Análise de Aplicação de Conjuntos de Reguladores Automáticos de Tensão para Alimentadores SVR
Gerenciar a “baixa tensão” é um objetivo central para as empresas de energia elétrica no atendimento aos clientes. Após a construção e renovação em larga escala das redes rurais de energia, as linhas de 10 kV e de baixa tensão foram significativamente melhoradas. No entanto, devido à limitação de fundos, a distância de fornecimento de energia em algumas áreas remotas é muito longa, tornando difícil garantir a tensão no final das linhas. Com o desenvolvimento econômico, os requisitos dos clientes para a qualidade da energia estão aumentando. Padrões rigorosos estão sendo promovidos e implementados. A gestão abrangente da qualidade da energia se tornou uma responsabilidade compartilhada pela sociedade e pelas empresas, e o papel de suporte da eletricidade de alta qualidade para a economia será ainda mais reforçado. O dispositivo de regulação automática de tensão SVR alimentador efetivamente resolve o problema de “baixa tensão” na rede.
1 Estado da Linha
A linha de 10 kV Sansheng de uma estação de fornecimento de energia central regional é responsável pelo fornecimento de energia a 6 vilas, 40 aldeias (tuns) e 4004 lares em certo município; o comprimento da linha é de 49,5321 km, e os condutores usam tipos LGJ-70, LGJ-50 e LGJ-35; a capacidade total dos transformadores de distribuição é de 7343 kVA (58 unidades/2353 kVA gerenciadas pelo escritório, 66 unidades/5040 kVA mantidas por conta própria), com 832 postes; capacitores de 150 kvar e 300 kvar são instalados nos postes n° 9 e n° 26, respectivamente, das linhas de ramificação; a perda de energia na linha de alta tensão é de 16,43%, e o consumo anual de energia é de 5,33 GWh; o comprimento da linha Sansheng até a linha de ramificação é de 15,219 km, e 13 áreas de transformadores excedem o raio de fornecimento (com capacidade de 800 kVA). Durante o pico de consumo de energia, a tensão do lado de 220 V do transformador de distribuição cai para 136 V.
2 Soluções
Para garantir a qualidade da tensão, os principais métodos e medidas de regulação de tensão para redes de distribuição de média e baixa tensão são os seguintes: construir uma subestação de 66 kV para encurtar o raio de fornecimento de 10 kV; reformar a linha de 10 kV Sansheng para aumentar a seção transversal do condutor e reduzir a taxa de carga da linha; instalar um dispositivo de regulação automática de tensão SVR alimentador.
2.1 Plano para Construção de uma Subestação de 66 kV
O consumo de energia para produção e uso doméstico em certa cidade em determinada região depende principalmente das linhas de saída de 10 kV da subestação de 66 kV Misha. Devido às linhas de 10 kV serem muito extensas, o raio de fornecimento de energia alcança 18,35 km. Este plano propõe a construção de uma subestação de 66 kV em certo local. A capacidade do transformador principal é selecionada como 2×5000 kVA, e 1 unidade será colocada em operação nesta fase.
2.2 Plano para Expansão da Linha de 10 kV Sansheng
Realizar uma expansão de 12,5 km na linha principal de 10 kV Sansheng, substituir os condutores originais tipo LGJ-70 por fios isolados de alta tensão tipo LGJ-150 e adicionar 58 postes de concreto armado de 12 metros.
2.3 Plano para Instalação de um Regulador Automático de Tensão SVR Alimentador
Instalar um regulador automático de tensão de 10 kV no modo de subestação compacta no poste n° 141 da linha de 10 kV Sansheng para resolver o problema de "baixa tensão" da linha atrás do poste n° 141.
A comparação dos três métodos de regulação de tensão acima é mostrada na Tabela 1, e a comparação dos efeitos de melhoria de tensão e investimentos é mostrada nas Figuras 1 e 2. Através da análise, o conjunto completo de equipamento de regulação automática de tensão SVR alimentador é fácil de instalar, tecnicamente viável e economicamente prático, adapta-se às características do fornecimento de energia da rede rural e atende aos requisitos de transformação da rede rural. Este dispositivo estabiliza a tensão de saída ajustando a relação de enrolamentos do autotransformador trifásico e possui vantagens significativas: suporta regulação de tensão sob carga totalmente automática; usa um autotransformador trifásico conectado em estrela, que tem grande capacidade e pequeno volume e pode ser erguido entre dois postes (S≤2000 kVA); a faixa de regulação de tensão alcança 20%, podendo atender plenamente aos requisitos de regulação de tensão.
