقة الغير فعالة للخط. هذه الطريقة لها تأثير ضعيف في الحالات ذات الخطوط الطويلة والأحمال الكبيرة.

• تركيب منظم جهد تلقائي لخط SVR. يتميز بدرجة عالية من الأتمتة وتوازن جيد للجهد واستخدام مرنة. أدناه، يتم استخدام ثلاثة أساليب للمقارنة بين الحلول لتحسين جودة الجهد في نهاية خط الجهد 10 كيلو فولت.

3.2.1 خطة بناء محطة جديدة بجهد 35 كيلو فولت

تحليل التأثير المتوقع: يمكن أن يؤدي بناء محطة جديدة إلى تقليل نصف قطر الإمداد، وتحسين الجهد النهائي للخطوط الأطول، وتحسين جودة الإمداد بالكهرباء. يمكن لهذه الخطة أن تحل مشكلة الجهد بشكل جيد، لكن الاستثمار نسبياً كبير.

3.2.2 خطة إعادة بناء الخط الرئيسي بجهد 10 كيلو فولت

يتضمن تغيير معلمات الخط بشكل أساسي زيادة مقطع الموصل. للخطوط ذات المستخدمين المتناثرين ومقطع الموصل الصغير، يشكل مكون المقاومة نسبة كبيرة في خسارة الجهد. لذلك، يمكن أن يؤدي تقليل مقاومة الموصل إلى تحقيق تأثير معين في تنظيم الجهد. يمكن ضبط الجهد النهائي بجهد 10 كيلو فولت من 8.39 كيلو فولت إلى 9.5 كيلو فولت.

3.2.3 خطة تركيب منظم جهد تلقائي لخط SVR

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

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

بعد التحليل المقارن، تعتبر الحل الثالث الأكثر اقتصادية وعملية. يقوم جهاز تنظيم الجهد التلقائي الكامل لخط SVR بتحقيق استقرار جهد الإخراج عن طريق ضبط نسبة الألفاف للمحول الذاتي الثلاثي الأطوار ولديه المزايا الرئيسية التالية:

• يمكنه تحقيق التنظيم التلقائي وجاهز للتشغيل تحت الحمل. يعتمد المحول نفسه على محول ذاتي ثلاثي الأطوار متصلاً بالنجوم، لديه سعة كبيرة وحجم صغير ويمكن تثبيته بين قطبين (S ≤ 2000 كيلو فولت أمبير).

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

وفقاً للحسابات النظرية، يوصى بتثبيت منظم جهد تلقائي لخط SVR بنموذج SVR-5000/10-7 (0 ~ +20%) على الخط الرئيسي. بعد تثبيت منظم الجهد، يمكن ضبط الجهد الأقصى للقطب رقم 141 إلى:

U₁₆₁=U×10/8=10.5 kV

في المعادلة:

• U₁₆₁ — الجهد عند نقطة التثبيت بعد تركيب منظم الجهد.

• 10/8 — أعلى نسبة ألفاف لمنظم الجهد بمدى تنظيم 0 ~ +20%.

أثبت التشغيل الفعلي أن وظائف وأداء جهاز تنظيم الجهد التلقائي الكامل لخط SVR، الذي يتتبع تلقائياً التغيرات في الجهد الإدخالي لضمان جهد إخراج ثابت، مستقر جداً وفعال في إدارة الجهد المنخفض.

3.2.4 تحليل الفوائد

استخدام منظم جهد SVR على الخط يوفر مبالغ كبيرة من الأموال مقارنة بإنشاء محطة جديدة أو استبدال الموصلات. لا يزيد الجهد الخط فقط ليتوافق مع اللوائح الوطنية ذات الصلة، مما ينتج عنه فوائد اجتماعية جيدة؛ عندما يبقى حمل الخط ثابتاً، يقلل رفع الجهد من تيار الخط، مما يقلل من خسائر الخط إلى حد ما، ويحقق هدف تقليل الخسائر وحفظ الطاقة، ويحسن الفوائد الاقتصادية للشركة.

4 خاتمة

للمناطق ذات إمكانات نمو حمل محدودة، خاصة شبكات الكهرباء الريفية التي تتميز بخطوط طويلة بجهد 10 كيلو فولت حيث نقاط الإمداد غير كافية، ونصف قطر الإمداد كبير، وخسائر الخطوط عالية، والأحمال مفرطة، وليس هناك إمداد بمحطة 35 كيلو فولت قريبة في المدى القصير إلى المتوسط، يقدم منظم الجهد التلقائي لخط SVR حلًا. يعالج هذا الحل مشكلة جودة الجهد المنخفض وخسائر الطاقة الكهربائية العالية دون الحاجة إلى بناء أو تأخير بناء محطات 35 كيلو فولت.

تقدم هذه الطريقة فوائد اجتماعية واقتصادية كبيرة. بالإضافة إلى ذلك، مع تكلفة استثمار تقدر بحوالي عشر تكلفة بناء محطة جديدة بجهد 35 كيلو فولت، يعتبر منظم الجهد SVR جديرًا بالترويج لتطبيقات شبكة الكهرباء الريفية.