專利名稱：：用于大容量高阻抗配電變壓器損耗試驗(yàn)中的無(wú)功補(bǔ)償方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)中用于大容量高阻抗配電變壓器損耗試驗(yàn)中的無(wú)功補(bǔ)償方法。
背景技術(shù)：
：(1)、試驗(yàn)意義和現(xiàn)有試驗(yàn)方法空、負(fù)載試驗(yàn)(簡(jiǎn)稱能耗試驗(yàn))是配電變壓器例行試驗(yàn)項(xiàng)目。通過(guò)空、負(fù)載試驗(yàn)，測(cè)量和校核配電變壓器的空載損耗、空載電流、負(fù)載損耗和短路阻抗等技術(shù)參數(shù)，能夠有效發(fā)現(xiàn)配電變壓器局部缺陷和質(zhì)量問(wèn)題。根據(jù)國(guó)標(biāo)GB/T6451-1999以及2006年7月江蘇省電力公司下發(fā)的"關(guān)于10kV配電變壓器質(zhì)量控制辦法"的文件精神，對(duì)配電變壓器進(jìn)行額定電壓下的空載試驗(yàn)和額定電流下的負(fù)載試驗(yàn)，對(duì)于檢測(cè)變壓器質(zhì)量、控制能耗有著重要的意義。在配電變壓器的空、負(fù)載試驗(yàn)中，對(duì)試驗(yàn)電源和試驗(yàn)設(shè)備的容量有著較高的要求?？蛰d試驗(yàn)中，一般采用三相交流電源通過(guò)調(diào)壓器，在配電變壓器低壓側(cè)進(jìn)行加壓，高壓側(cè)開(kāi)路。為了保證電源波形失真度不超過(guò)5%,調(diào)壓器容量ST應(yīng)達(dá)到St=(SnIo%)KoKa電源容量Sn應(yīng)達(dá)到So=(SnIo%)KoKaKb式中Sn——被試變壓器額定容量；Io%——被試變壓器空載電流占總電流的百分?jǐn)?shù)；Ko——波形容量因素，調(diào)壓器取2.0;Ka——變換因素，一般取1.21.3;Kb——安全因數(shù)，可取1.01.1;配電變壓器負(fù)載試驗(yàn)一般采用三相電源經(jīng)調(diào)壓器，在配電變壓器高壓側(cè)施加額定電流，低壓側(cè)短路。為了降低變壓器附加損耗對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)造成的影響，電源和調(diào)壓器容量均應(yīng)大于被試驗(yàn)變壓器的短路容量。即S0>SNUK%St》SnUk%式中SN——被試變壓器額定容量；UK%——被試變壓器短路阻抗；(2)額定電壓下的空載試驗(yàn)對(duì)試驗(yàn)設(shè)備的要求根據(jù)公式推導(dǎo)和GB/T6451-1999中配電變壓器空載電流參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，630kVA及以上容量10kV配電變壓器，進(jìn)行額定電壓下的空載試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)電源和調(diào)壓器容量要求如表1所示表1<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>(3)額定電流下的負(fù)載試驗(yàn)對(duì)試驗(yàn)設(shè)備的要求我國(guó)部分地區(qū)為了限制配電變壓器的短路電流，降低配變低壓側(cè)短路對(duì)電網(wǎng)和開(kāi)關(guān)的開(kāi)斷電流的影響，對(duì)于630kVA及以上容量配電變壓器，要求采用7%一8%左右的高阻抗。對(duì)該類配變進(jìn)行額定電流下的負(fù)載試驗(yàn)，根據(jù)公式推導(dǎo)和阻抗參數(shù)(取平均值7.5%)，不同容量配變需要的設(shè)備參數(shù)如表2所示表2<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>目前縣一級(jí)供電企業(yè)試驗(yàn)室配置的調(diào)壓器容量一般為15kVA,額定電壓為380V/450V。試驗(yàn)室有獨(dú)立電源的則電源容量裕度較大，無(wú)獨(dú)立試驗(yàn)電源的，則電源容量受到較大的限制。