Innovatív megoldások lépcsőzetes feszültségállítók esetén az elosztó rendszerekben

1. Végrehajtási Összefoglaló​

​Feszültségkezelési kihívások a modern elosztási hálózatokban:​​

• Hosszú távolságú áramvonalak, amelyek feszültségcsökkenést okoznak;
• Szétszóralt energiaforrás (DER) integráció, ami kétfelé irányuló áramfolyamot eredményez;
• Terhelési fluktuációk, amelyek gyakori feszültségváltozásokat okoznak.

​Lépcsős feszültségregulátorok (SVR) technikai jellemzői:​​

• A transzformátor tekercs-hányados módosítása révén ±10%-os feszültségbeállítási tartományt (általában 32 lépéssel, 0,625% per lépés) valósít meg;
• A legnagyobb előnye a valós idejű dinamikus beállítási képességek és többféle vezérlési stratégia kombinációja, amely rugalmasságot biztosít az elosztási hálózat feszültség támogatásához.

​Techológiai fejlődési trendek:​​

• Alapvető mechanikai csapodszemváltóktól integrált rendszerekig, amelyek elektromos hatásfokú komponenseket, adaptív vezérlési algoritmusokat és intelligens kommunikációs modulokat tartalmaznak;
• Példa: Az ABB SPAU341C vonallevélkészítő (LDC) funkcióval rendelkezik, amely a vonalimpedanciák jellemzőit szimulálja a távoli terhelési pontokon történő pontos feszültség-vezérlés érdekében;
• Mágneses rögzítésű relék és TRIAC-ok használata csökkenti a berendezések veszteségeit és méretét, növelve a telepítési rugalmasságot és költséghatékonyságot.

​2. Műszaki Elv és Szerkezet​

​Alapvető Feszültség Regulációs Mechanizmus:​​

• Feszültség regulációt ér el a transzformátor tekercs-hányados módosításával, az On-Load Tap Changer (OLTC) technológián alapuló csapodszemváltó segítségével.

​Zárt Hurok Visszacsatolt Vezérlési Folyamat:​​

1. A feszültségtranszformátorok folyamatosan beszerzik a rendszer feszültségjeleit;
2. A hibajelek generálódnak a beszerzett értékek és a beállított referenciaértékek összehasonlításával;
3. A vezérlőegység a hibajel alapján dönt a csapodszemváltás irányáról (növelés/csökkentés) és a lépés méretéről.

​A Modern SVR-k Főbb Technikai Paraméterei:​​

• Az SPAU341C példája: 0,625%-os finom feszültségbeállítási lépésekkel, 32-lépéses ±10%-os pontos feszültségbeállítást tesz lehetővé.

​2.1 Alapvető Komponensek​

• ​On-Load Tap Changer (OLTC):​​ A regisztrátor alapvető aktuátora, vakuum lehullókkal, amelyek csökkentik a nyomhatást. Átmeneti ellenállások garantálják az áramfolytonosságot a kapcsolás során, megelőzve a terhelés ellátásának megszakadását. A modern tervezetek dual-resistor átmeneti technológiát alkalmaznak, amely a váltási időt 40-60 millisekundumra csökkenti.
• ​Vezérlő Modul:​​ Magas teljesítményű mikroprocesszorok (ARM/DSP) alapján épül, többféle vezérlési stratégiát integrálva. Az ABB SPAU341C moduláris architektúrával rendelkezik, amely csatlakoztatási modulokat, I/O modulokat és automatikus feszültség-regulációs modult tartalmaz, valós időben folyamatos önszervizelést biztosítva hardver és szoftver diagnosztika céljából.
• ​Mérési és Védelmi Egység:​​ Feszültség/Áram Transzformátorok (pl. PT1, PT2, TA1) folyamatosan gyűjtik a rendszer paramétereit. Az egységek háromfázisú túláram és alacsony feszültség blokkoló funkciókkal vannak felszerelve. Rövidzárló vagy súlyos feszültség-lehullás esetén a csapodszemváltási műveleteket azonnal blokkolják, hogy megelőzzék a berendezések károsodását.
• ​Kommunikációs és Operációs Felület:​​ Támogatja az Ethernet, GPRS és más kommunikációs protokollokat távoli figyelésre és paraméter beállításra. A kijelző modul helyi operációs felületet biztosít, valós időben megjelenítve a kulcsfontosságú paramétereket, mint a beállított értékek és a mérési adatok.

​2.2 Főbb Működési Jellemzők​

​3. Alkalmazási Megoldások az Elosztási Rendszer Tervezésében​

​3.1 Tipikus Alkalmazási Források​

• ​Hosszú Sugárzó Ágak:​​ A klasszikus SVR-alkalmazás. A vidéki elosztási hálózatokban a 10kV vonalak gyakran 15km-nél hosszabbak, ami súlyos feszültség-elkhelyeződést okoz a vonal vége felé. Az SVR-ek közepén vagy a vonal végén történő üzemeltetése hatékonyan kiegyenlítik a feszültség-lehullást. A mérnöki gyakorlat mutatja, hogy egyetlen SVR 30%-kal bővítheti a vonal sugárát, és a feszültség megfelelőségi arányt 70% alattól 98% fölé emeli, jelentősen csökkentve a vonal fejlesztési költségeket.
• ​Nagy Sűrűségű Városi Elosztási Hálózatok:​​ A terhelési fluktuációk és a feszültség-eltérés kihívásokkal küzdenek. Az SVR-ek általában a körteház kimenetein vagy a gyűrű alakú fővonal (RMU) csomópontokon vannak telepítve. Egy városi kereskedelmi terület újraszerkesztési projektben az SVR-ek 4 fontos csomóponton történő telepítése a csúcsidőbeni feszültség-fluktuációt ±8%-ról ±2%-ra csökkentette, egyideál