Staidéar Rialaithe Voltaí chun Stábhacht agus Cothromacht Líonuithe Tuaithe a Fheabhsú
Ⅰ. Príncípio Técnico e Vantagens Núcleo
1. Princípio de Funcionamento
O regulador de tensão de 32 passos é um dispositivo de regulação de tensão do tipo comutação de torres que ajusta a tensão automaticamente mudando as posições das torres em série:
• Modo Aumento/Diminuição: Um interruptor reversível seleciona a polaridade relativa das bobinas em série e paralelo, alcançando uma faixa de regulação de tensão de ±10%.
• Regulação Fina de 32 Passos: Cada passo ajusta a tensão por 0,625% (total de 32 passos), prevenindo alterações abruptas de tensão e garantindo o fornecimento contínuo de energia.
• Comutação Make-Before-Break: Utiliza um design "contatos gêmeos + reator de ponte". Durante a comutação de torres, a corrente de carga é temporariamente desviada através do reator, garantindo o fornecimento ininterrupto de energia à carga.
2. Vantagens para a Adaptação da Rede Rural
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Característica |
Regulador Mecânico Tradicional |
Regulador de Tensão de 32 Passos |
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Velocidade de Resposta |
Segundos a minutos |
Milissegundos |
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Precisão de Regulação |
±2%–5% |
±0,625% |
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Raio de Fornecimento Suportável |
Limitado (Geralmente <10km) |
Estendido (>20km) |
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Requisito de Manutenção |
Alto (Desgaste mecânico) |
Sem contato, Sem manutenção |
Tabela: Comparação de Desempenho entre Equipamentos Tradicionais e o Regulador de 32 Passos
II. Problemas de Tensão e Requisitos nas Redes de Distribuição Rurais
As redes elétricas rurais são propensas a problemas de qualidade de tensão devido às seguintes características:
- Raios de Fornecimento Excessivamente Longos: Ocorre uma queda significativa de tensão no final da linha.
- Flutuações de Carga Severas: As cargas agrícolas (por exemplo, equipamentos de irrigação) causam uma desvio significativo de tensão entre o dia e a noite (tensão alta durante o dia, baixa à noite).
- Desbalanceamento Trifásico: Cargas monofásicas concentradas causam deslocamento do ponto neutro, piorando a instabilidade de tensão.
- Equipamentos Obsoletos: Diâmetros de condutores pequenos e capacidade insuficiente de transformadores agravam as perdas na linha.
III. Design da Solução
1. Arquitetura do Sistema
Adota uma estratégia de implantação hierárquica:
• Saída da Subestação: Instale reguladores do tipo B (excitação constante) para estabilizar a tensão da alimentação principal.
• Meio/Ponto Final de Ramos Longos: Implemente reguladores do tipo A (por exemplo, VR-32) para compensar as quedas locais de tensão.
2. Passos Chave de Implementação
• Princípio de Localização: Baseie a seleção do local na curva de queda de tensão sob carga máxima; instale em nós onde a queda de tensão excede 5%.
• Adequação de Capacidade: Selecione a capacidade do regulador com base na corrente máxima da linha (por exemplo, VR-32 em Zhangwu County suporta uma carga de 7700kVA).
• Coordenação Inteligente:
- Coordene com Geradores de VAr Estáticos (SVG) para suprimir flutuações de cargas indutivas.
- Combine com a regulação de potência reativa dos inversores fotovoltaicos para mitigar a sobretensão diurna.
3. Comunicação e Automação
• Controle Local: Sensores de tensão fornecem feedback em tempo real, acionando mudanças de torres (não é necessário comando central).
• Monitoramento Remoto: Carregue dados operacionais (tensão, posição de torres, taxa de carga) para o sistema de controle central para apoiar a manutenção preditiva.
IV. Casos de Aplicação e Resultados
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Área do Caso |
Descrição do Problema |
Solução |
Resultados |
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Alberta, Canadá |
Queda de tensão >10% no final da alimentação durante a temporada de irrigação; sub-tensão severa |
Instalou o regulador de tensão VR-32 no meio da linha |
Tensão final estabilizada dentro de 230V ±10% (faixa qualificada) |
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Baviera, Alemanha |
Tensão mínima noturna caindo para 151V |
Instalou uma combinação (compensador dinâmico + regulador de tensão) no final da linha |
Tensão estabilizada acima de 210V |
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Áreas Agrícolas, Chile |
Desvio de tensão pico-vale >15% |
Implementou um novo dispositivo de regulação de tensão flexível na saída do transformador |
Taxa de flutuação de tensão ao longo do dia <3% |
V. Direções de Inovação e Tendências Futuras
- Sinergia com Recursos Energéticos Distribuídos (RED):
Integre com Armazenamento de Energia Fotovoltaica (DES), utilizando reguladores para suprimir violações de tensão causadas por flutuações de energia renovável. - Otimização com Inteligência Artificial:
Aplique Aprendizado Profundo por Reforço (DRL) para prever mudanças de carga e ajustar previamente as posições de torres (por exemplo, pré-aumentar a tensão em antecipação aos picos de irrigação). - Sistemas Híbridos de Regulação de Tensão:
Combine com Pontos Abertos Suaves (SOP) para formar redes de regulação multinível: SOP regula potência ativa/reactiva, enquanto os reguladores lidam com a queda de tensão em estado estável.
VI. Benefícios Econômicos e Sociais
• Retorno sobre o Investimento: O custo de um único regulador é aproximadamente 10k–10k–10k–15k USD, capaz de reduzir as perdas na linha em 3%–8%.
• Melhoria na Qualidade do Fornecimento de Energia: A taxa de qualificação de tensão aumenta de <90% para >99%, apoiando a industrialização rural (por exemplo, operação estável de equipamentos de cadeia fria e processamento).