Com base em cálculos teóricos, uma vez que a capacidade atrás do poste n° 141 é de 2300 kVA, e considerando uma margem adequada, foi decidido instalar um regulador automático de tensão SVR alimentador com o modelo SVR-3000/10-7 (0~+20%) na frente do nó T do poste n° 141 na linha principal. Após a instalação do regulador automático de tensão SVR alimentador, a tensão no poste n° 56 da linha de ramificação pode chegar a cerca de 10,15 kV, e a tensão no final da linha pode chegar a cerca de 10 kV.
3 Efeito Operacional
Em março de 2011, com a conclusão da instalação e comissionamento do conjunto completo de equipamento de regulação automática de tensão SVR alimentador de 10 kV na linha de 10 kV Sansheng, nos meses subsequentes, uma certa Ltda. monitorou regular e irregularmente a tensão nesta área. A tensão trifásica flutuou em torno de 370 V, e a tensão monofásica flutuou em torno de 215 V. A prática provou que a função e o desempenho do conjunto completo de equipamento de regulação automática de tensão SVR alimentador, que acompanha automaticamente as mudanças na tensão de entrada para garantir uma tensão de saída constante, são muito estáveis, e alcançaram resultados notáveis no gerenciamento de baixa tensão.
4 Análise de Benefícios
4.1 Benefícios Sociais
A rede de distribuição de 10 kV em certa cidade apresenta linhas longas, distribuição de carga ampla e numerosas linhas de ramificação. A carga de energia varia significativamente com ciclos diurnos e sazonais. Instalar reguladores automáticos de tensão no ponto médio ou no ponto de dois terços da linha pode garantir a qualidade da tensão em toda a linha. Para linhas com carga pesada, onde cargas grandes causam quedas significativas de tensão, instalar reguladores automáticos de tensão nas linhas também pode melhorar bem a qualidade da tensão da linha e garantir que a tensão do lado do usuário atenda aos padrões.
4.2 Benefícios Econômicos
A distância do ponto de instalação ao final da linha é de aproximadamente 9,646 km. A linha de transmissão usa condutores do tipo LGJ-70, com uma resistência de linha de 4,42 Ω. A tensão no ponto de instalação é de 8,67 kV, e muda para 10,8 kV após a regulação de tensão. A economia anual total de energia do equipamento é de 182.646 kWh. Calculado a 0,55 yuan/kWh, o benefício econômico direto anual de um único dispositivo é de aproximadamente 100.400 yuan.
Usar um regulador de tensão SVR para esta linha economiza uma grande quantidade de fundos em comparação com a construção de uma nova subestação ou a substituição de condutores. Não apenas a tensão da linha foi aumentada significativamente para atender às regulamentações nacionais relevantes, resultando em bons benefícios sociais, mas quando a carga da linha permanece inalterada, o aumento da tensão da linha reduz a corrente da linha, reduzindo, em certa medida, as perdas de linha e gerando certos benefícios econômicos. No futuro, a empresa também usará conjuntos completos de equipamentos de regulação automática de tensão em combinação com dispositivos de compensação automática de reativos sobre essa base, visando minimizar a redução de perdas e economia de energia e melhorar os benefícios econômicos da empresa.
5 Conclusão
Para áreas com potencial de desenvolvimento de carga limitado, especialmente em redes rurais de energia com carga leve e linhas longas, usar conjuntos completos de equipamentos de regulação automática de tensão SVR alimentador pode adiar a construção de novas subestações de 66 kV. Seu investimento é menos de um décimo do investimento para a construção de uma subestação. Não apenas resolve efetivamente o problema de “baixa tensão”, reduz perdas e economiza energia, e alcança benefícios sociais e econômicos corporativos significativos, mas também economiza uma grande quantidade de investimento de capital. É digno de referência e promoção.
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