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配电网络无功补偿节能效益的计算
2015-03-25 14:40:42  浏览次数:
l  降低变压器铜损的计算
在变压器二次侧投装电容器,使流过变压器绕组的电流减少,相应在绕组电阻上的有功损耗也减少。在配电网络里,总的变压器少损功率等于各台变压器少损功率之和。单台变压器少损有功功率按下式求得:
 
式中   △PT——变压器少损有功功率
       QC——补偿电容器容量
       KQ——无功经济当量
       Q——变压器无功负荷
       UT——变压器额定电压
       RT——变压器绕组电阻
也可用降低系数法计算:
 
式中   β——变压器负载率
       cos?1——补偿前负荷功率因数
       cos?2——补偿后负荷功率因数
       △PK——变压器额定铜损
2  增加变压器输出功率的计算
变压器二次侧投装电容器后,使变压器的无功负荷减少,从而使变压器的负载降低,变压器的富裕容量增加;如果变压器已满载运行,那么通过补偿后,原来满载的变压器又有了富裕容量。这说明变压器增加了带负载能力,即增加了变压器的输出功率。要计算变压器增加的输出功率,首先要确定新增负荷的功率因数,否则没有实际意义,这是因为增加输出功率的值是受新增负荷功率因数的制约。这里有四种情况,我们通过矢量分析得出四种关系式(矢量分析略)。设cos?1为新增负荷的功率因数;cos?2为补偿后的负荷功率因数。当cos?1<cos?2时
 
式中  S0——可增加负荷的视在功率
S1——补偿前的视在功率
S2——补偿后的视在功率
当cos?0= cos?2时,?0=?2,由相量运算法则有
 
 
以上四种情况在实际计算中可按四种关系式求得S0,事实上无论新增负荷功率因数为何值都可以代入(3)式进行计算。
3  降低线路有功损耗的计算
   对线路少损有功功率的计算,应接线路节点间电阻及所通过的无功负荷分段求出少损有功功率后,再将各段的值相加,其和为网络少损有功功率。
 
式中   △PRD——RD段的线路少损有功功率
RD——网络中结点间的线路电阻
∑Q——流过R段的无功负荷的总和
∑QC——流过R段的无功经济当量
△PL——线路少损有功功率
   例:有一10kV配电网络如图所示,图中T为变压器,QC为补偿电容器功率,单位为  kvar;复数表示负荷功率,虚部为无功功率用Q表示,单位为kvar,序号与变压器相同;导线为LGJ—70mm2,单位电阻率为0.46km/Ω,试计算补偿后线路少损有功功率。
 
(1)       求线路各段电阻
R a b=0.46×1=0.46(Ω)
同理得R b c=0.23Ω,R c d=0.69Ω,R c e=0.46Ω,R e f=0.23Ω,
(2)各段线路少损有功功率由(8)式得
 
式中  △P e f ——为线路段的少损有功功率
同理得
\
(3)线路总少损有功功率由(7)式得
另一种补偿节能计算示例
例如:某配电的一台1000KVA/400V的变压器,当前变压器满负荷运行时的功率因数 cosφ =0.75,
现在需要安装动补装置,要求将功率因数提高到0.95,那么补偿装置的容量值多大?在负荷不变的前提下安装动补装置后的增容量为多少?若电网传输及负载压降按5%计算,其每小时的节电量为多少?
补偿前补偿装置容量= [sin〔1/cos0.75〕- sin〔1/cos0.95〕]×1000=350〔KVAR〕
安装动补装置前的视在电流= 1000/〔0.4×√3〕=1443〔A〕
安装动补装置前的有功电流= 1443×0.75=1082〔A〕
安装动补装置后视在电流降低=1443-1082/0.92=304 〔A〕
安装动补装置后的增容量= 304×√3×0.4=211〔KVA〕
增容比= 211/1000×100%=21%
每小时的节电量  〔 304 ×400 ×5% ×√3 ×1 〕 /1000=11  (度)
 
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