1.提高功率因数,减少无功输送
电网在进行功率传输时,电流将在线路等阻抗上产生电压损耗△U,假如始端电压为U1,末端电压为U2,则电压损耗计算公式为:△U = U1-U2=(PR+QX)/UN
式中:P----线路传输的有功功率,kW;
Q----线路传输的无功功率,kvar;
UN ----线路额定电压,kV;
R,X----线路电阻、电抗,Ω。
若保持有功功率恒定,而R和X为定值,无功功率Q愈小,则电压损失愈小,电压质量就愈高。当线路安装容量为Q C的并联电容器补偿装置后,线路的电压损耗变为:
△U′=[PR+(Q-Q C)X]/ UN
由此可见,无功功率不仅影响配电系统的电压质量,而且导致了配电系统供电线损的增加。
因此,在有功功率合理分配的同时,做到无功功率的合理分布。按照就地无功补偿的原则安排减少无功远距离输送,合理地配置无功补偿装置,使无功补偿根据负荷需要自动投切,减少线路上输送的无功潮流,改变无功潮流分布,减少有功损耗和电压损耗。无功就地补偿,线路输送的无功功率变小,不仅相应地减少了线路电压损耗,而且提高了配电网的电压质量。对电网进行无功补偿时,应根据电网中无功负荷及无功分布情况合理选择无功补偿容量和确定补偿容量的分布,电容补偿容量最佳选定计算公式为:
QC=βavqcpc
式中:βav ----平均负荷率,一般取0.7~0.8;
qc ----电容补偿率(即每千瓦有功负荷需补偿的无功功率,可查寻有关数据表格得到),kvar/kW;
pc----由变配电所供电的月最大有功计算负荷,kW。
我公司在变电所补偿电容的选择时结合网内无功潮流的分布及配电线路用户的无功补偿水平来考虑,变电所都是设两台变压器、二次侧接线又可分两段接线,适应变压器分台运行和二次侧分段运行及检修方便,补偿电容器组以分装两组,容量一般均能适应轻载无功负荷(接近主变压器空载运压器行)及平均无功负荷(接近主变正常无功负荷)按主变容量的10%~20%确定。
2.消除三相负荷不平衡运行
变压器的三相负荷不平衡时,特别是低压网络,既影响变压器的安全运行又增加了线损。规程规定:一般要求配电变压器出口处的电流不平衡度不大于10%,干线及分支线首端的不平衡度不大于20%,中性线的电流不超过额定电流的25%,这是因为在配电系统中,有的相电流较小,有的相电流接近甚至超过额定电流,这种情况下,不仅影响变压器的安全经济运行,影响供电质量,而且会使线损成倍增加。若一条公用配电线路等值电阻为R,通过最大电流为IU=IV=IW=I,则在三相电流平衡时的有功功率损失为ΔP=3I2R。三相电流不平衡时,有负序和零序电流分量,以平衡时的正序电流即I=IU=I1为标准,这时的有功功率损失为:
ΔP=3(I12R1+I22R2+I02R0)= 3I2[(1+ε22)+ε02KR]R
式中:R1,R2,R0,R----正序、负序、零序和等值电阻,且R1=R2=R;
KR=R0/R1,一般大于4;
ε2=I2/ I1,ε0=I0/ I1----负序和零序电流的不平衡系数。
由上式可见,三相电流不平衡程度越大,有功功率损失也就越多,所以必须定期进行三相负荷测定和调整工作,使变压器三相电流力求平衡。由于三相不平衡在配电线路中经常出现,如果不平衡度大,则不仅增加相线和中线上的损耗,同时也危及配变的安全运行。对于峰谷差较大的负荷和三相不平衡的负荷,要及时调整负荷是主要手段。
3.合理调配变压器使运行更加经济
当电压为额定值时,在农用配电网中变压器的年电能损耗为:
△W= n△P0t +S2max△PKT/(nSN2)
式中:△P0----变压器的铁损,kW;
△PK----变压器的铜损,kW;
SN----变压器的额定容量,kV•A;
Smax----变压器的最大负荷,kV•A;
t----变压器每年投入运行的小时数,h;
n----并联运行的变压器台数;
T----最大负荷损耗时间(其值可由年负荷曲线确定),h。
根据公式可得到如下结论。(1)由于最大负荷损耗时间T与功率因数COSφ有关,当COSφ增大时,输送的无功功率减少,相应的T值也就减少,因而电网损耗也就明显降低。(2)根据负荷的变化适当改变投入运行的变压器台数,可以减少功率损耗。当负荷小于临界负荷时,减少一台运行较为经济;反之,当负荷大于临界负荷时,并联运行较为合理。(3)由于变压器的损耗占全系统总线损量的30%以上,故降低变压器的损耗是电网降损的重要内容。因此公司制定了一套对新增变压器入网时进行检查,一是必须是节能型;二是运行核载率必须在0.7以上进行配置;三是当变压器负荷长期低于其容量1/3时,应更换为相应容量的变压器。
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