通過(guò)上述計(jì)算可知，根據(jù)目前試驗(yàn)室配置的調(diào)壓器容量，我們將無(wú)法對(duì)一些630kVA及以上的大容量配電變壓器進(jìn)行額定條件下的空、負(fù)載試驗(yàn)。而對(duì)三相變壓器進(jìn)行單相損耗試驗(yàn)，或者進(jìn)行其它的非額定工況下的等效損耗試驗(yàn)，由于試驗(yàn)數(shù)據(jù)存在折算誤差，其有效性值得商榷！因此，有必要在現(xiàn)有試驗(yàn)電源和試驗(yàn)設(shè)備容量限制條件下，采取新的辦法對(duì)大容量配變進(jìn)行額定工況下的損耗試驗(yàn)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的就是提供一種能夠?qū)Υ笕萘扛咦杩古潆娮儔浩鞲行詿o(wú)功分量進(jìn)行補(bǔ)償，從而有效降低配電變壓器損耗試驗(yàn)對(duì)電源和試驗(yàn)設(shè)備的容量需求的無(wú)功補(bǔ)償方法。為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為一種用于大容量配電變壓器損耗試驗(yàn)中的無(wú)功補(bǔ)償方法，所述的配電變壓器損耗試驗(yàn)中的試驗(yàn)設(shè)備包括三相電源、與三相電源相電連接的調(diào)壓器以及升壓變壓器，所述的三相電源和調(diào)壓器用于為配電變壓器提供試驗(yàn)容量，在所述的三相電源與所述的配電變壓器之間至少并聯(lián)有一組三相電容器組，通過(guò)所述電容器組的容性無(wú)功電流來(lái)補(bǔ)償配電變壓器本身的感性無(wú)功電流從而降低試驗(yàn)電源和調(diào)壓器的輸出容量以實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償。由于上述技術(shù)方案的運(yùn)用，本發(fā)明具有下列優(yōu)點(diǎn)由于在試驗(yàn)電源與配電變壓器之間并聯(lián)電容器組，通過(guò)電容器組發(fā)出的容性無(wú)功電流來(lái)補(bǔ)償空、負(fù)載試驗(yàn)中配電變壓器本身的感性無(wú)功電流，從而降低了試驗(yàn)電源和調(diào)壓器的輸出容量，實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償。附圖1為本發(fā)明無(wú)功補(bǔ)償方法的接線原理圖；附圖2為串聯(lián)諧振原理圖；具體實(shí)施方式下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。由于在配電變壓器的空、負(fù)載試驗(yàn)中，電源和調(diào)壓器輸出容量由感性無(wú)功分量和有功分量組成，如果忽略試驗(yàn)測(cè)量?jī)x表和調(diào)壓器消耗對(duì)容量的影響，那么電源和調(diào)壓器的輸出容量等于配電變壓器消耗的容量。以630kVA容量配電變壓器為例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明當(dāng)進(jìn)行額定電壓下的空載試驗(yàn)時(shí)，調(diào)壓器和電源輸出容量為St《So=Sn1。%若空載電流10%取0.卯％，則Si=630X0.M%=5.67kVA其中有功損耗為0.81kW，感性無(wú)功為5.05kVar;當(dāng)進(jìn)行額定電流下的負(fù)載試驗(yàn)時(shí)，調(diào)壓器和電源的輸出容量為STS0=SnUk%若阻抗電壓Uk。/。取7.5%，則ST=630X7.5%=47.25kVA其中有功損耗為6.2kW,無(wú)功損耗為46.8kVar?？梢?jiàn)，無(wú)論是空載試驗(yàn)還是負(fù)載試驗(yàn)，調(diào)壓器和電源輸出容量絕大部分都消耗在了配電變壓器感性無(wú)功分量部分，有功只占其中的很小一部分。因此如果能夠?qū)Ω行詿o(wú)功分量進(jìn)行補(bǔ)償，將會(huì)大大減少電源和調(diào)壓器的視在電流輸出，從而有效降低配變損耗試驗(yàn)對(duì)電源和試驗(yàn)設(shè)備的容量需求。