CN102270849A - 变压器中线电流抑制方法 - Google Patents
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Abstract
Description
技术领域
本发明属于电力系统领域,特别涉及一种变压器中线电流抑制方法。
背景技术
在我国城乡电网中,大量采用三相四线制配电方式,配电变压器Y/yn0接线。对于单相负荷用户,由于单相负载、用电不同时性等特点,导致变压器三相负载不平衡、供电点三相电压、电流的不平衡和中性线电流增大,进而增加线路损耗、变压器铜损、铁损,造成巨大的浪费。其中,中性线过负荷发热不仅增加损耗、较高低效率,而且还会引起零电位漂移,产生可以影响计算机系统的电噪声干扰。因此有必要设置调节方案,通过实时数据分析、优化,根据电网实际状态,调整装置中复合开关的投切,通过相间和相对地电容的有机组合,降低中线电流,使变压器运行在最合理状态。
发明内容
本发明基于当无功补偿量不足时不能有效实现,因此基于相间无功补偿、、与相对地无功补偿、、对变压器出线侧电流的影响,通过引入最优化理论,构建中线电流抑制模型,并通过模型相关参数设置确保补偿的稳定性和可靠性。
本发明提出一种变压器中线电流抑制方法,采用如下步骤实现:
(2)建立相间无功补偿,相对地无功补偿与变压器出线侧电流及负荷侧电流的关系,其关系式为:
式中:为AB相间无功补偿量,为BC相间无功补偿量,为CA相间无功补偿量,为A相与地之间无功补偿量,为B相与地之间无功补偿量,为C相与地之间无功补偿量; 、 、分别为补偿后变压器出线侧A、B、C三相有功电流,、、分别为补偿后变压器出线侧A、B、C三相无功电流,且当线路呈容性时无功电流取正值,当线路呈感性时无功电流取负值;、、分别为变压器负荷侧A、B、C三相有功电流,、、分别为变压器负荷侧A、B、C三相无功电流,且当线路呈容性时无功电流取正值,当线路呈感性时无功电流取负值;相电压有效值U为220V。
(4)依据最优化理论,结合所述步骤(2)和(3)中的关系式,建立中线电流抑制模型。目标函数为
约束条件为
a、无功补偿范围:无功补偿的取值范围由无功补偿范围确定,其中感性无功补偿量定为负值,容性无功补偿量定为正值:
b、无功补偿约束条件:根据变压器实际运行时所带负载性质为感性,则为降低无功电流的模,且确保不发生过补偿,设立无功约束条件如下式所示:
式中:为AB相间无功补偿量,为BC相间无功补偿量,为CA相间无功补偿量,为A相与地之间无功补偿量,为B相与地之间无功补偿量,为C相与地之间无功补偿量;、、分别为补偿后变压器出线侧A、B、C三相无功电流,且当线路呈容性时无功电流取正值,当线路呈感性时无功电流取负值;、、分别为变压器负荷侧A、B、C三相无功电流,且当线路呈容性时无功电流取正值,当线路呈感性时无功电流取负值;相电压有效值U为220V。
(5)补偿量的确定
本发明针对补偿量能否完全补偿采取相应的补偿策略:(1)当补偿能完全补偿时,通过补偿使负序分量、零序分量及正序分量虚部趋于0,实现三相平衡,从而抑制中线电流,(2)当补偿量不足时,根据不同治理要求,通过对目标函数中权系数进行设置,从而采取不同的补偿策略。
本发明通过约束条件设置无功补偿范围;通过有功补偿与无功转移的约束条件,确保有功趋于平衡,无功趋于0的同时,防止过补偿;通过设置目标函数的权系数,当无功补偿量不足时,实现相应补偿目标。
本发明的方法通过求解该中线电流抑制模型,确定最优无功补偿量,从而使补偿效果和无功补偿配置达到最优,从而抑制中线电流,降低变压器中线电流损耗,提高电能利用率。
附图说明
图1 为补偿系统等效示意图;
图中:A-A相线,B-B相线,C-C相线,N-中线。
具体实施方式
下面给出非限定性的具体实施例进一步说明。
1、设置补偿范围:
本例中采用全电容补偿方案(即当补偿部分均为电容补偿时),且对电容补偿量范围不做限制,则补偿量的取值范围为非负实数,因此无功补偿范围的约束条件为:
