Aplikace analýzy sestav automatických napěťových regulátorů pro SVR přivaděč

Řízení „nízkého napětí“ je základním cílem energetických podniků při poskytování elektrické energie zákazníkům. Po rozsáhlém výstavbě a rekonstrukci venkovských elektrických sítí byly 10 kV a nízkonapěťové vedení výrazně zlepšeny. V důsledku omezených finančních prostředků je však v některých vzdálených oblastech vzdálenost dodávky elektrické energie příliš dlouhá, což komplikuje zajištění napětí na konci vedení. S ekonomickým rozvojem rostou požadavky zákazníků na kvalitu dodávané energie. Jsou uplatňovány a prováděny přísné standardy. Komplexní řízení kvality dodávané energie se stalo společnou odpovědností společnosti a podniků, a podpůrná role kvalitní elektrické energie pro ekonomiku bude dále posílena. Zařízení automatické regulace napětí SVR efektivně řeší problém „nízkého napětí“ v elektrické síti.

1 Stav vedení

10 kV vedení Sansheng regionální centrální elektrárny zajišťuje dodávku elektrické energie do 6 vesnic, 40 vesnice (obcí) a 4004 domácností v určitém okresu; délka vedení je 49,5321 km a vodiče používají typy LGJ-70, LGJ-50 a LGJ-35; celková kapacita distribučních transformátorů je 7343 kVA (58 jednotek/2353 kVA spravovaných úřadem, 66 jednotek/5040 kVA samostatně udržovaných), s 832 věžemi; kondenzátory o kapacitě 150 kvar a 300 kvar jsou instalovány na stožárech č. 9 a č. 26 odbočkových vedení; ztráty vysokého napětí činí 16,43% a roční spotřeba elektrické energie 5,33 GWh; délka vedení Sansheng do odbočkového vedení je 15,219 km a 13 transformačních oblastí přesahují dodávací poloměr (kapacita 800 kVA). Během vrcholu spotřeby klesne napětí na straně 220 V distribučního transformátoru na 136 V.

2 Řešení

Pro zajištění kvality napětí jsou hlavní metody a opatření pro regulační střední a nízkonapěťové distribuční sítě následující: vystavba 66 kV transformátorové stanice pro zkrácení dodávacího poloměru 10 kV; rekonstrukce 10 kV vedení Sansheng pro zvýšení průřezu vodiče a snížení zatížení vedení; instalace zařízení automatické regulace napětí SVR.

2.1 Plán vystavby 66 kV transformátorové stanice

Produkční a domácí spotřeba elektrické energie v určitém okrese v určitém regionu se z velké části opírá o 10 kV vedení vychozí z 66 kV transformátorové stanice Misha. Díky nadměrně prodlouženým 10 kV vedením dosahuje dodávací poloměr 18,35 km. Tento plán navrhuje postavit 66 kV transformátorovou stanici na určitém místě. Kapacita hlavního transformátoru je vybrána jako 2×5000 kVA a v současné fázi bude uvedena do provozu 1 jednotka.

• Odhadované finanční prostředky: 8,9 milionu yuan

• Analýza očekávaných efektů: Vystavba nové transformátorové stanice může zkrátit dodávací poloměr, zvýšit napětí na konci dlouhých vedení a zlepšit kvalitu dodávky elektrické energie. Je to relativně optimální řešení pro vyřešení problému nízkého napětí. Po rekonstrukci se dodávací poloměr 10 kV vedení Sansheng zkrátí z 18,35 km na 9,4 km; očekává se, že 10 kV konečné napětí bude upraveno z 8,09 kV na 10,5 kV a 0,4 kV napětí lze upravit z 0,236 kV na 0,38 kV. Ačkoli tento plán může efektivně vyřešit problém napětí, investice jsou relativně vysoké.

2.2 Plán pro rozšíření 10 kV vedení Sansheng

Provést rozšíření 12,5 km na hlavním vedení 10 kV vedení Sansheng, nahradit původní vodiče typu LGJ-70 vysokonapěťovými izolovanými vodiči typu LGJ-150 a přidat 58 betonových stožárů výšky 12 metrů.

• Odhadované finanční prostředky: 2,3 milionu yuan

• Analýza očekávaných efektů: Zvýšení průřezu vodiče pro optimalizaci parametrů vedení může snížit podíl rezistivní složky v ztrátách napětí pro vedení s rozprostřenými zákazníky a malým průřezem vodiče, což hraje roli v regulačním procesu. Po rekonstrukci lze 10 kV konečné napětí upravit z 8,09 kV na 9,9 kV a 0,4 kV napětí lze upravit z 0,236 kV na 0,35 kV.

2.3 Plán pro instalaci automatického napěťového regulátoru SVR

Nainstalovat jeden 10 kV automatický napěťový regulátor v boxovém provedení na stožáru č. 141 10 kV vedení Sansheng pro vyřešení problému „nízkého napětí“ na vedení za stožárem č. 141.

