Длинные линии электропередачи: низкое напряжение и большие колебания напряжения
Согласно "Техническим руководствам по планированию и проектированию распределительных сетей" (Q/GDW 1738–2012), радиус питания 10-киловольтной линии электропередачи должен соответствовать требованиям качества напряжения на конце линии. В принципе, радиус питания в сельской местности не должен превышать 15 км. Однако в некоторых сельских районах фактический радиус питания может превышать 50 км из-за низкой плотности нагрузки, малого и рассеянного спроса на электроэнергию, что приводит к чрезмерно длинным 10-киловольтным линиям. Такая дальнобойная передача энергии неизбежно вызывает значительное снижение напряжения или большие колебания напряжения в средней и дальней части линии. Самым экономически эффективным решением этой проблемы является децентрализованное регулирование напряжения.
Для обеспечения качества напряжения основные методы и меры регулирования напряжения в средневольтных и низковольтных распределительных сетях включают:
Регулирование напряжения под нагрузкой (OLTC) главных трансформаторов подстанций;
Регулирование потока реактивной мощности на линии;
Изменение параметров линии;
Строительство новых подстанций;
Установка автоматических регуляторов напряжения серии SVR для линий питания.
Из этих методов первые четыре часто оказываются экономически неэффективными или непрактичными при применении к конкретным длинным линиям питания. Компания Rockwell Electric Co., Ltd. разработала автоматический регулятор напряжения SVR, который предлагает технически осуществимое, экономически эффективное и легко устанавливаемое решение, предназначенное специально для регулирования напряжения на таких специализированных линиях питания.
Автоматический регулятор напряжения линии состоит из автотрансформатора с девятью выводами, регулятора напряжения под нагрузкой (OLTC) и автоматического контроллера, способного в реальном времени отслеживать напряжение на конце линии в зависимости от изменений нагрузки. Автотрансформатор включает в себя основную обмотку и регулирующую обмотку. Разница напряжения между соседними выводами регулирующей обмотки составляет 2,5%, что обеспечивает общий диапазон регулирования ±20% (то есть 40% в общем). Кроме того, включена вторичная трехфазная обмотка, соединенная треугольником, в основном для подавления третьего гармонического составляющего и для питания автоматического контроллера и механизма OLTC.
На стороне источника основное соединение может переключаться через OLTC между выводами 1 и 9. На стороне нагрузки основное соединение фиксируется в зависимости от требуемого диапазона регулирования:
Для диапазона регулирования 0% до +20% соединение на стороне нагрузки фиксируется на выводе 1 (вывод 1 становится прямым положением);
Для диапазона –5% до +15% оно фиксируется на выводе 3 (вывод 3 как прямое положение);
Для симметричного диапазона –10% до +10% оно фиксируется на выводе 5 (вывод 5 как прямое положение).
Токовые трансформаторы (ТТ) установлены на фазах A и C стороны нагрузки, соединены дифференциально внутри. Напряжения трансформаторы (НТ) также установлены на фазах A и C стороны нагрузки. В конфигурациях с двунаправленным потоком мощности, НТ дополнительно устанавливаются на фазах A и C стороны источника.
Контроллер использует сигналы напряжения и тока со стороны нагрузки в качестве аналоговых входов для принятия решений о переключении выводов. Различные статусные сигналы служат основой для определения операционных состояний и инициирования тревог или защитных действий. На основе основного принципа "обеспечения качественного напряжения при минимизации операций переключения" и применения теории нечеткого управления для размытия границ регулирования была реализована улучшенная стратегия управления. Это эффективно улучшает стабильность напряжения и значительно снижает количество операций переключения.
В автоматическом режиме контроллер регулирует напряжение, изменяя положение вывода:
Если напряжение на стороне нагрузки остается ниже "эталонного напряжения" на заданный порог в течение определенного времени, контроллер командует OLTC увеличить шаг. После операции вводится период блокировки, предотвращающий дальнейшее переключение.
После окончания периода блокировки допускается еще одно переключение вывода.
Обратно, если напряжение на стороне нагрузки остается выше эталонного напряжения на заданную величину в течение указанного времени, контроллер инициирует команду на уменьшение шага, после чего следует аналогичный период блокировки после операции.
В ручном режиме устройство можно зафиксировать на любом выбранном оператором положении вывода.
В удаленном режиме оно принимает команды от удаленного центра управления и работает на положении вывода, указанном удаленной инструкцией.
Вход
