Análise da Aplicación de Conxuntos de Reguladores Automáticos de Voltaxe para Alimentadores SVR

A xestión do “baixa tensión” é un obxectivo central para as empresas de enerxía eléctrica no servizo aos clientes. Despois da gran construción e renovación das redes eléctricas rurais, as liñas de 10 kV e baixa tensión melloraron significativamente. No entanto, debido ás limitacións de fondo, a distancia de suministro de enerxía en algúns áreas remotas é demasiado longa, facendo difícil asegurar a tensión ao final das liñas. Con o desenvolvemento económico, os requisitos dos clientes en canto á calidade da enerxía están aumentando. Están sendo promovidos e implementados estándares estritos. A xestión comprehensiva da calidade da enerxía eléctrica converteuse nunha responsabilidade compartida da sociedade e as empresas, e o papel de apoio da enerxía eléctrica de alta calidade para a economía fortalecerase ademais. O dispositivo automático de regulación de tensión SVR resolve eficazmente o problema de “baixa tensión” na rede.

1 Estado da Liña

A liña de 10 kV Sansheng dunha estación central de suministro de enerxía regional é responsable de fornecer electricidade a 6 aldeas, 40 aldeas (aldeamentos), e 4004 fogares nun determinado municipio; a lonxitude da liña é de 49,5321 km, e os conductores utilizan tipos LGJ-70, LGJ-50 e LGJ-35; a capacidade total dos transformadores de distribución é de 7343 kVA (58 unidades/2353 kVA xestionadas polo bureau, 66 unidades/5040 kVA mantidas por conta propia), con 832 postes; capacitores de 150 kvar e 300 kvar están instalados nos postes nº 9 e nº 26 das liñas ramais respectivamente; a perda de liña de alta tensión é de 16,43%, e o consumo anual de electricidade é de 5,33 GWh; a lonxitude desde a liña Sansheng ata a liña ramal é de 15,219 km, e 13 zonas de transformador exceden o raio de suministro (con unha capacidade de 800 kVA). Durante o pico de consumo de enerxía, a tensión no lado de 220 V do transformador de distribución desce a 136 V.

2 Solucións

Para asegurar a calidade da tensión, os principais métodos e medidas de regulación de tensión para as redes de distribución de media e baixa tensión son os seguintes: construír unha subestación de 66 kV para acortar o raio de suministro de 10 kV; renovar a liña de 10 kV Sansheng para aumentar a sección transversal do conductor e reducir a taxa de carga da liña; instalar un dispositivo automático de regulación de tensión SVR.

2.1 Plan para Construír unha Subestación de 66 kV

O consumo de electricidade para a produción e o uso doméstico nun determinado municipio dalgúnha rexión depende principalmente das liñas de saída de 10 kV da subestación de 66 kV Misha. Debido á extensión excesiva das liñas de 10 kV, o raio de suministro alcanza 18,35 km. Este plan propón construír unha subestación de 66 kV nun lugar determinado. A capacidade do transformador principal seleccionada é de 2×5000 kVA, e 1 unidade entrará en funcionamento nesta fase.

• Fondos estimados: 8,9 millóns de yuanes

• Análise de efecto esperado: Construír unha nova subestación pode acortar o raio de suministro, aumentar a tensión ao final das liñas longas e mellorar a calidade do suministro de enerxía. É unha solución relativamente óptima para resolver o problema de baixa tensión. Despois da transformación, o raio de suministro da liña de 10 kV Sansheng será acortado de 18,35 km a 9,4 km; a tensión terminal de 10 kV espera-se que sexa axustada de 8,09 kV a 10,5 kV, e a tensión de 0,4 kV pode ser axustada de 0,236 kV a 0,38 kV. Aínda que este plan pode resolver eficazmente o problema de tensión, a inversión é relativamente alta.

2.2 Plan para Expandir a Liña de 10 kV Sansheng

Realizar unha expansión de 12,5 km na liña principal de 10 kV Sansheng, substituíndo os conductores orixinais de tipo LGJ-70 por cables de alta tensión aislados de tipo LGJ-150, e engadir 58 postes de hormigón armado de 12 metros.

• Fondos estimados: 2,3 millóns de yuanes

• Análise de efecto esperado: Aumentar a sección transversal do conductor para optimizar os parámetros da liña pode reducir a proporción do compoñente de resistencia na perda de tensión para liñas con clientes dispersos e pequena sección transversal, desempeñando así un papel de regulación de tensión. Despois da transformación, a tensión terminal de 10 kV pode ser axustada de 8,09 kV a 9,9 kV, e a tensión de 0,4 kV pode ser axustada de 0,236 kV a 0,35 kV.

2.3 Plan para Instalar un Regulador Automático de Tensión SVR

Instalar un regulador automático de tensión de 10 kV no modo de subestación en caixa no poste nº 141 da liña de 10 kV Sansheng para resolver o problema de "baixa tensión" na liña detrás do poste nº 141.

