自动有载调压自耦变压器在10kV线路改造中的应用
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自动有载调压自耦变压器在10kV 线路改造中的应用
【摘要】针对10kV 配网线路中输电线路过长,末端负荷较重,导致压降和线损过大,提出了如何改善10kV 远距离线路末端电压质量和降损节能的方法,并对自耦调压变压器的运行特点作了简要介绍。
【关键词】10kV 配网;电压质量;降损节能;自动有载调压自耦变压器
1问题的提出
广东省乳源县东阳光电化厂离子膜项目搬迁后由原有 2.5万吨/年扩产至5 万吨/年,并改由广东电网通济站双回路专线供电。
通济站至该厂输电线路距离7.5 km,原先选用导线型号LGJ-240,由于输电
距离过长,电化厂负荷较重,实际运行时电化厂受端电压负偏移较大,通济站端电压为10.5kV 时,每回线路所带负荷达到6480kW时(每回线路所供两台电解槽额定电流为16.22kA,现在实际电流只能达到12kA),电化厂母线电压降至8.5kV,造成该厂电解槽出力不够而严重影响正常生产,同时输电线路也因损耗过大而导致该厂运行成本增高。
因此如何提高电压质量,最大限度的降损节能,提高供电可靠性,则是势在必行的事情。
2经济技术方案的比较与选择
2.1线损计算
(1)已知条件:导线型号LGJ-240,线路长度L=7.5km,导线电阻R=0.16Q/km,导线电抗
X o=O.38 Q /km通济站出线母线电压U i=10.5kV。
搬迁前原始记录显示,电化厂10kV母线正常时,每回线路所带电化厂额定负荷为P=8600kW,Q=3400kVAR,电流1 = 530A ;搬迁后电化厂实际运行记录如下:受端电压U2=8.5kV,负荷P=6480kW,Q=3720kVAR,电流1 = 509A。
(2)线路电压损失。
电化厂母线实际电压:△U=Ui-U2=10.5kV-8.5kV=2kV,电压降为19%,已
严重偏离正常电压,实际结果则是该电化厂产能根本达不到正常生产值。
(3)功率损耗:由△P=3I2R10-3=3X5092><0.16 X.5 >10-3)=932.7kW。
2.2根据线损采用的手段
(1)增大导线直径,改变线路参数,合理减少系统的阻抗。
但电压损失不仅与线路电阻有关,而且与线路的电抗有关,导线截面的加大对电抗的减小作用却不明显,现电化厂输电线路中的导线型号为LGJ-240,如果再增大外线直径,则整个输电线路还需重新设计铺设,改造周期长,投资较高。
(2)采用电容串压补偿,以此抵消线路电抗电压降,然而由于电化厂采用了12脉波整流技术,所产生谐波极大,将对串压补偿装置产生不利影响,同时考虑到电容补偿易对电化厂10kV高压电机产生自激作用,故电容串压补偿并非理想之选。
(3)在输电线路中间采用有载调压自耦变压器,通过跟踪线路电压变化调整输出电压,从而改善线路末端的电压质量,减少线路损耗。
通过以上比较分析,在现有10kV架空线路的基础上进行改造,采用有载调压自耦变压器是一种技术上可行、经济实用而且改造周期短的最佳方案。
2.3有载调压自耦变压器的选取
为便于运行和管理,现选东阳光3#配电站位置作为有载调压自耦变压器地址所在地,则通济站至
东阳光3#配电站距离约1.5km,3#配电站至电化厂距离6 km,考虑变压器损耗和线损,其它已知条件不变:东阳光3#配电房至电化厂线损:
△p=3l2R10-3= 3<5302<0.16 <6X10-3= 809kW,
东阳光3#配电房至电化厂电压损失:
△U%=< R °X L/[10U N2]+Q X X0X L/[10U N2]=0.16 9409 >6/[10 122]+0.38 &
>5321/[10 1<22 ]=6.27%+8.42% = 14.7%
取输电线路末端电化厂母线电压正常值为10kV,则变压器二次侧电压最大值为U N=U L+A U=12kV。
变压器容量估算值:
S=( P+AP1)/COS^/ n=(8600+809) /0.9/0.997=10486KVA,则变压器实际容量取12500kVA。
2.4采用有载调压自耦变压器改造后系统损耗
东阳光3#配电房处至电化厂线损:
△P仁32R10-3= 3>5302>0.16 6X10-3= 809kW ,
通济站至东阳光3#配电房线损:
△P=3l2R10-3=3X5862X).16 X.5 X0-3=247kW…
变压器功率损耗:
△Pd=29kW
总线路损耗:
△Pl= △P1+^ Pb+AP2=809+29+247=1085kW
由上述可以看出,采用自耦升压变压器后,在系统损耗增加不多的情况下,电化厂产能提升了将近25%,所取得的经济效益是十分巨大的。
3自耦电力变压器的结构与和运行中的特点
(1)自动有载调压自耦变压器由三相有载调压自耦式变压器和自动调压控制器组成,整套装置
容量大、损耗低、体积小、便于安装维护;自动跟踪电压变化,调整三相有载分接开关档位,动作可靠,调整电压精度高;设备自带的控制器具有过载、欠压保护,当线路处于过流、欠压状态时,控制器自动闭锁;该控制器采用工业级控制芯片,可靠性高,抗干扰能力强,可适应户外恶劣环境;具有遥信、遥控、遥调、遥测等4 遥功能。
(2)在变压器进、出线两端各装设一组氧化锌避雷器,防止雷电感应过电压。
(3)为防止系统重负荷突然甩负荷时时电化厂母线电压异常升高,在线路末端电化厂10kV进线柜设置了过压保护措施,当线路末端电压突变量达到12kV 时,动作于断路器跳闸。
4结束语
综上所述,在配电网中应根据实际情况通过方案优化,在线路中间选取自耦升压变压器,能够有效提高电压质量,保证电压的合格率,提高电网线路的输电能力,延长配电线路供电半径,真正做到电网的安全、经济、优质运行。
参考文献
[1 ]任元会,卞铠生,姚家祎.工业与民用配电设计手册(第三版) [M].北京:中国电力出版社,2005。