專利名稱：：用于大容量高阻抗配電變壓器損耗試驗中的無功補償方法
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中的無功補償方法。
背景技術(shù)：
：(1)、試驗意義和現(xiàn)有試驗方法空、負載試驗(簡稱能耗試驗)是配電變壓器例行試驗項目。通過空、負載試驗，測量和校核配電變壓器的空載損耗、空載電流、負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)量問題。根據(jù)國標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，對配電變壓器進行額定電壓下的空載試驗和額定電流下的負載試驗，對于檢測變壓器質(zhì)量、控制能耗有著重要的意義。在配電變壓器的空、負載試驗中，對試驗電源和試驗設(shè)備的容量有著較高的要求。空載試驗中，一般采用三相交流電源通過調(diào)壓器，在配電變壓器低壓側(cè)進行加壓，高壓側(cè)開路。為了保證電源波形失真度不超過5%,調(diào)壓器容量ST應(yīng)達到St=(SnIo%)KoKa電源容量Sn應(yīng)達到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數(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;配電變壓器負載試驗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試驗數(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對試驗設(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)標準，630kVA及以上容量10kV配電變壓器，進行額定電壓下的空載試驗時，試驗電源和調(diào)壓器容量要求如表1所示表1<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>(3)額定電流下的負載試驗對試驗設(shè)備的要求我國部分地區(qū)為了限制配電變壓器的短路電流，降低配變低壓側(cè)短路對電網(wǎng)和開關(guān)的開斷電流的影響，對于630kVA及以上容量配電變壓器，要求采用7%一8%左右的高阻抗。對該類配變進行額定電流下的負載試驗，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>目前縣一級供電企業(yè)試驗室配置的調(diào)壓器容量一般為15kVA,額定電壓為380V/450V。試驗室有獨立電源的則電源容量裕度較大，無獨立試驗電源的，則電源容量受到較大的限制。通過上述計算可知，根據(jù)目前試驗室配置的調(diào)壓器容量，我們將無法對一些630kVA及以上的大容量配電變壓器進行額定條件下的空、負載試驗。而對三相變壓器進行單相損耗試驗，或者進行其它的非額定工況下的等效損耗試驗，由于試驗數(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)有試驗電源和試驗設(shè)備容量限制條件下，采取新的辦法對大容量配變進行額定工況下的損耗試驗。
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功分量進行補償，從而有效降低配電變壓器損耗試驗對電源和試驗設(shè)備的容量需求的無功補償方法。為了達到上述發(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中的無功補償方法，所述的配電變壓器損耗試驗中的試驗設(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，通過所述電容器組的容性無功電流來補償配電變壓器本身的感性無功電流從而降低試驗電源和調(diào)壓器的輸出容量以實現(xiàn)無功補償。由于上述技術(shù)方案的運用，本發(fā)明具有下列優(yōu)點由于在試驗電源與配電變壓器之間并聯(lián)電容器組，通過電容器組發(fā)出的容性無功電流來補償空、負載試驗中配電變壓器本身的感性無功電流，從而降低了試驗電源和調(diào)壓器的輸出容量，實現(xiàn)無功補償。附圖1為本發(fā)明無功補償方法的接線原理圖；附圖2為串聯(lián)諧振原理圖；具體實施方式下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明優(yōu)選實施方案進行詳細說明。由于在配電變壓器的空、負載試驗中，電源和調(diào)壓器輸出容量由感性無功分量和有功分量組成，如果忽略試驗測量儀表和調(diào)壓器消耗對容量的影響，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進行說明當進行額定電壓下的空載試驗時，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，感性無功為5.05kVar;當進行額定電流下的負載試驗時，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,無功損耗為46.8kVar?？梢?，無論是空載試驗還是負載試驗，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功分量進行補償，將會大大減少電源和調(diào)壓器的視在電流輸出，從而有效降低配變損耗試驗對電源和試驗設(shè)備的容量需求。如圖1所示的無功補償方法，該方法對配電變壓器的感性無功進行補償，通過選擇合適的三相電容器組和配電變壓器并聯(lián)，通過電容器組發(fā)出的容性無功電流來補償空、負載試驗中配電變壓器本身發(fā)出的感性無功電流，從而降低了試驗電源和調(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、負載參數(shù)不同，選擇補償?shù)娜萘恳膊槐M相同。本實施例在電容器組上，采用兩組獨立的電容器組，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。對高阻抗配電變壓器開展負載試驗時，根據(jù)配電容量和阻抗等參數(shù)，選取合適的補償方式，可以最大程度的滿足試驗需要，相關(guān)仿真分析計算如表5:表5<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>在現(xiàn)場試驗中，通過參考變壓器出廠資料，選擇合適的電容器組進行補償，可以最大限度的滿足試驗條件。上述無功補償中應(yīng)采用欠補償?shù)姆绞剑@是因為若采用過補償，則電容器的容抗和配變感抗并聯(lián)，對電源端而言，為容性負載，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ZT+ZB-Zc=0時，回路將發(fā)生串聯(lián)諧振，對試驗設(shè)備和配電變壓器將會造成損傷。因此在確定補償容量時，根據(jù)實踐，補償度應(yīng)控制在50%—80%左右為宜。且在進行補償時，盡量采用星形接法，因為若電容器組采用三角接法，當某相電容器發(fā)生故障短路時，通過故障相電容的電流完全由電容器接入點的電源短路容量決定，該短路電流可能超過電容額定電流數(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，當某相電容器發(fā)生短路故障時，流過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，在補償裝置過流保護的作用下迅速切除電容器組，可保證試驗人員和設(shè)備的安全。應(yīng)用上述補償方案對一臺630kVA配電變壓器進行額定工況下的損耗試驗，該變壓器銘牌數(shù)據(jù)為型號SG10-630/10，空載損耗1.26kW，空載電流百分比0.9%,負載損耗7.13kW，短路阻抗7.6%。根據(jù)該銘牌數(shù)據(jù)，空載試驗無需補償，負載試驗中，則需采取電容器組補償。上述計算方法為本領(lǐng)域公知常識，在此對此計算過程不再贅述。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接入的方案進行負載試驗為例進行說明。負載試驗數(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);電容器組實測電流Ic為26.0A，補償無功為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,無功Qic為47.4kVA。上述試驗數(shù)據(jù)證明了采用電容器組補償可以有效降低大容量配變空負載試驗對試驗設(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中的無功補償方法，所述的配電變壓器損耗試驗中的試驗設(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，通過所述電容器組的容性無功電流來補償配電變壓器本身的感性無功電流從而降低試驗電源和調(diào)壓器的輸出容量以實現(xiàn)無功補償。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中的無功補償方法，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中的無功補償方法，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中的無功補償方法，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中的無功補償方法，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中的無功補償方法，所述的配電變壓器損耗試驗中的試驗設(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，通過所述電容器組的容性無功電流來補償配電變壓器本身的感性無功電流從而降低試驗電源和調(diào)壓器的輸出容量以實現(xiàn)無功補償。由于在試驗電源與配電變壓器之間并聯(lián)電容器組，通過電容器組發(fā)出的容性無功電流來補償空、負載試驗中配電變壓器本身發(fā)出的感性無功電流，從而降低了試驗電源和調(diào)壓器的輸出容量，實現(xiàn)無功補償。文檔編號G01R31/00GK101257213SQ20081002011公開日2008年9月3日申請日期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,慶陳申請人:江蘇省電力公司蘇州供電公司