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配電網絡無功補償節能效益的計算
2015-03-25 14:40:42  瀏覽次數:
l  降低變壓器銅損的計算
在變壓器二次側投裝電容器,使流過變壓器繞組的電流減少,相應在繞組電阻上的有功損耗也減少。在配電網絡里,總的變壓器少損功率等于各臺變壓器少損功率之和。單臺變壓器少損有功功率按下式求得:
 
式中   △PT——變壓器少損有功功率
       QC——補償電容器容量
       KQ——無功經濟當量
       Q——變壓器無功負荷
       UT——變壓器額定電壓
       RT——變壓器繞組電阻
也可用降低系數法計算:
 
式中   β——變壓器負載率
       cos?1——補償前負荷功率因數
       cos?2——補償后負荷功率因數
       △PK——變壓器額定銅損
2  增加變壓器輸出功率的計算
變壓器二次側投裝電容器后,使變壓器的無功負荷減少,從而使變壓器的負載降低,變壓器的富裕容量增加;如果變壓器已滿載運行,那么通過補償后,原來滿載的變壓器又有了富裕容量。這說明變壓器增加了帶負載能力,即增加了變壓器的輸出功率。要計算變壓器增加的輸出功率,首先要確定新增負荷的功率因數,否則沒有實際意義,這是因為增加輸出功率的值是受新增負荷功率因數的制約。這里有四種情況,我們通過矢量分析得出四種關系式(矢量分析略)。設cos?1為新增負荷的功率因數;cos?2為補償后的負荷功率因數。當cos?1<cos?2時
 
式中  S0——可增加負荷的視在功率
S1——補償前的視在功率
S2——補償后的視在功率
當cos?0= cos?2時,?0=?2,由相量運算法則有
 
 
以上四種情況在實際計算中可按四種關系式求得S0,事實上無論新增負荷功率因數為何值都可以代入(3)式進行計算。
3  降低線路有功損耗的計算
   對線路少損有功功率的計算,應接線路節點間電阻及所通過的無功負荷分段求出少損有功功率后,再將各段的值相加,其和為網絡少損有功功率。
 
式中   △PRD——RD段的線路少損有功功率
RD——網絡中結點間的線路電阻
∑Q——流過R段的無功負荷的總和
∑QC——流過R段的無功經濟當量
△PL——線路少損有功功率
   例:有一10kV配電網絡如圖所示,圖中T為變壓器,QC為補償電容器功率,單位為  kvar;復數表示負荷功率,虛部為無功功率用Q表示,單位為kvar,序號與變壓器相同;導線為LGJ—70mm2,單位電阻率為0.46km/Ω,試計算補償后線路少損有功功率。
 
(1)       求線路各段電阻
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)各段線路少損有功功率由(8)式得
 
式中  △P e f ——為線路段的少損有功功率
同理得
\
(3)線路總少損有功功率由(7)式得
另一種補償節能計算示例
例如:某配電的一臺1000KVA/400V的變壓器,當前變壓器滿負荷運行時的功率因數 cosφ =0.75,
現在需要安裝動補裝置,要求將功率因數提高到0.95,那么補償裝置的容量值多大?在負荷不變的前提下安裝動補裝置后的增容量為多少?若電網傳輸及負載壓降按5%計算,其每小時的節電量為多少?
補償前補償裝置容量= [sin〔1/cos0.75〕- sin〔1/cos0.95〕]×1000=350〔KVAR〕
安裝動補裝置前的視在電流= 1000/〔0.4×√3〕=1443〔A〕
安裝動補裝置前的有功電流= 1443×0.75=1082〔A〕
安裝動補裝置后視在電流降低=1443-1082/0.92=304 〔A〕
安裝動補裝置后的增容量= 304×√3×0.4=211〔KVA〕
增容比= 211/1000×100%=21%
每小時的節電量  〔 304 ×400 ×5% ×√3 ×1 〕 /1000=11  (度)
 
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