10.用自耦变压器升压改善用电质量的计算
【实例】 某供电线路全长10km,实测变电所出口电压为3.4kV,负荷峰值时末端B点电压仅2.5kV,
低谷时为3.15kV。峰值负荷情况如图3-3所示。导线采用TJ-25mm2铜绞线,已知线间几何均距为1.25m。由于高峰时B点电压过低,且高峰用电时间较长,致使种马场电动机经常烧损,照明也不正常。为此欲采用自耦升压办法来改善用电质量,试确定实施方案。
图3-3 种马场供电情况(高峰时)
解 ①电压降校验。由手册查得TJ-25mm2导线的电阻和电抗为:R0=0.74Ω/km,x0=0.391Ω/km。
高峰时至B点的电压降为:
高峰时B点的电压为:
UB=U1-ΔU=3.4-0.826≈2.57(kV)
该值与实测值(2.5kV)基本一致,说明该线路导线连接状况等良好。
②升压变压器容量的确定。用现成的三台单相变压器,连接成如图3-4所示的形式。由于A点电压变化对A处负荷影响不大,主要是B点的用电质量差。升压变压器安装在B处。
图3-4 升压方案原理图
B处最大负荷电流为:
故所选单相3/0.22kV变压器的容量为:
P=UI=0.22×60=13.2(kV·A)
选取额定容量为15kV·A的单相变压器3台。
③升压效果分析。测得B点的高峰、中负荷及低谷时的实际电压分别为2.5kV、2.8kV和3.15kV,相应画出电压相量图(只画一相),如图3-5所示。
图3-5 不同负荷时B点的电压相量图
以图3-5(a)为例,已知UUV=2.5kV,得UUO=2.5/=1.45(kV)。
又原单相变压器的变比k=U1/U2=2850/220=13(一次侧取2850V一挡),故可得UUV'=UUO/k=1.45/13=0.111(kV)。
用同样方法可求得中负荷和低谷时的电压,如图3-5(b)、(c)所示。
④实施升压方案后的效果,见表3-3。
表3-3 实施升压方案后的效果
注:括号内为未升压前的数值。
由表3-3可知,投入升压变压器后,若不采取措施,在负荷低谷时种马场的电压将严重偏高,为此在自耦升压变压器回路加入一台三相高压油开关,以便在负荷低于低谷时将自耦升压变压器退出。具体接线如图3-6所示。
图3-6 三台单相变压器
及油开关的连线图
图3-6中,低谷时开关切除后变压器二次线圈仍处于通电状态,由于二次线圈阻抗很小,实际表明,低谷时在二次线圈上的压降约为零点几伏,故可忽略其影响。