Analiza uporabe sestav za avtomatsko regulacijo napetosti SVR vodilnikov

Upravljanje “nizega napona” je ključni cilj elektrarn za storitev strankam z električno energijo. Po velikoploskem gradnji in obnovi podeželskih električnih omrežij so se 10 kV in nizevnaponske črte značilno izboljšali. Vendar zaradi omejenih sredstev je v nekaterih oddaljenih območjih prenosna razdalja previsoka, kar težko zagotavlja napon na koncu črt. S gospodarskim razvojem se zahtevi strank po kakovosti električne energije povečujejo. Uvedene in izvajane so stroge standarde. Celostno upravljanje kakovosti električne energije je postalo skupna odgovornost družbe in podjetij, podpora visokokakovostne električne energije za gospodarstvo bo še dodatno okrepljena. Naprava SVR za avtomatsko regulacijo napona na črti učinkovito reši problem “nizega napona” v električnem omrežju.

1 Stanje črte

10 kV črta Sansheng regionalne centralne električne postaje oskrbuje z električno energijo 6 vas, 40 naselij (vesnic) in 4004 domačinstva v določeni občini; dolžina črte znaša 49,5321 km, vodiči uporabljajo LGJ - 70, LGJ - 50 in LGJ - 35 vrste; skupna kapaciteta distribucijskih transformatorjev znaša 7343 kVA (58 enot/2353 kVA v upravi, 66 enot/5040 kVA samozavrnogljivih), z 832 stolpi; 150 kvar in 300 kvar kondenzatorji so nameščeni na steberu 9 in 26 odsekov; visokonaponska izguba v črti znaša 16,43 %, letno poraba električne energije znaša 5,33 GWh; dolžina od črte Sansheng do odseka znaša 15,219 km, 13 transformatorskih območij presegajo polmer oskrbe (z kapaciteto 800 kVA). V vrhunskih urah porabe napon na strani 220 V distribucijskega transformatorja pada na 136 V.

2 Rešitve

Za zagotavljanje kakovosti napona so glavne metode in ukrepi za regulacijo napona v srednje- in nizevnaponskih distribucijskih omrežjih naslednji: gradnja 66 kV podtransformatornice za skrajšanje polmera oskrbe 10 kV; obnova 10 kV črte Sansheng za povečanje preseka vodiča in zmanjšanje obremenjenosti črte; namestitev naprave SVR za avtomatsko regulacijo napona na črti.

2.1 Načrt za gradnjo 66 kV podtransformatornice

Proizvodnja in življenjska poraba električne energije v določeni občini v določenem območju se glavno opira na 10 kV izhodne črte 66 kV podtransformatornice Misha. Zaradi previsoko raztegnjenih 10 kV črt doseže polmer oskrbe 18,35 km. Ta načrt predlaga gradnjo 66 kV podtransformatornice na določenem mestu. Kapaciteta glavnega transformatorja je izbrana kot 2×5000 kVA, trenutno faza bo vključila eno enoto.

• Predvideni sredstvi: 8,9 milijona jenov

• Analiza pričakovanih učinkov: Gradnja nove podtransformatornice lahko skrajša polmer oskrbe, poveča napon na koncu dolgih črt in izboljša kakovost oskrbe z električno energijo. To je relativno optimalna rešitev za reševanje problema nizega napona. Po preoblikovanju bo polmer oskrbe 10 kV črte Sansheng skrajšan s 18,35 km na 9,4 km; končni napon 10 kV je pričakovan, da se prilagodi s 8,09 kV na 10,5 kV, napon 0,4 kV pa se lahko prilagodi s 0,236 kV na 0,38 kV. Čeprav ta načrt lahko učinkovito reši problem napona, je investicija relativno visoka.

2.2 Načrt za razširitev 10 kV črte Sansheng

Izvedba razširitve 12,5 km na glavni črti 10 kV črte Sansheng, zamenjava prvotnih vodičev LGJ - 70 z LGJ - 150 tipa visokonaponskih izoliranih vodičev in dodatek 58 12-metrskega armiranega betonskega stolpa.

• Predvideni sredstvi: 2,3 milijona jenov

• Analiza pričakovanih učinkov: Povečanje preseka vodiča za optimizacijo parametrov črte lahko zmanjša delež komponente upora v izgubah napona za črte z razpršenimi strankami in majhnim presikom vodiča, s tem igrajo vlogo regulacije napona. Po preoblikovanju se lahko končni napon 10 kV prilagodi s 8,09 kV na 9,9 kV, napon 0,4 kV pa se lahko prilagodi s 0,236 kV na 0,35 kV.

2.3 Načrt za namestitev naprave SVR za avtomatsko regulacijo napona na črti

Namestitev ene 10 kV naprave za avtomatsko regulacijo napona v obliki boks podtransformatornice na stolpu 141 10 kV črte Sansheng za reševanje problema “nizega napona” črte za stolpom 141.

• Predvideni sredstvi: 0,45 milijona jenov

• Analiza pričakovanih učinkov: Po preoblikovanju se lahko končni napon 10 kV prilagodi s 8,09 kV na 10,8 kV, napon 0,4 kV pa se lahko prilagodi s 0,236 kV na 0,37 kV.