• Odhadované finanční prostředky: 0,45 milionu yuan

• Analýza očekávaných efektů: Po rekonstrukci lze 10 kV konečné napětí upravit z 8,09 kV na 10,8 kV a 0,4 kV napětí lze upravit z 0,236 kV na 0,37 kV.

Srovnání těchto tří metod regulace napětí je uvedeno v tabulce 1 a srovnání efektů zlepšení napětí a investic je uvedeno v obrázcích 1 a 2. Analýzou bylo zjištěno, že kompletní zařízení automatické regulace napětí SVR je snadno instalovatelné, technicky proveditelné a ekonomicky praktické, přizpůsobuje se charakteristikám dodávky elektrické energie venkovskými sítěmi a splňuje požadavky na jejich modernizaci. Toto zařízení stabilizuje výstupní napětí úpravou poměru otáček třífázového autotransformátoru a má významné výhody: podporuje plně automatickou regulaci napětí za zátěže; používá třífázový autotransformátor zapojený v hvězdě, který má velkou kapacitu a malý objem a může být postaven mezi dvěma stožáry (S≤2000 kVA); rozsah regulace napětí dosahuje 20%, což plně splňuje požadavky na regulaci napětí.

Na základě teoretických výpočtů, protože kapacita za stožárem č. 141 je 2300 kVA a s ohledem na vhodnou rezervu, bylo rozhodnuto nainstalovat automatický napěťový regulátor SVR s modelem SVR-3000/10-7 (0~+20%) před T-uzlem stožáru č. 141 na hlavním vedení. Po instalaci automatického napěťového regulátoru SVR může napětí na stožáru č. 56 odbočkového vedení dosáhnout přibližně 10,15 kV a napětí na konci vedení může dosáhnout přibližně 10 kV.

3 Operační efekt

V březnu 2011, po dokončení instalace a nastavení kompletního zařízení automatické regulace napětí SVR 10 kV na 10 kV vedení Sansheng, v následujících měsících určitá společnost pravidelně a nepravidelně sledovala napětí v této oblasti. Třífázové napětí se pohybovalo kolem 370 V a jednofázové napětí se pohybovalo kolem 215 V. Praxe ukázala, že funkce a výkon kompletního zařízení automatické regulace napětí SVR, které automaticky sleduje změny vstupního napětí pro zajištění konstantního výstupního napětí, jsou velmi stabilní a dosáhly vynikajících výsledků v řízení nízkého napětí.

4 Analýza přínosů
4.1 Společenské přínosy

10 kV distribuční síť v určitém městě má dlouhá vedení, široce rozprostřené zatížení a mnoho odbočkových vedení. Spotřeba elektrické energie se výrazně mění v závislosti na denním a nočním cyklu a sezónách. Instalace automatických napěťových regulátorů uprostřed nebo ve dvou třetinách vedení může zaručit kvalitu napětí celého vedení. Pro vedení s vysokým zatížením, kde velké zatížení způsobuje výrazné poklesy napětí, instalace automatických napěťových regulátorů na vedeních také může dobře zlepšit kvalitu napětí vedení a zajistit, aby napětí na straně uživatele splňovalo standardy.

4.2 Ekonomické přínosy

Vzdálenost od místa instalace do konce vedení je přibližně 9,646 km. Přenosové vedení používá vodiče typu LGJ-70 s odporovým členem 4,42 Ω. Napětí v místě instalace je 8,67 kV a po regulaci se mění na 10,8 kV. Celkové roční úspory energie zařízení činí 182 646 kWh. Vypočteno za 0,55 CNY/kWh, roční přímý ekonomický přínos jednoho zařízení činí přibližně 100 400 CNY.

Použití napěťového regulátoru SVR pro toto vedení ušetří velké množství finančních prostředků oproti vystavbě nové transformátorové stanice nebo výměně vodičů. Nejen, že bylo napětí vedení výrazně zvýšeno a splněny příslušné státní předpisy, což přineslo dobré společenské přínosy, ale i když zatížení vedení zůstane stejné, zvýšení napětí vedení snižuje proud vedení, což v určité míře snižuje ztráty vedení a generuje určité ekonomické přínosy. V budoucnu společnost také použije kompletní zařízení automatické regulace napětí v kombinaci s automatickými zařízeními pro kompenzaci reaktivní energie na tomto základě, s cílem minimalizovat snížení ztrát a energetickou účinnost a zlepšit ekonomické přínosy společnosti.

5 Závěr

Pro oblasti s omezeným potenciálem rozvoje zatížení, zejména v venkovských sítích s lehkým zatížením a dlouhými vedeními, lze použitím kompletního zařízení automatické regulace napětí SVR odkládat vystavbu nových 66 kV transformátorových stanic. Jeho investice jsou nižší než desetina nákladů na vystavbu transformátorové stanice. Nejen, že efektivně řeší problém „nízkého napětí“, snižuje ztráty a ušetřuje energii, dosahuje významných společenských a firemních ekonomických přínosů, ale také ušetří velké množství finančních prostředků. Je to hodné referencí a propagace.