بررسی کاربرد مجموعه‌های تنظیم‌کننده ولتاژ خودکار خط تغذیه SVR

"پایین‌ترین ولتاژ" را مدیریت کردن هدف اصلی شرکت‌های برق برای خدمات به مشتریان برق است. پس از ساخت و بازسازی در مقیاس بزرگ شبکه‌های برق روستایی، خطوط 10 kV و ولتاژ پایین به طور قابل توجهی بهبود یافته‌اند. با این حال، به دلیل محدودیت بودجه، فاصله تامین برق در برخی مناطق دورافتاده خیلی طولانی است و اطمینان از ولتاژ در انتهای خطوط دشوار است. با توسعه اقتصادی، نیاز مشتریان به کیفیت برق افزایش یافته است. استانداردهای سختگیرانه‌ای در حال ترویج و اجرایی شدن هستند. مدیریت جامع کیفیت برق به مسئولیت مشترک جامعه و شرکت‌ها تبدیل شده و نقش حمایتی برق با کیفیت بالا برای اقتصاد بیشتر تقویت خواهد شد. دستگاه تنظیم ولتاژ خودکار فیدر SVR به طور موثر مسئله "ولتاژ پایین" شبکه را حل می‌کند.

1 وضعیت خط

خط 10 kV سانشنگ یکی از ایستگاه‌های تأمین برق مرکزی منطقه‌ای مسئول تأمین برق به 6 روستا، 40 محله (تون) و 4004 خانوار در یک شهرستان خاص است؛ طول خط 49.5321 کیلومتر است و هادی‌ها از نوع LGJ-70، LGJ-50 و LGJ-35 استفاده می‌کنند؛ ظرفیت کل ترانسفورماتورهای توزیع 7343 kVA (58 واحد/2353 kVA تحت مدیریت اداره، 66 واحد/5040 kVA خودداری) با 832 دکل؛ خازنهای 150 kvar و 300 kvar به ترتیب در دکل‌های شماره 9 و 26 خط‌های فرعی نصب شده‌اند؛ ضریب زیان خط ولتاژ بالا 16.43% است و مصرف برق سالانه 5.33 GWh است؛ طول از خط سانشنگ تا خط فرعی 15.219 کیلومتر است و 13 منطقه ترانسفورماتور فراتر از شعاع تأمین برق (با ظرفیت 800 kVA) هستند. در زمان اوج مصرف برق، ولتاژ طرف 220 V ترانسفورماتور توزیع به 136 V کاهش می‌یابد.

2 راه‌حل‌ها

برای اطمینان از کیفیت ولتاژ، روش‌ها و اقدامات اصلی تنظیم ولتاژ برای شبکه‌های توزیع ولتاژ متوسط و پایین به شرح زیر است: ساخت یک زیرстан 66 kV برای کوتاه کردن شعاع تأمین برق 10 kV؛ بازسازی خط 10 kV سانشنگ برای افزایش مقطع هادی و کاهش نرخ بار خط؛ نصب دستگاه تنظیم ولتاژ خودکار فیدر SVR.

2.1 برنامه ساخت زیرستان 66 kV

مصرف برق تولید و زندگی در یک شهرستان خاص در یک منطقه عمدتاً به خطوط خروجی 10 kV زیرستان 66 kV میشا متکی است. به دلیل امتداد زیاد خطوط 10 kV، شعاع تأمین برق به 18.35 کیلومتر می‌رسد. این برنامه پیشنهاد می‌کند که یک زیرستان 66 kV در یک مکان خاص ساخته شود. ظرفیت ترانسفورماتور اصلی به عنوان 2×5000 kVA انتخاب شده و یک واحد در فاز فعلی به بهره‌برداری خواهد رسید.

• هزینه تخمینی: 8.9 میلیون یوان

• تحلیل اثر مورد انتظار: ساخت یک زیرستان جدید می‌تواند شعاع تأمین برق را کوتاه کند، ولتاژ در انتهای خطوط بلند را افزایش دهد و کیفیت تأمین برق را بهبود بخشد. این یک راه‌حل بهینه برای حل مشکل ولتاژ پایین است. پس از تغییر، شعاع تأمین برق خط 10 kV سانشنگ از 18.35 کیلومتر به 9.4 کیلومتر کوتاه می‌شود؛ ولتاژ انتهای 10 kV می‌تواند از 8.09 kV به 10.5 kV تنظیم شود و ولتاژ 0.4 kV می‌تواند از 0.236 kV به 0.38 kV تنظیم شود. با اینکه این روش می‌تواند به طور موثر مشکل ولتاژ را حل کند، سرمایه‌گذاری آن نسبتاً بالاست.

