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功率计算 无功补偿

变压器轻载或空载无功补偿容量计算方法

由于国家电力部门对无功功率损耗考核严格,功率因数太低,要加收力调电费,也就是罚款,很多工厂对用电设备的无功补偿问题已得到充分重视,如对风机、水泵、磨机等大功率电机进行无功补偿,而对变压器的无功补偿问题,却往往忽略。造成变压器的空载或轻载时无功需量相对较大,功率因数很小,用户为此缴纳不少力率调整费用。

1、变压器无功功率损耗分析

变压器的无功功率损耗可分为两部分,即固定无功功率损耗与可变无功功率损耗。固定无功功率损耗就是空载损耗(即铁损和激磁功率损耗,简称铁损),可变无功功率损耗就是短路损耗(即绕组中的损耗,简称铜损)。变压器无功功率损耗可以按下列计算公式以有功及无功损耗形式求得:

 

无功计算公式.jpg

 

无功补偿计算.jpg

 

 

式中,△P 为变压器有功损耗(kW) ;△Q 为变压器无功损耗(kVar);Po 为变压器空载有功损耗(kW); Pk为变压器短路有功损耗(kW);Sjs 为变压器计算负荷(kVA);Se 为变压器额定容量(kVA) ;Qo 为变压器空载无功损耗(kvar),Q0.jpg

Io% 为变压器空载电流占额定电流的百分数; Qk为变压器短路无功损耗(kvar),

Qk.jpg

 

Uk%为 变压器阻抗电压占额定电压的百分数。其中,Po、Pk、Io%、Uk%一般在产品说明书或出厂试验报告中注明。

2、力率调整电费计算

例如某10kV 受电用户,考核力率0.9,安装一台S11-1000/10配电变压器,由于某种原因变压器当月24h平均负荷只有10kW (按负荷平均cosφ为0.80,则Sjs为12.5kVA)。变压器参数 Io%=0.6、Uk%=4.5、

Po=1.15kW、Pk=10.03kW,配置20×30kVar低压无功自动补偿装置(取样点及补偿点在低压主母线上,由于负荷过小,补偿装置未动作)。由上述计算公式可得 Qo=6kVar、 Qk=45kVar、 △P=1.1516kW、 △Q=6.0070kVar。 当月有功电量 8029kW· h(峰平谷各 2676kW· h) 、无功电量 7565kVar· h、平均力率 0.73,按照规定的电 价计算出其当月电度电费+基本电费为23865.26,按 国家物价局《功率因数调整电费办法》计算当月力率调整电费为23865.26× 8.5%=2028.55,当月用户应交电费为 23865.26+2028.55=25893.81。由此可见,用户应缴纳的力率调整费用不少。如果变压器负荷更小甚至空载,那么要缴纳的力率调整费用更大甚至 超过电度电费+基本电费。

3、变压器无功补偿方法

为避免变压器轻载或空载时力率过小,从技术上应采取一定措施补偿变压器自身的无功损耗,笔者认为可以从下列几种方法予以考虑。

(1)在变压器一次侧予以补偿,但投资较大,变压器利用率不高不可取。

(2)在变压器二次侧进行自动补偿,另设置一至两路手动固定补偿回路,不论变压器空载、轻载 还是正常负载时能长期投入使用,但固定补偿回路 容量须由设计人员认真计算,合理选择补偿器件,以免向电网返送无功。

(3)自动补偿装置从变压器二次侧进行补偿, 但取样点设置在变压器一次侧,自动补偿控制器检测到的为变压器一次侧无功参数,自动补偿装置能够对负荷及变压器进行自动补偿。 在无功补偿容量方面,设计人员往往只考虑最大 补偿需量,每步投切容量过大,导致变压器空载或轻 载时补偿装置不能投入。比如上例中S11-1000/10变压器配置 20×30kVar补偿装置,当变压器负荷率5% 以下时,自动补偿装置一般不能自动投入。因此设计时应充分考虑负荷情况, 在保证最大补偿需量的前提下,合理选择每路容量,满足变压器不同负荷率时,计量点功率因数不低于考核力率。



点击次数:  更新时间:2016-06-22 16:27:24  【打印此页】  【关闭