節能交流電力系統的製作方法

2023-06-01 06:21:41 1

專利名稱：節能交流電力系統的製作方法
技術領域：
本發明屬於交流電無功補償技術領域，涉及一種交流電力系統，尤其涉及一種節能交流電力系統。
背景技術：
交流電力系統，即電流電壓隨著時間變化按正弦規律作周期變化的電力系統，是當今有效利用能源、方便傳輸能源、靈活使用能源的有力工具。與直流電力系統相比，交流電力系統中除有功電源和有功負荷(電阻元件)外，還伴有感性元件和容性元件。當交流電力系統處於運行狀態，電流通過感性和容性元件時，其感性容量和容性容量與有功電源和有功負荷一樣也處在某一平衡狀態。按有功電源和有功負荷的存在形式，通常習慣把感性容量視作無功負荷，把容性容量視作無功電源。這樣，交流電流系統中，就可看成為有功電源負荷和無功電源負荷兩個並存且不可分割的電力系統。在運行、設計、監測管理中，藉助功率因數(cos6)把有功系統和無功系統有機地聯繫起來，形成同一個整體。如果交流電力系統的運行目的是傳輸和消費能源，那麼無功系統運行就是為此而不可缺少的技術手段。它的存在保持了交流電力系統的電壓水平，保證了交流電力系統的穩定運行和用戶的供電質量。合理設計安排無功裝置能使電網的輸電電能損失最少，達到安全運行且節省投資和年運行費。在以往設計中為達到規定的功率因數值，一般按規程及設計導則，在變電所低壓側需配套裝置主變容量的10-30%無功補償設備。如按IlOkV兩臺50MVA主變的規模為例，僅補償變壓器無功損耗，就需配置兩組 SMvar電容器容量裝置。其實運行中的輸電線路，既是無功負荷也是無功電源，由於以往通常採用的是架空線路(架空線是裸導線，在空中架設，靠空氣絕緣。而電纜本身相互絕緣，可在地下敷設，不佔用走廊。)，其電抗大，輸送電流大，所以運行基本是消耗無功。而電纜本身電抗小，電容大，載流能力低，其充電功率大，是個很大的無功電源。現有技術中的交流電力系統變電站設計，在補償功率設計中常常忽視長電纜的補償作用，造成補償無功過多，電壓偏高。

發明內容
有鑑於現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種交流電力系統，可減少變電所無功補償裝置設備，達到系統節能增效的目的，大大節省變電所投資及運行費用。為實現上述目的，本發明提供了一種節能交流電力系統，所述交流電力系統至少包括變壓器、輸電線，所述輸電線與所述變壓器電連接；所述輸電線同時作為所述交流電力系統的無功補償設備。
較佳地，所述輸電線為IIOkV的交聯聚乙烯電纜。較佳地，所述輸電線為載流截面為630mm2的交聯聚乙烯電纜。
較佳地，所述變壓器為50MVA、IlOkV/IOkV變壓器。本發明的有益效果是本發明提出的節能交流電力系統，挖掘輸電線中電纜潛在自發功率，通過設計提出變電所補償裝置的新技術方案，減少變電所無功補償裝置設備，達到系統節能增效的目的，大大節省變電所投資及運行費用。以下將結合附圖對本發明的構思、具體結構及產生的技術效果作進一步說明，以充分地了解本發明的目的、特徵和效果。