2、制定补偿量不足时补偿方案:
在有功趋于平衡,无功趋于0 的前提下,不要求无功完全补偿,仅以中线电流抑制为首要目标, 设置权系数:W0=1000,W1=1,W2=1。
3、变压器负荷侧电流运行参数的获取
利用电压电流互感器,采集变压器运行信号,经过滤波放大电路处理,通过计算确定变压器负荷侧有功电流与无功电流,实现变压器负荷侧电流运行参数的获取。
4、无功与有功约束条件的确定
根据变压器运行时负荷侧三相无功电流,确定无功补偿约束条件:
5、无功补偿量确定
基于上述参数及约束条件设置,通过序列二次法对该优化模型进行求解。序列二次法中相关参数设置:(1)为确保约束条件非空,设每个无功补偿量、、、、、初始值皆为0;(2)补偿量的终止容限设为1e-6;(3)目标函数的终止容限设为1e-6;(4)违反约束的结束标准设为1e-6。经过计算确定实际补偿(单位Var):
6、效果分析
将无功补偿量及变压器负荷侧电流参数带入下式(1)中,计算变压器出线侧A、B、C三相有功电流及无功电流,带入下式(2)中,确定补偿后变压器出线侧的中线电流。通过计算,确定补偿后三相有功趋于相等,三相无功趋于0,中线电流趋于0,中线电流得到抑制,实现补偿目标;
Claims (3)
1.一种变压器中线电流抑制方法,其特征在于包括如下步骤:
(2)建立相间无功补偿,相对地无功补偿与变压器出线侧电流及负荷侧电流的关系,其关系式为:
式中:为AB相间无功补偿量,为BC相间无功补偿量,为CA相间无功补偿量,为A相与地之间无功补偿量,为B相与地之间无功补偿量,为C相与地之间无功补偿量; 、 、分别为补偿后变压器出线侧A、B、C三相有功电流,、、分别为补偿后变压器出线侧A、B、C三相无功电流,且当线路呈容性时无功电流取正值,当线路呈感性时无功电流取负值;、、分别为变压器负荷侧A、B、C三相有功电流,、、分别为变压器负荷侧A、B、C三相无功电流,且当线路呈容性时无功电流取正值,当线路呈感性时无功电流取负值;相电压有效值U为220V;
(4)依据最优化理论,结合所述步骤(2)和(3)中的关系式,建立中线电流抑制模型,目标函数为:
约束条件为
a、无功补偿范围:无功补偿的取值范围由无功补偿范围确定,其中感性无功补偿量定为负值,容性无功补偿量定为正值:
b、无功补偿约束条件:根据变压器实际运行时所带负载性质为感性,则为降低无功电流的模,且确保不发生过补偿,设立无功约束条件如下式所示:
式中:为AB相间无功补偿量,为BC相间无功补偿量,为CA相间无功补偿量,为A相与地之间无功补偿量,为B相与地之间无功补偿量,为C相与地之间无功补偿量;、、分别为补偿后变压器出线侧A、B、C三相无功电流,且当线路呈容性时无功电流取正值,当线路呈感性时无功电流取负值;、、分别为变压器负荷侧A、B、C三相无功电流,且当线路呈容性时无功电流取正值,当线路呈感性时无功电流取负值;相电压有效值U为220V;
(5)补偿量的确定
2.根据权利要求1所述一种变压器中线电流抑制方法;其特征在于:当能够完全补偿时,则通过补偿使三相有功趋于平衡,无功趋于0,实现中线电流的抑制;当无功补偿量不足时,在确保有功趋于平衡,无功趋于0的前提下,通过调节所述步骤(3)中目标函数权系数,实现不同治理目标下中线电流的抑制。
3.根据权利要求1所述一种变压器中线电流抑制方法;其特征在于:通过所述步骤(4)中约束条件设置无功补偿范围,并通过设置有功补偿与无功转移的约束条件,确保有功趋于平衡,无功趋于0的同时,防止过补偿。
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- 2011-07-28 CN CN 201110212841 patent/CN102270849B/zh active Active
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