变压器循环电流对无功自动补偿装置测量的影响

作者:李公波;徐刚;沈杨;梁倩 刊名:电力电容器与无功补偿 上传者:张文明

【摘要】无功自动补偿装置直接关系到电网的可靠运行,研究自动补偿过程中出现的问题对系统优化有重要意义。本文通过对一起安装无功自动补偿装置后,系统出现异常运行情况进行模型简化及数据分析,得出有载调压变压器在不同档位并列运行时,其产生的循环电流会影响对低压侧功率因数测量的结论,并依据规程提出了运行相关建议。

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0引言随着中国城市化进程的加快,工业及农业负荷都持续增加,电力负荷出现了大的缺口。为优化电力结构,并且在不增加电源建设的前提下,对电力系统进行无功优化管理可以大幅提高功率因数、降低线路损耗,减少系统拉闸限电次数,提高供电可靠性[1]。城乡负荷由于其特定的用电时段造成了负荷波动较大,在农村电网中,用户消耗的无功功率约占50%60%,其无功功率主要消耗在低压配电网中[2]。采用固定补偿装置容易出现高峰时不能满足容量需求而低谷时段出现过补偿。应优先采用分组投切电容器装置来满足无功在不同时段补偿的需求[3]。分组投切电容器装置一般有两种设计模式,一种是在母线上设置多个电容器组,电容器组由独立的电源开关进行人工投切;另一种是在母线上设置1套电容器装置,装置内的电容器组分成多个等容或不等容的电容器支路,根据测量装置传来的电流电压信号计算后由真空接触器、开关等进行自动投切。2011年11月,平邑供电公司35kV南温水变电站进行无功补偿装置升级改造,将固定投切的电容器更换为自动投切电容器。在补偿装置安装试送电期间发现无功缺额显示异常,高压侧实时功率因数为0.88,而补偿装置显示为0.79,由于满足投切条件,补偿装置一直投入电容,此时调度显示电容已过补。对此次过补的原因进行了深入分析,并提出了相关建议。1设备主要技术参数南温水变电站主接线方式:35kV侧采用同源双母线接线,10kV侧采用单母线分段接线。变压器型号为S10-6300/35,有载调压范围为3532.5%/10。联结组标号:YN,d11。无功自动补偿装置选用A公司DS5系列无功补偿装置。系统如图1所示。图1系统接线图Fig.1Wiringdiagramofsystem2现场调查分析A公司DS5系列无功补偿装置进行功率因数计算时选取的参数是一线电压和一相电流,其综合控制器型号为DSK5010,其显示的功率因数为0.79。主控室保护测量为B公司继保测量装置,保护所测量的数据与上级调度所出线数据相一致。此时其运行数据为IN=190A(三相基本平衡,计算采取系统显示的A相数据),功率因数为0.88。经过现场计算与分析排除了系统接线、计算方法等方面的错误。现场1号有载变压器运行于6档,2号有载变压器运行于4档。并列运行变压器分接开关运行不同分接位置,变压器线网会产生循环电流造成负载分配不匀,严重时甚至会烧毁变压器[4]。造成变压器运行档位不一致的原因有很多,这里就不一一列举分析。由于变压器具有很高的X/R比率(一般为2550),即可认为是纯电抗且电阻性可以忽略[5]。在应用于电抗电路的同相电压变化(如分接头操作)只会引起无功改变而不会引起有功改变。所以主要讨论档位不一致的变压器并列运行时对无功相关参数的影响。3实际问题计算分析由于此有载变压器有10个档位,对负荷侧电压的调整变化为32.5%,每挡所调节的电压相同,因此每挡调节的电压为:0.15UL/10=0.015UL(UL为负荷侧的额定电压)。该式说明,当变压器独立运行时,分接开关每调整一个挡位,负荷侧对应的电压产生0.015UL的变化,档位调整与电压变化的关系是线性、离散的。但是当2台或者多台变压器并列运行时,其中1台主变的分接头开关的调整与负荷侧电压的变化将不再是对应的线性关系[6]。结合本次的案例,其中1号主变实时运行于第6分接头,2号变压器运行于第4分接头,变压器运行在分接头彼此相差2个挡位。此时2台变压器引起无功分配的数额相差较大,二次侧产生的电压差异会形成循环电流,此循环电流大小仅受2台变压器的阻抗影响[7]。故环路阻抗:ZC=2ZT=20.075(

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