如圖1所示的無(wú)功補(bǔ)償方法，該方法對(duì)配電變壓器的感性無(wú)功進(jìn)行補(bǔ)償，通過(guò)選擇合適的三相電容器組和配電變壓器并聯(lián)，通過(guò)電容器組發(fā)出的容性無(wú)功電流來(lái)補(bǔ)償空、負(fù)載試驗(yàn)中配電變壓器本身發(fā)出的感性無(wú)功電流，從而降低了試驗(yàn)電源和調(diào)壓器的輸出容量。所述的電容器組主要有兩種接線方式，一種采用星形連接，即Y接線；另外一種方式采用三角形連接，即A接線。由于高阻抗配電變壓器容量不同，相關(guān)空、負(fù)載參數(shù)不同，選擇補(bǔ)償?shù)娜萘恳膊槐M相同。本實(shí)施例在電容器組上，采用兩組獨(dú)立的電容器組，可根據(jù)需要采用不同的接線方式。兩組電容器組參數(shù)設(shè)定為額定電壓為800V，電容器組在750V電壓作用下，參數(shù)如表3所示表3<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>其組合方式和補(bǔ)償容量如表4所示:表4<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>其中N表示不接入，Y表示星形接入，A表示三角形接入。對(duì)高阻抗配電變壓器開(kāi)展負(fù)載試驗(yàn)時(shí)，根據(jù)配電容量和阻抗等參數(shù)，選取合適的補(bǔ)償方式，可以最大程度的滿足試驗(yàn)需要，相關(guān)仿真分析計(jì)算如表5:表5<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中，通過(guò)參考變壓器出廠資料，選擇合適的電容器組進(jìn)行補(bǔ)償，可以最大限度的滿足試驗(yàn)條件。上述無(wú)功補(bǔ)償中應(yīng)采用欠補(bǔ)償?shù)姆绞?，這是因?yàn)槿舨捎眠^(guò)補(bǔ)償，則電容器的容抗和配變感抗并聯(lián)，對(duì)電源端而言，為容性負(fù)載，有可能和調(diào)壓器的感抗構(gòu)成LC回路，產(chǎn)生容升現(xiàn)象甚至是串聯(lián)諧振?；芈吩砣鐖D2所示，圖中Zp為調(diào)壓器等效阻抗，Zc為電容器等效容抗，ZB為配變等效阻抗。當(dāng)ZT+ZB-Zc=0時(shí)，回路將發(fā)生串聯(lián)諧振，對(duì)試驗(yàn)設(shè)備和配電變壓器將會(huì)造成損傷。因此在確定補(bǔ)償容量時(shí)，根據(jù)實(shí)踐，補(bǔ)償度應(yīng)控制在50%—80%左右為宜。且在進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，盡量采用星形接法，因?yàn)槿綦娙萜鹘M采用三角接法，當(dāng)某相電容器發(fā)生故障短路時(shí)，通過(guò)故障相電容的電流完全由電容器接入點(diǎn)的電源短路容量決定，該短路電流可能超過(guò)電容額定電流數(shù)倍甚至數(shù)十倍，此電流將引起電容器絕緣介質(zhì)的劇烈膨脹，可能引發(fā)爆炸事故。而采用星形接法的話，當(dāng)某相電容器發(fā)生短路故障時(shí)，流過(guò)故障相電容的短路電流僅為正常值的三倍，非故障相電容的電流為正常值的^倍，在補(bǔ)償裝置過(guò)流保護(hù)的作用下迅速切除電容器組，可保證試驗(yàn)人員和設(shè)備的安全。應(yīng)用上述補(bǔ)償方案對(duì)一臺(tái)630kVA配電變壓器進(jìn)行額定工況下的損耗試驗(yàn)，該變壓器銘牌數(shù)據(jù)為型號(hào)SG10-630/10，空載損耗1.26kW，空載電流百分比0.9%,負(fù)載損耗7.13kW，短路阻抗7.6%。根據(jù)該銘牌數(shù)據(jù)，空載試驗(yàn)無(wú)需補(bǔ)償，負(fù)載試驗(yàn)中，則需采取電容器組補(bǔ)償。上述計(jì)算方法為本領(lǐng)域公知常識(shí)，在此對(duì)此計(jì)算過(guò)程不再贅述。根據(jù)表5可知，可采取I組Y接入的方案或II組Y接入的方案，下面以II組Y接入的方案進(jìn)行負(fù)載試驗(yàn)為例進(jìn)行說(shuō)明。