Tác động của điện áp ban đêm tăng lên tổn thất máy biến áp và chiến lược quản lý toàn diện
Tóm tắt: Nghiên cứu đã xác nhận rằng hiện tượng điện áp ban đêm tăng trong lưới phân phối làm tăng đáng kể tổn thất không tải máy biến áp. Khi điện áp hoạt động vượt quá giá trị định mức 5%, tổn thất sắt của một máy biến áp phân phối điển hình sẽ tăng hơn 10%. Bằng cách áp dụng sơ đồ điều khiển phối hợp kết hợp quy định điện áp trên tải và bù công suất phản ứng động, các mục tiêu tiết kiệm năng lượng và giảm tổn thất có thể đạt được một cách hiệu quả.
I. Cơ chế hình thành của điện áp ban đêm tăng
Hệ số tải của các lưới phân phối thường giảm xuống 0. 3-0. 5 Phạm vi vào ban đêm. Tại thời điểm này, điện áp cảm ứng giảm dọc theo các đường dây yếu, trong khi các hiệu ứng điện dung xuống đất trở nên nổi bật, dẫn đến tăng điện áp ở cuối dòng. Phân tích lý thuyết và dữ liệu đo được chỉ ra rằng độ lệch điện áp có thể đạt 7% -10% điện áp định mức trong điều kiện tải ánh sáng. Biến động trong phát điện phân tán làm trầm trọng thêm hiện tượng này. Dữ liệu đo thực tế từ cụm quang điện 330 MW cho thấy rằng khi đầu ra đột nhiên giảm vào buổi tối, biên độ điện áp thoáng qua tại điểm kết nối vượt quá 8%. Vấn đề độ trễ điều chỉnh điện áp cũng nổi bật. Các bộ điều chỉnh điện áp trên tải truyền thống có độ trễ hành động là 120-300 giây, dẫn đến thời lượng trung bình là 23 phút cho điện áp ban đêm vượt quá tiêu chuẩn.
Ii. Đặc điểm của tác động của độ cao điện áp đối với tổn thất máy biến áp
Tổng tổn thất máy biến áp bao gồm tổn thất không tải (tổn thất sắt) và tổn thất tải (tổn thất đồng), theo một mô hình toán học cụ thể. Dữ liệu vận hành thực tế từ máy biến áp s 13-400 KVA hiển thị: Ở điện áp định mức 400V, tổn thất không tải là 560W; Khi điện áp tăng lên 423V (tăng 5,75%), tổn thất sắt tăng lên 692W, thể hiện mức tăng thực tế là 23,6%. Giá trị này vượt quá tính toán lý thuyết bằng 11,8%, chỉ ra rằng hiệu ứng độ trễ làm trầm trọng thêm sự tăng trưởng tổn thất.
Mặc dù việc giảm tải làm giảm tỷ lệ tổn thất đồng xuống còn 15%-30%, tỷ lệ tổn thất sắt đồng thời tăng lên 70%-85%. Hiệu ứng ròng là sự gia tăng tổng tổn thất 8%-12%, trong khi nhiệt độ của các điểm nóng cách nhiệt tăng theo mức 6-8, tăng tốc quá trình lão hóa của vật liệu cách điện khoảng 40%.
Iii. Sơ đồ điều khiển điện áp hợp tác đa cấp
Kiến trúc điều khiển phân cấp được thiết lập để đạt được quy định điện áp chính xác: Máy biến áp chính 220kV làm giảm điện áp bên điện áp cao 1,25% thông qua bộ thay đổi máy tính (OLTC); thanh cái 110kV nhận hướng dẫn từ hệ thống điều khiển điện áp tự động mạng phân phối (AVC); Bộ nạp 10kV được trang bị bộ tạo VAR tĩnh (SVG) để hấp thụ động công suất phản ứng tự động, cuối cùng thiết lập vòng kín điều khiển điện áp ở phía máy biến áp phân phối.
Các ứng dụng công nghệ chính bao gồm:
-Công nghệ điều chỉnh trước OLTC dựa trên dự báo tải, ổn định điện áp bên điện áp cao vào ban đêm trong phạm vi điện áp định mức 102% -105}%; Sau khi thực hiện trong một lưới khu vực nhất định, tỷ lệ trình độ điện áp được cải thiện thành 99,97%
- Các thiết bị SVG đạt được quy định công suất phản ứng liên tục từ -1 đến +1 MVAR, với thời gian phản hồi dưới 20 ms và tốc độ ức chế dao động điện áp vượt quá 85%
- Hệ thống Terminal biến áp phân phối thông minh (TTU) có ba chức năng cốt lõi: Giám sát thời gian thực của Tốc độ biến dạng điện áp (THD _ U <1,5%), tự động giải phóng chuyển đổi tụ điện khi điện áp vượt quá 107% của giá trị định mức, và điều chỉnh đảo ngược.
Iv. Thực hành kỹ thuật và xác minh lợi ích
Dữ liệu hoạt động từ một dự án cải tạo khu công nghiệp nhất định cho thấy: Điện áp ban đêm trung bình giảm từ 1 0. 58 kV xuống còn 10,22 kV (giảm 3,4%) và tỷ lệ mất máy biến áp giảm từ 1,82% xuống 1,51% (giảm 17%). Sau khi thực hiện dự án, tiết kiệm năng lượng hàng năm đạt 136,7 MWh và tuổi thọ cách điện của máy biến áp được kéo dài từ 21,3 năm lên 25,1 năm. Được tính toán với giá điện là 0,8 nhân dân tệ\/kWh, thời gian hoàn vốn là 2,3 năm.
V. Kết luận và khuyến nghị thực hiện
1. Sự gia tăng phi tuyến tính trong tổn thất sắt của máy biến áp gây ra bởi độ cao điện áp ban đêm là nguyên nhân chính của tổn thất phi kỹ thuật trong lưới phân phối.
2. Nên áp dụng chế độ điều khiển hợp tác ba tầng kết hợp "Điều chỉnh trước điện áp OLTC + Bồi thường động SVG + Điều khiển tốt TTU."
3. Các dự án xây dựng mới nên ưu tiên việc sử dụng SH 18- loại biến áp hợp kim vô định hình, làm giảm 65% tổn thất không tải so với tiêu chuẩn S11.
4. Quản lý điện áp phải tuân thủ nghiêm ngặt tiêu chuẩn IEEE C57.91, với phạm vi điều khiển giới hạn ở mức 95% -105% điện áp định mức.