2.2 برنامه گسترش خط 10 kV سانشنگ

گسترش 12.5 کیلومتری در خط اصلی 10 kV سانشنگ انجام شود، هادی‌های اصلی از نوع LGJ-70 با سیم‌های عایق‌دار ولتاژ بالا LGJ-150 تعویض شوند و 58 دکل بتنی تقویت شده 12 متری اضافه شوند.

• هزینه تخمینی: 2.3 میلیون یوان

• تحلیل اثر مورد انتظار: افزایش مقطع هادی برای بهینه‌سازی پارامترهای خط می‌تواند نسبت مؤلفه مقاومت در زیان ولتاژ خطوط با مشتریان پراکنده و مقطع هادی کوچک را کاهش دهد، بنابراین نقش تنظیم ولتاژ را ایفا می‌کند. پس از تغییر، ولتاژ انتهای 10 kV می‌تواند از 8.09 kV به 9.9 kV تنظیم شود و ولتاژ 0.4 kV می‌تواند از 0.236 kV به 0.35 kV تنظیم شود.

2.3 برنامه نصب تنظیم‌کننده ولتاژ خودکار فیدر SVR

نصب یک تنظیم‌کننده ولتاژ خودکار 10 kV در قالب یک زیرستان جعبه‌ای در دکل شماره 141 خط 10 kV سانشنگ برای حل مشکل "ولتاژ پایین" خط در عقب دکل شماره 141.

• هزینه تخمینی: 0.45 میلیون یوان

• تحلیل اثر مورد انتظار: پس از تغییر، ولتاژ انتهای 10 kV می‌تواند از 8.09 kV به 10.8 kV تنظیم شود و ولتاژ 0.4 kV می‌تواند از 0.236 kV به 0.37 kV تنظیم شود.

مقایسه سه روش تنظیم ولتاژ فوق در جدول 1 و مقایسه اثرات بهبود ولتاژ و سرمایه‌گذاری‌ها در شکل‌های 1 و 2 نشان داده شده است. با تحلیل، دستگاه کامل تنظیم ولتاژ خودکار فیدر SVR آسان نصب است، فنی قابل اجرا و اقتصادی عملی است، با ویژگی‌های تأمین برق شبکه روستایی سازگار است و نیازهای تغییر شبکه روستایی را برآورده می‌کند. این دستگاه با تنظیم نسبت دورهای ترانسفورماتور خودکار سه‌فاز ولتاژ خروجی را ثابت می‌کند و مزایای قابل توجهی دارد: حمایت از تنظیم ولتاژ کاملاً خودکار تحت بار؛ استفاده از یک ترانسفورماتور خودکار سه‌فاز به شکل ستاره که ظرفیت بزرگ و حجم کوچک دارد و می‌تواند بین دو دکل نصب شود (S≤2000 kVA)؛ محدوده تنظیم ولتاژ به 20% می‌رسد که می‌تواند به طور کامل نیازهای تنظیم ولتاژ را برآورده کند.

بر اساس محاسبات نظری، چون ظرفیت در عقب دکل 141 برابر 2300 kVA است و با در نظر گرفتن حاشیه مناسب، تصمیم گرفته شده است که یک تنظیم‌کننده ولتاژ خودکار فیدر با مدل SVR-3000/10-7 (0~+20%) در جلوی گره T دکل 141 خط اصلی نصب شود. پس از نصب تنظیم‌کننده ولتاژ خودکار فیدر، ولتاژ در دکل 56 خط فرعی می‌تواند به حدود 10.15 kV برسد و ولتاژ در انتهای خط می‌تواند به حدود 10 kV برسد.