負(fù)載試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下電源和調(diào)壓器輸出電壓379.5V，輸出電流20.8A，輸出容量13.6kVA(小于15kVA);電容器組實(shí)測(cè)電流Ic為26.0A，補(bǔ)償無(wú)功為Qc=3"CU2=34.15kVA配電變壓器輸入電流36.4A，阻抗電壓759V;配變消耗的容量為47.9kVA，其中有功PK為7.02kW,無(wú)功Qic為47.4kVA。上述試驗(yàn)數(shù)據(jù)證明了采用電容器組補(bǔ)償可以有效降低大容量配變空負(fù)載試驗(yàn)對(duì)試驗(yàn)設(shè)備的容量要求。權(quán)利要求1.一種用于大容量高阻抗配電變壓器損耗試驗(yàn)中的無(wú)功補(bǔ)償方法，所述的配電變壓器損耗試驗(yàn)中的試驗(yàn)設(shè)備包括三相電源、與三相電源相連接的調(diào)壓器及升壓變壓器，所述的三相電源和調(diào)壓器以及升壓變壓器用于為配電變壓器提供試驗(yàn)容量，其特征在于在所述的三相電源與所述的配電變壓器之間至少并聯(lián)有一組三相電容器組，通過(guò)所述電容器組的容性無(wú)功電流來(lái)補(bǔ)償配電變壓器本身的感性無(wú)功電流從而降低試驗(yàn)電源和調(diào)壓器的輸出容量以實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于大容量高阻抗配電變壓器損耗試驗(yàn)中的無(wú)功補(bǔ)償方法，其特征在于所述的每一組三相電容器組與三相電源采用星形接線方式。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于大容量高阻抗配電變壓器損耗試驗(yàn)中的無(wú)功補(bǔ)償方法，其特征在于所述的每一組三相電容器組與三相電源采用三角形接線方式。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于大容量高阻抗配電變壓器損耗試驗(yàn)中的無(wú)功補(bǔ)償方法，其特征在于在所述的三相電源與所述的配電變壓器之間并聯(lián)有多組三相電容器組，所述多組三相電容器組采用星形接線與三角形接線相結(jié)合的方式。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于大容量高阻抗配電變壓器損耗試驗(yàn)中的無(wú)功補(bǔ)償方法，其特征在于所述的電容器組的容性參數(shù)小于配電變壓器本身的感性參數(shù)。全文摘要本發(fā)明涉及一種用于大容量高阻抗配電變壓器損耗試驗(yàn)中的無(wú)功補(bǔ)償方法，所述的配電變壓器損耗試驗(yàn)中的試驗(yàn)設(shè)備包括三相電源、與三相電源相電連接的調(diào)壓器及升壓變壓器，所述的三相電源和調(diào)壓器及升壓變壓器用于為配電變壓器提供試驗(yàn)容量，在三相電源與配電變壓器之間至少并聯(lián)有一組三相電容器組，通過(guò)所述電容器組的容性無(wú)功電流來(lái)補(bǔ)償配電變壓器本身的感性無(wú)功電流從而降低試驗(yàn)電源和調(diào)壓器的輸出容量以實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償。由于在試驗(yàn)電源與配電變壓器之間并聯(lián)電容器組，通過(guò)電容器組發(fā)出的容性無(wú)功電流來(lái)補(bǔ)償空、負(fù)載試驗(yàn)中配電變壓器本身發(fā)出的感性無(wú)功電流，從而降低了試驗(yàn)電源和調(diào)壓器的輸出容量，實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償。文檔編號(hào)G01R31/00GK101257213SQ20081002011公開(kāi)日2008年9月3日申請(qǐng)日期2008年3月25日優(yōu)先權(quán)日2008年3月25日發(fā)明者周文華,曦張,徐青龍,慶陳申請(qǐng)人:江蘇省電力公司蘇州供電公司