供电系统中电容器补偿的优化设计.pdfVIP

务I lI5 似 供电系统中电容器补偿的优化设计 Optimization design for compensated with capacitorin power supply system 刘 捷，蒋士博 L_lU Jie．JlANG Shi—bo (四川工程职业技术学院 机电工程系，四川 168000) 摘 要：本文就某厂变电站三总降供电系统进行了分析，提出了电容补偿优化设计方案，用MATLAB R201 0a中的simulinK实现了元件级电路仿真，充分利用了闲置设施，极大的提高了功率因素， 减少了合闸涌流，以最少的的投入达到了设备的最优运行。 关键词：补偿电容器；功率因数；合闸涌流；电抗器 中图分类号：TM74 文献标识码：B 文章编号：1 009—01 34(201 2)06(上)一O1 25—02 Doi：1 0．3969／J．issn．1 009-01 34．201 2．B(上)．38 0 引言 某厂三总降电源电压 曾为 10kV，通过变比 为 1OKV／6．3kV的变压 器向 6KV系统的 负载 供 电。为了提高力率，在 10KV电源进线侧装有 Qc =1500kvar的电容器组进行补偿，如图 1所示。 后因种种原因改变了运行方式，由另外总降主变 向该总降 6KV负载供电，6300KVA主变与电容器 均处于闲置状态。现因调整各个总降负荷，该总 降决定接入 110KV电源，通过 15000KVA 主变向 6KV负载供电，如图2所示。此种运行方式虽然 缓解了其它总降主变频繁过载，但将面临力率低 (cos~=0．67)，罚款率高 (13％)的局面。 利用闲置的设备，设计最优电路，以最少的 投入搞好合理的经济运行，则是本文讨论的主要 内容。 1 原始数据 电容器：型 号 BWF11-25—1W,QH=25kvar，C0= 0．68~tf，UH=1 lkV，安装容量 QcH=1500kvar ， 15000kVA铭牌数据：S1 =15000kVA，110kV／6．3kV 101=1．05％，Po1=22．9kW ，Ukl％=9．74％，Pkl= 100．7kW 。 6300kVA铭牌数据：S2~=6300kVA，10kV／6．3kV, Io2=O．75％，Po2=8．2kW，Uk2％=4_4％，Pk2=34．26kW。 该总降 2009年 3月～4月负载用电情况： Pr=1 900kW，Qf=l 933kvar，SU2710k~ 。 2 优化设计 综合考虑图 l和图 2的设计和运行情况，设 计新的供电电路，增加补偿电容器和在电容器组 前加装串 5％电抗器，供电简图如图3所示。 电源 10．5kV 图1 10kV供电系统简图1 负载 电 6 300kVA 图2 10kV供电系统简图2 图3 电容器组前串电抗时供电简图 增加 H=15mL，IH=80A，UH=llKV三相电抗器 一 台，此时电容器组安装容量∑Q =1500kvar，因 为电容器组为△接法，其阻抗 收稿日期：2011-10-05 作者简介：刘捷 (1971一)，女，四川绵阳人，电气工程师，副教授 ，主要从事 自动控制系统的科研和教学工作。 第34卷 第6期 2012—6(上) [125] 学兔兔 z 。，z2 14×0．68×l0 20 234(f2) 变为星形接法，等值阻抗X 2=Za／3=78(Q)。 2．1短路阻抗计算 从电路图中知，系统阻抗X =0．0469，线路 采用 LGJ一185线 11千米供电，计算 出线路阻抗 X2=O．0319。 变压器 T 阻抗 X3=U lu k l 100=而9．74 百100=。 ．649 变压器 T 阻抗 人4=而Uk2× 100=而4．4× 100=。 ．699 系统在 k 点的短路阻抗 Ⅸ1=Xl+X2+X3=0．0469+0．03 19+0．649=0．7278 折算为有名值 X l=U2 S6× 1=6．32／100 X 0．728=0．288Q 系统在k 点的短路阻抗 2=Xsl+X4=0．7278+0．699=1．4268 折算为有名值 X 2=u ／S6 X 2=10．5 ／100 X 1．4268=1．573Q 电抗器的额定容量 P0 — —T 变压器空载损耗 Pk2L_ T2变压器负载损耗 Q。 — —T 变压器励磁无功损耗 Q ： _ T 变压器负载无功损耗 2．3电容器合闸涌流倍数 合闸涌流倍数 ¨ 一 — — ll= 。、『／( 2+XL)=1+√78／(1．57+2．95)=5．1 远远小于 20倍的一般要求。 2．4 用Simulink实现该电路模型仿真 如图4所示，根据对图 3电路数据的计算 用MatlabR2010a软件中的