3 اثر عملیاتی

در مارس 2011، با تکمیل نصب و راه‌اندازی دستگاه کامل تنظیم ولتاژ خودکار 10 kV فیدر در خط 10 kV سانشنگ، در ماه‌های بعد، یک شرکت خاص به طور منظم و غیرمنتظم ولتاژ در این منطقه را مراقبت کرد. ولتاژ سه‌فاز در حدود 370 V نوسان می‌کرد و ولتاژ یک‌فاز در حدود 215 V نوسان می‌کرد. تجربه نشان داده است که عملکرد و عملکرد دستگاه کامل تنظیم ولتاژ خودکار فیدر که به صورت خودکار تغییرات ولتاژ ورودی را ردیابی می‌کند تا ولتاژ خروجی ثابت باشد، بسیار پایدار است و نتایج قابل توجهی در مدیریت ولتاژ پایین به دست آورده است.

4 تحلیل سود
4.1 سودهای اجتماعی

شبکه توزیع 10 kV در یک شهر خاص دارای خطوط طولانی، توزیع بار گسترده و شاخه‌های زیاد است. بار برق به طور قابل توجهی با چرخه روز و شب و فصول متفاوت است. نصب تنظیم‌کننده‌های ولتاژ خودکار در نقطه میانی یا دو سوم خط می‌تواند کیفیت ولتاژ کل خط را تضمین کند. برای خطوط با بار سنگین، که بارهای بزرگ باعث کاهش قابل توجه ولتاژ می‌شوند، نصب تنظیم‌کننده‌های ولتاژ خودکار در خطوط نیز می‌تواند کیفیت ولتاژ خط را به خوبی بهبود بخشد و اطمینان حاصل کند که ولتاژ طرف مشتریان استانداردها را برآورده می‌کند.

4.2 سودهای اقتصادی

فاصله از نقطه نصب تا انتهای خط حدود 9.646 کیلومتر است. خط انتقال از هادی‌های نوع LGJ-70 استفاده می‌کند با مقاومت خط 4.42 Ω. ولتاژ در نقطه نصب 8.67 kV است و پس از تنظیم ولتاژ به 10.8 kV تغییر می‌کند. جمع‌بندی برق سالانه دستگاه 182646 kWh است. با محاسبه در 0.55 یوان/kWh، سود اقتصادی مستقیم یک دستگاه حدود 100400 یوان است.

استفاده از تنظیم‌کننده ولتاژ SVR برای این خط نسبت به ساخت یک زیرستان جدید یا تعویض هادی‌ها مبلغ قابل توجهی از هزینه‌ها را صرفه‌جویی می‌کند. نه تنها ولتاژ خط به طور قابل توجهی افزایش یافته و مقررات ملی مربوطه را برآورده می‌کند که سودهای اجتماعی خوبی به همراه دارد، بلکه وقتی بار خط ثابت باقی می‌ماند، افزایش ولتاژ خط باعث کاهش جریان خط به میزانی می‌شود که به طوری خاص زیان‌های خط را کاهش می‌دهد و سودهای اقتصادی معینی را ایجاد می‌کند. در آینده، شرکت نیز قصد دارد که در این پایه دستگاه‌های کامل تنظیم ولتاژ خودکار را با دستگاه‌های جبران‌کننده خودکار بی‌اثری ترکیبی استفاده کند، با هدف کاهش به حداقل زیان و صرفه‌جویی انرژی و بهبود سودهای اقتصادی شرکت.

5 نتیجه‌گیری

برای مناطق با پتانسیل توسعه بار محدود، به ویژه در شبکه‌های برق روستایی با بار سبک و خطوط طولانی، استفاده از دستگاه‌های کامل تنظیم ولتاژ خودکار فیدر SVR می‌تواند ساخت زیرستان‌های 66 kV جدید را به تعویق بیندازد. سرمایه‌گذاری آن کمتر از یک دهم ساخت یک زیرستان است. نه تنها به طور موثر مشکل "ولتاژ پایین" را حل می‌کند، زیان‌ها را کاهش می‌دهد و انرژی را صرفه‌جویی می‌کند و سودهای اجتماعی و اقتصادی قابل توجهی برای شرکت‌ها به دست می‌آورد، بلکه مبلغ قابل توجهی از سرمایه‌گذاری را صرفه‌جویی می‌کند. این روش شایسته توجه و ترویج است.