無功補(bǔ)償對配電變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的影響

楊君+趙亞鑫

摘 要：無功補(bǔ)償對于增強(qiáng)變壓器運(yùn)行的可靠性，提高電能質(zhì)量，降低運(yùn)行損耗都有顯著效果。本文通過分析配電變壓器運(yùn)行過程中無功補(bǔ)償變化所產(chǎn)生的影響，比較不同方案并對無功補(bǔ)償?shù)挠绊?，以及帶來的?jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：無功補(bǔ)償 配電變壓器 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

中圖分類號：TM714.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）07（b）-0182-02

變壓器在電力系統(tǒng)中起到變換電壓與輸送功率的重要作用，雖然單臺變壓器的功率損耗較小，但由于其數(shù)量龐大大，統(tǒng)計顯示，其損耗占全國電網(wǎng)總發(fā)電量的2.8%。科學(xué)的無功補(bǔ)償方式可以提高負(fù)荷側(cè)的功率因數(shù)，實現(xiàn)降低功率損耗的目標(biāo)。

1 無功補(bǔ)償對變壓器運(yùn)行的影響

電容器在無功補(bǔ)償過程中，輸出無功功率，所以變壓器輸出的無功功率相應(yīng)減少，總負(fù)荷S下降，形成了新負(fù)荷曲線Snew。無功補(bǔ)償不僅使負(fù)荷曲線發(fā)生變化，也會對變壓器的有功損耗特性產(chǎn)生影響，變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)間也隨之發(fā)生變化。這時需要通過調(diào)整變壓器的投切方式來滿足變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需要。

例如兩臺配電變壓器，變壓器1和變壓器2，簡稱變1和變2，其中實際負(fù)載為（kVA），臨界負(fù)載為S1，S2，兩臺變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)間如表1。

以表1為例，得出S與Snew的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的區(qū)間劃分示意圖如圖1。S曲線顯示在沒有無功補(bǔ)償影響時的情況，即在時間段內(nèi)運(yùn)行方式應(yīng)該由變2獨立運(yùn)行變?yōu)閮膳_變壓器并列運(yùn)行，Snew曲線顯示在有電容器無功補(bǔ)償時在時段內(nèi)應(yīng)該是變2單獨運(yùn)行。由此可見無功補(bǔ)償對變壓器的功率輸出有明顯的影響，需要對不同負(fù)載情況制定不同的投切方式，否則變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行將難以實現(xiàn)。

因為無功補(bǔ)償引起負(fù)荷曲線的變化，需要對新的負(fù)荷曲線進(jìn)行重新擬合，為了使分段擬合更加合理，根據(jù)電容器組投切時刻的分段在原有擬合曲線分段的基礎(chǔ)上實現(xiàn)分段擬合。

2 不同投切方案帶來的節(jié)電效益

由于無功補(bǔ)償使變壓器實際的負(fù)荷曲線發(fā)生變化，為了保證變壓器運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，其運(yùn)行中的投切方式也需要做出相應(yīng)改變，通過對無功補(bǔ)償前后S和Snew兩種投切方案在節(jié)電效益方面進(jìn)行比較，從而確定更有利于變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的方式保證變壓器運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。以圖1中時間段為例，進(jìn)行節(jié)電效益計算。

2.1 投切方案 的節(jié)電效益

3 算例分析驗證

例如，有變1、變2兩臺雙繞組變壓器，其參數(shù)如表2所示：

已知負(fù)荷側(cè)有兩組并聯(lián)電容器，每組容量為300kVar，其介質(zhì)損耗正切值tana=0.54%；變壓器運(yùn)行方式為：兩臺并列運(yùn)行；無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量KQ=0.1。對其無功補(bǔ)償前后的投切方案和節(jié)電效益進(jìn)行分析

3.1 臨界點法獲得變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)間

3.2 無功補(bǔ)償前投切方案A

根據(jù)綜合臨界負(fù)荷與負(fù)荷曲線S得到變壓器的投切方案A為：在T=12時，切除變1，變2獨立運(yùn)行；T=28時投入變1，兩臺并列運(yùn)行。

3.3 計算電容器組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)間

當(dāng)變2單獨運(yùn)行時，電容器臨界無功值為Q=505，當(dāng)兩臺并列運(yùn)行時，電容器臨界無功值分別為Q=803Q=1103。所以當(dāng)變2獨立運(yùn)行且滿足Q>505時，需投入一組電容器；當(dāng)兩臺并列運(yùn)行且滿足8031103時，投入兩組電容器。

3.4 電容器組的投切方案

補(bǔ)償后投切方案Anew為：時T=11時刻切除變1，變2獨立運(yùn)行；T=30時，投入變1，兩臺并列運(yùn)行。

A與Anew的區(qū)別在時段內(nèi)；A方案在時，兩臺變壓器并列運(yùn)行，而Anew方案在此時間段內(nèi)為變2獨立運(yùn)行。

4 結(jié)語

根據(jù)節(jié)電效益方程求得時，求得變壓器的節(jié)電效益為I1=348.2元，I2=583.7元，由I1

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