• Fondos estimados: 0,45 millóns de yuanes

• Análise de efecto esperado: Despois da transformación, a tensión terminal de 10 kV pode ser axustada de 8,09 kV a 10,8 kV, e a tensión de 0,4 kV pode ser axustada de 0,236 kV a 0,37 kV.

A comparación dos tres métodos de regulación de tensión anteriores amóstrase na Táboa 1, e a comparación dos efectos de mellora da tensión e as inversiones amóstranse nas Figuras 1 e 2. A través do análise, o equipo completo de regulación de tensión automática SVR é fácil de instalar, tecnicamente factible e económicamente práctico, adapta-se ás características do suministro de enerxía da rede rural e cumpre coas necesidades da transformación da rede rural. Este dispositivo estabiliza a tensión de saída axustando a relación de espiras do autotransformador trifásico e ten vantaxes significativas: soporta a regulación de tensión automática a carga; utiliza un autotransformador trifásico conectado en estrela, que ten unha gran capacidade e un volume pequeno e pode ser erixido entre dous postes (S≤2000 kVA); o rango de regulación de tensión alcanza o 20%, podendo cumprir completamente cos requisitos de regulación de tensión.

Baseándose en cálculos teóricos, xa que a capacidade detrás do poste nº 141 é de 2300 kVA, e tendo en conta un margen apropiado, decídese instalar un regulador automático de tensión SVR co modelo SVR-3000/10-7 (0~+20%) diante do nodo T do poste nº 141 na liña principal. Despois de instalar o regulador automático de tensión SVR, a tensión no poste nº 56 da liña ramal pode alcanzar uns 10,15 kV, e a tensión ao final da liña pode alcanzar uns 10 kV.

3 Efecto Operativo

En marzo de 2011, coa finalización da instalación e puesta en marcha do equipo completo de regulación de tensión automática de 10 kV SVR na liña de 10 kV Sansheng, nos meses seguintes, unha certa Sociedade Ltda. monitorizou regular e irregularmente a tensión nesta área. A tensión trifásica fluctuaba arredor de 370 V, e a tensión monofásica fluctuaba arredor de 215 V. A práctica probou que a función e o rendemento do equipo completo de regulación de tensión automática SVR, que rastrea automaticamente os cambios na tensión de entrada para asegurar unha tensión de saída constante, son moi estables, e logrou resultados notables na xestión da baixa tensión.

4 Análise de Beneficios
4.1 Beneficios Sociais

A rede de distribución de 10 kV nunha certa cidade caracterízase por liñas longas, distribución de carga amplia e numerosas liñas ramais. A carga eléctrica varía significativamente con os ciclos día-noite e as estacións. Instalar reguladores automáticos de tensión no punto medio ou no terceiro punto da liña pode asegurar a calidade da tensión de toda a liña. Para liñas con forte carga, onde cargas grandes causan importantes descensos de tensión, instalar reguladores automáticos de tensión nas liñas tamén pode mellorar significativamente a calidade da tensión da liña e asegurar que a tensión do lado do usuario cumpra coas normas.

4.2 Beneficios Económicos

A distancia do punto de instalación ao final da liña é aproximadamente de 9,646 km. A liña de transmisión utiliza conductores de tipo LGJ-70, con unha resistencia de liña de 4,42 Ω. A tensión no punto de instalación é de 8,67 kV, e cambia a 10,8 kV despois da regulación de tensión. O aforro anual total de electricidade do equipo é de 182.646 kWh. Calculado a 0,55 yuanes/kWh, o beneficio económico directo anual dun único dispositivo é de aproximadamente 100.400 yuanes.

Utilizando un regulador de tensión SVR nesta liña supón un gran aforro de fondos comparado coa construción dunha nova subestación ou a substitución de conductores. Non só a tensión da liña aumentou enormemente para cumprir coas disposicións nacionais pertinentes, resultando en bons beneficios sociais, senón que, cando a carga da liña permanece inalterada, o aumento da tensión da liña reduce a corrente da liña, reducindo, nunha certa medida, as perdas da liña e xerando certos beneficios económicos. No futuro, a empresa tamén utilizará equipos completos de regulación de tensión automática en combinación con dispositivos de compensación de reactiva automática sobre esta base, con o obxectivo de minimizar a redución de perdas e a conservación de enerxía e mellorar os beneficios económicos da empresa.

5 Conclusión

Para áreas con potencial de desenvolvemento de carga limitado, especialmente en redes eléctricas rurais con cargas leves e liñas longas, usar equipos completos de regulación de tensión automática SVR pode pospor a construción de novas subestacións de 66 kV. A súa inversión é menos de un décimo da necesaria para construír unha subestación. Non só aborda eficazmente o problema de “baixa tensión”, reduce as perdas e ahorra enerxía, logrando significativos beneficios sociais e económicos para a empresa, senón que tamén ahorra unha gran cantidade de investimento de capital. É digno de referencia e promoción.