圖1為本發明的節能交流電力系統一具體實施例的組成示意圖。圖2為本發明的節能交流電力系統的補償原理圖。
具體實施例方式實施例1
請參閱圖1，本發明的節能交流電力系統一具體實施例中，所述節能交流電力系統至少包括變壓器、輸電線，所述輸電線與所述變壓器連接；所述輸電線同時作為節能交流電力系統的無功補償設備。本實施例中，通過對一個帶有8km，IlOkV,載流截面為630mm2交聯聚乙烯電纜，送一臺50MVA 110kV/10kV變壓器的變電所調壓無功補償設計(計算部分見本實施例的後半部分)做舉例說明。其變電所充分利用電纜的充電功率，在變壓器滿載時基本達到無功就地平衡，可不必再裝並聯電容器補償裝置，節省了一大筆投資費用，估算約1 萬元。如變壓器運行初期暫時達不到滿容量負荷，可適當裝設小容量電抗器進行調節。以下具體說明上述實施例中，1 IOkV變電站工程的進線電纜8km調壓無功計算。1. IlOkV，1X630進線電纜充電電流 I = 4. 52A/km (查廠家樣本)
三相充電功率
S = V 3X4. 52X8X115 = 7. 2Mvar 每公裡充電功率S，= S/8 = 7. 2/8 = 0. 9Mvar/km 2.計算引起末端電壓升高設計手冊1的P478、80，
」U(%) = QX 100%/ = 7. 2Λ25(暫定)X IlOX V 3) = 7. 2/4758 = 0. 1513% < 10% 電力系統電壓和無功電力技術導則SD325-1989的P1340 35kV以上用戶電壓允許偏差值< +10%，設計手冊1的P232 110 kV 系統氺 126 kV。3.無功平衡
補償容量」Qc = ^ Qb - ^ Ql 線路充電功率」Ql = 7. 2Mvar (i)變壓器無功損耗
^QB=^Qk+^Qab(Sj/Se)2 (a)空載時
4A Qb= AQk= I%Se/100=0. 3X50/100 = 0. 15 Mvar (b)滿載時
^ Qb = I%Se/100 + Uk%Se100/ (Sj/Se)2 Qj/Qs = 1 滿載
^ Qb = 0. 15 + 0. 14X50X1 = 0. 15 + 7 = 7. 15 Mvar 佔變壓器7. 15/50 = 14. 3% 注以往設計一般按此比例配置無功裝置。(ii)空載時無功平衡
^ Qc = ^ Qb - ^ Ql = 0. 15 - 7. 2 = - 7. 05 Mvar (iii)滿載時無功平衡
^ Qc = 0. 15 + 7 - 7. 2 = - 0. 05 Mvar 根據上述計算，本發明的節能交流電力系統注意以下幾點
①避免空載運行方式；
②主變滿載運行時，電纜充電功率基本滿足變壓無功損耗。無功補償可大大減少。③如主變不滿載，還需適當加裝電感電抗器，以平衡多餘的無功。④由於110 kV空線路電壓水平<+ 5%，所以補償電感電抗器可裝在主變低壓側。本實施例的補償原理圖如圖2所示。變壓器為感性負荷，運行中消耗大量無功，以往靠裝置電容器送出容性電流來抵消感性電流，達到改善功率因數，降低網絡損耗的技術目的。在大量使用電纜的今天，挖掘電纜的充電功率(相當電容器送出容性電流)來改善功率因數，達到少裝或不裝額外的電容器裝置，使變電所總體投資費用降低，又節能增效。上面的計算例子也說明，利用八公裡IlOkv電纜的充電功率基本能補償50MVA變壓器滿截時無功消耗。總之，充分挖掘輸電線的自身潛在自發功率，通過有效的計算，合理安排變電所的補償方式，能得到電網的節能增效雙贏效果。綜上所述，本發明提出的節能交流電力系統，挖掘輸電線中電纜潛在自發功率，通過計算提出變電所補償裝置方式新理念，減少變電所無功補償裝置設備，達到系統節能增效的目的，大大節省變電所投資及運行費用。以上詳細描述了本發明的較佳具體實施例。應當理解，本領域的普通技術無需創造性勞動就可以根據本發明的構思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術領域中技術人員依本發明的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在由權利要求書所確定的保護範圍內。
權利要求
1.一種節能交流電力系統，所述交流電力系統至少包括變壓器、輸電線，所述輸電線與所述變壓器電連接；其特徵在於，所述輸電線同時作為所述交流電力系統的無功補償設備。
2.如權利要求1所述的節能交流電力系統，其特徵在於所述輸電線為IlOkV的交聯聚乙烯電纜。
3.如權利要求2所述的節能交流電力系統，其特徵在於所述輸電線為載流截面為 630mm2的交聯聚乙烯電纜。
4.如權利要求1所述的節能交流電力系統，其特徵在於所述變壓器為50MVA、 11 OkV/IOkV 變壓器。
全文摘要
本發明公開了一種節能交流電力系統，所述系統包括變壓器、輸電線，所述輸電線與變壓器連接；所述輸電線同時作為無功補償設備。所述輸電線為110kV載流截面為630mm2的交聯聚乙烯電纜；所述變壓器為50MVA、110kV/10kV變壓器。本發明提出的節能交流電力系統，挖掘輸電線中電纜潛在自發功率，通過新的設計提出變電所補償裝置方式新方案，減少變電所無功補償裝置設備，達到系統節能增效的目的，大大節省變電所投資及運行費用。
文檔編號H01B7/00GK102214926SQ20111011341
公開日2011年10月12日 申請日期2011年5月4日 優先權日2011年5月4日
發明者孫菊芳 申請人:上海艾能電力工程有限公司