Primerjava zgornjih treh metod regulacije napona je prikazana v Tabeli 1, primerjava učinkov izboljšanja napona in investicij pa v Slikah 1 in 2. Skozi analizo je kompletna oprema SVR za avtomatsko regulacijo napona na črti enostavna za namestitev, tehnično izvedljiva in ekonomsko praktična, prilagojena značilnostim oskrbe podeželskega električnega omrežja in ustrezna zahtevam za preoblikovanje podeželskega električnega omrežja. Ta naprava stabilizira izhodni napon z regulacijo odnosa navojnic trofaznega samoregulacijskega transformatorja in ima značilne prednosti: podpira popolnoma avtomatsko regulacijo napona pod naložo; uporablja trofazni samoregulacijski transformator z zvezdasto vezavo, ki ima veliko kapaciteto in majhen prostorninski obseg in se lahko vzpostavi med dvema stolpoma (S≤2000 kVA); obseg regulacije napona doseže 20 %, kar v celoti zadovoljuje zahteve za regulacijo napona.

Na podlagi teoretičnih izračunov, ker je kapaciteta za stolpom 141 2300 kVA, in z upoštevanjem primernega marža, se odloči za namestitev naprave SVR za avtomatsko regulacijo napona z modelom SVR - 3000/10 - 7 (0~+20%) pred T vozlom na stolpu 141 na glavni črti. Po namestitvi naprave SVR za avtomatsko regulacijo napona bo napon na stolpu 56 odseka približno 10,15 kV, napon na koncu črte pa bo približno 10 kV.

3 Učinki delovanja

V marcu 2011, s končanjem namestitve in prilagoditve kompletnega opremnega kompleksa SVR za avtomatsko regulacijo napona na 10 kV črti Sansheng, v naslednjih mesecih je določeno Društvo redno in neradno nadzorovalo napon v tem območju. Trofazni napon se je spreminjal okoli 370 V, enofazni napon pa okoli 215 V. Praksa je pokazala, da je funkcija in zmogljivost kompletnega opremnega kompleksa SVR za avtomatsko regulacijo napona, ki avtomatsko sledi spremembam vhodnega napona, da zagotovi stalni izhodni napon, zelo stabilna in je dosegla odlične rezultate v upravljanju nizega napona.

4 Analiza koristi
4.1 Socialni učinki

10 kV distribucijsko omrežje v določenem mestu se značilni z dolgimi črtami, široko razpršenim porazdelitvijo obremenjenosti in velikim številom odsekov. Poraba električne energije se značilno spreminja glede na dnevno-nočni cikel in sezone. Namestitev naprav za avtomatsko regulacijo napona na sredini ali dvotretej točki črte lahko zagotovi kakovost napona na celotni črti. Za črte z visoko obremenjenostjo, kjer velika obremenjenost povzroča velike padce napona, namestitev naprav za avtomatsko regulacijo napona na črti lahko tudi dobro izboljša kakovost napona na črti in zagotovi, da napon na strani stranke ustrezata standardom.

4.2 Gospodarski učinki

Razdalja od mesta namestitve do konca črte znaša približno 9,646 km. Prenosna črta uporablja vodiče LGJ - 70, odpornost črte znaša 4,42 Ω. Napon na mesti namestitve znaša 8,67 kV, po regulaciji napa se spremeni na 10,8 kV. Skupno letno varčevanje z električno energijo zaradi opreme znaša 182.646 kWh. Izračunano pri 0,55 jen/kWh, letni neposredni gospodarski učinek posameznega naprave znaša približno 100.400 jenov.

Uporaba regulatorja napona SVR za to črto hrani veliko sredstev v primerjavi z gradnjo nove podtransformatornice ali zamenjavo vodičev. Ne le, da je bil napon na črte značilno povečan, da bi ustrezal relevantnim nacionalnim predpisom, kar je prineslo dobre socialne učinke, ampak tudi, ko ostane obremenjenost črte nespremenjena, povečanje napona na črte zmanjša tok v črti, do neke mere zmanjša izgube v črti in prinese določene gospodarske učinke. V prihodnosti bo podjetje na tej osnovi uporabljalo kompletno opremo za avtomatsko regulacijo napona v kombinaciji z avtomatskimi napravami za kompenzacijo reaktivne moči, s ciljem, da se čim bolj zmanjšajo izgube in prihranek energije ter izboljša gospodarski učinki podjetja.

5 Zaključek

Za območja z omejenim potencialom za razvoj obremenjenosti, posebej za podeželska električna omrežja z nizkimi obremenjenostmi in dolgimi črtami, uporaba kompletnih opremnih kompleksov SVR za avtomatsko regulacijo napona na črti lahko odloži gradnjo novih 66 kV podtransformatornic. Njegova investicija je manjša od desetine investicije za gradnjo podtransformatornice. Ne le, da učinkovito reši problem “nizega napona”, zmanjša izgube in prihranek energije, doseže značilne socialne in korporativne gospodarske učinke, ampak tudi hrani veliko kapitalnih vlaganj. Je vredno upoštevanja in promocije.