تأثیر ولتاژ شبانه بر ضررهای ترانسفورماتور و استراتژی های مدیریت جامع افزایش می یابد

تأثیر ولتاژ شبانه بر ضررهای ترانسفورماتور و استراتژی های مدیریت جامع افزایش می یابد

چکیده: تحقیقات تأیید کرده است که پدیده ولتاژ شبانه در شبکه های توزیع به طور قابل توجهی باعث افزایش تلفات بدون بار ترانسفورماتور می شود. هنگامی که ولتاژ عملیاتی 5 ٪ از ارزش رتبه بندی شده است ، تلفات آهن یک ترانسفورماتور توزیع معمولی بیش از 10 ٪ افزایش می یابد. با اتخاذ یک طرح کنترل هماهنگ با ترکیب تنظیم ولتاژ در بار و جبران قدرت واکنشی پویا ، می توان اهداف صرفه جویی در مصرف انرژی و کاهش از بین رفتن را به طور مؤثر بدست آورد.

I. مکانیسم تشکیل ولتاژ شبانه

ضریب بار شبکه های توزیع به طور کلی به 0. 3-0. 5 در شب کاهش می یابد. در این زمان ، ولتاژ القایی در امتداد خطوط تضعیف می شود ، در حالی که اثرات خازنی به زمین برجسته می شود و منجر به افزایش ولتاژ در انتهای خط می شود. تجزیه و تحلیل نظری و داده های اندازه گیری نشان می دهد که انحراف ولتاژ می تواند در شرایط بار نور به 7 {4}}}} in ولتاژ رتبه بندی برسد. نوسانات در تولید برق توزیع شده این پدیده را تشدید می کند. داده های اندازه گیری واقعی از یک خوشه فتوولتائیک 330 مگاوات نشان می دهد که وقتی خروجی به طور ناگهانی در عصر کاهش می یابد ، دامنه گذرا ولتاژ در نقطه اتصال از 8 ٪ فراتر می رود. مسئله تأخیر در تنظیم ولتاژ نیز برجسته است. تنظیم کننده های ولتاژ سنتی در بار ، تأخیر در عمل {8}} ثانیه دارند و در نتیجه مدت زمان متوسط ​​23 دقیقه برای ولتاژ شبانه بیش از استانداردها است.

ii. ویژگی های تأثیر ارتفاع ولتاژ بر تلفات ترانسفورماتور

ضررهای ترانسفورماتور کل شامل تلفات بدون بار (تلفات آهن) و تلفات بار (تلفات مس) است ، به دنبال یک مدل ریاضی خاص. داده های عملیاتی واقعی از ترانسفورماتور S 13-400 KVA نشان می دهد: در ولتاژ دارای امتیاز 400 ولت ، تلفات بدون بار 560W است. هنگامی که ولتاژ به 423 ولت (افزایش 5.75 ٪) افزایش می یابد ، تلفات آهن به 692W افزایش می یابد و این نشان دهنده افزایش واقعی 23.6 ٪ است. این مقدار از 11.8 ٪ از محاسبه نظری فراتر می رود ، نشان می دهد که اثر هیسترزیس رشد از دست دادن را به طور قابل توجهی تشدید می کند.

اگرچه کاهش بار نسبت تلفات مس را به 15 ٪ {1}} ٪ کاهش می دهد ، اما نسبت تلفات آهن به طور همزمان به 70 ٪ {3}}} افزایش می یابد. اثر خالص افزایش تلفات 8 ٪ {5}}} ٪ است ، در حالی که دمای نقاط عایق با درجه {6}} افزایش می یابد و روند پیری مواد عایق را تقریباً 40 ٪ تسریع می کند.

iii طرح کنترل ولتاژ مشترک چند سطحی

یک معماری کنترل سلسله مراتبی برای دستیابی به تنظیم دقیق ولتاژ ایجاد شده است: ترانسفورماتور اصلی 220kV ولتاژ جانبی ولتاژ بالا را 1.25 ٪ از طریق یک تغییر دهنده شیر بر روی بار کاهش می دهد (OLTC). BusBar 110kV دستورالعمل هایی را از سیستم کنترل ولتاژ خودکار شبکه توزیع (AVC) دریافت می کند. فیدر 10kV مجهز به ژنراتور استاتیک VAR (SVG) برای جذب پویا قدرت واکنشی است و در نهایت یک حلقه بسته کنترل ولتاژ را در سمت ترانسفورماتور توزیع ایجاد می کند.

برنامه های کلیدی فن آوری شامل موارد زیر است:

-فناوری پیش تنظیم OLTC بر اساس پیش بینی بار ، تثبیت ولتاژ جانبی با ولتاژ بالا در شب در محدوده ولتاژ دارای رتبه 102 {4}}. پس از اجرای در یک شبکه منطقه ای خاص ، میزان صلاحیت ولتاژ به 99.97 ٪ بهبود یافته است

- دستگاه های SVG به تنظیم قدرت واکنشی مداوم از -1 تا {{2} mvar دست می یابند ، با زمان پاسخ کمتر از 20 میلی ثانیه و نرخ سرکوب نوسان ولتاژ بیش از 85 ٪

- سیستم ترانسفورماتور توزیع هوشمند (TTU) دارای سه عملکرد اصلی است: نظارت بر زمان واقعی از میزان اعوجاج ولتاژ (THD {2}} U <1.5 ٪) ، جداسازی خودکار سوئیچینگ خازن هنگامی که ولتاژ بیش از 107 ٪ از ارزش دارای رتبه بندی و تنظیم معکوس تنظیمات شیر ​​ترانسفورماتور توزیع است.

IV تمرین مهندسی و تأیید سود

داده های عملیاتی از یک پروژه نوسازی پارک صنعتی خاص نشان می دهد: میانگین ولتاژ شبانه از 1 {17}} 58 کیلو ولت به 10.22 کیلو ولت (کاهش 3.4 ٪) کاهش یافته و میزان از دست دادن ترانسفورماتور از 1.82 ٪ به 1.51 ٪ کاهش یافته است (کاهش 17 ٪). پس از اجرای پروژه ، پس انداز انرژی سالانه به 136.7 مگاوات ساعت رسید و طول عمر عایق ترانسفورماتور از 21.3 سال به 25.1 سال افزایش یافت. محاسبه با قیمت برق 0.8 یوان\/کیلووات ساعت ، دوره بازپرداخت 2.3 سال است.

V. نتیجه گیری و توصیه های اجرای

1. افزایش غیرخطی در تلفات آهن ترانسفورماتور ناشی از افزایش ولتاژ شبانه ، علت اصلی تلفات غیر فنی در شبکه های توزیع است.

2. توصیه می شود یک حالت کنترل مشترک سه لایه با ترکیب "تنظیم قبل از ولتاژ OLTC + جبران پویا SVG + کنترل خوب TTU" را اتخاذ کنید.

3. پروژه های جدید ساختمانی باید در اولویت استفاده از ترانسفورماتورهای آلیاژ آمورف SH {1} نوع ، که باعث کاهش تلفات بدون بار در مقایسه با استانداردهای S11 می شوند.

4. مدیریت ولتاژ باید کاملاً به استاندارد IEEE C57.91 پایبند باشد ، با محدوده کنترل محدود به 95 ٪ {4}}}} ٪ از ولتاژ دارای امتیاز.