L'impact de la tension nocturne augmente sur les pertes de transformateurs et les stratégies de gestion complètes
Abstrait: La recherche a confirmé que le phénomène de l'augmentation de la tension nocturne des réseaux de distribution augmente considérablement les pertes de transformateur à sans chargement . lorsque la tension de fonctionnement dépasse la valeur nominale de 5%, les pertes de fer d'un schéma de distribution coordonnée en adoptant un schéma de contrôle coordonnée Les objectifs de compensation, d'économie d'énergie et de réduction des pertes peuvent être effectivement atteints .
I . Mécanisme de formation de l'élévation de la tension nocturne
Le facteur de charge des grilles de distribution tombe généralement dans la gamme 0.3-0.5 la nuit .. La tension dans des conditions de charge légère . Les fluctuations de la production d'énergie distribuée exacerbent ce phénomène . Les données de mesure réelles à partir d'un cluster photovoltaïque de 330 MW montrent que lorsque la sortie baisse soudainement le soir, le problème transitoire de la tension du point de connexion dépasse 8% {{9} Les régulateurs de tension à chargement traditionnels de chargement traditionnels ont un délai d'action de 120-300 secondes, entraînant une durée moyenne de 23 minutes pour la tension nocturne dépassant les normes .
II . Caractéristiques de l'impact de l'élévation de la tension sur les pertes de transformateur
Les pertes totales du transformateur sont constituées de pertes à vide (pertes de fer) et de pertes de charge (pertes de cuivre), suivant un modèle mathématique spécifique . Les données opérationnelles réelles du S 13-400 KVA transformateur indique: à une tension nominale de 400 V, les pertes de non-charge sont 560w; Lorsque la tension monte à 423v (une augmentation de 5 . 75%), les pertes de fer augmentent à 692W, représentant une augmentation réelle de 23 . 6%. Cette valeur dépasse le calcul théorique de 11,8%, ce qui indique que l'effet d'hystérésis exacerbe considérablement la croissance des pertes.
Bien que la réduction de la charge diminue la proportion de pertes de cuivre à 15% -30%, la proportion de pertes de fer augmente simultanément à 70% -85% ., l'effet net est une augmentation des pertes totales de 8% -12} Processus de vieillissement des matériaux d'isolation d'environ 40% .
III . Schéma de contrôle de tension collaboratif à plusieurs niveaux
Une architecture de contrôle hiérarchique est établie pour atteindre une régulation de tension précise: le transformateur principal de 220kV réduit la tension latérale à haute tension de 1 . 25% via un changeur de robinet à chargement (OLTC); La barre de 110kV Bus reçoit des instructions du système de contrôle de tension automatique du réseau de distribution (AVC); Le mangeoire de 10 kV est équipé d'un générateur VAR statique (SVG) pour absorber dynamiquement la puissance réactive, établissant finalement une boucle fermée de contrôle de tension du côté transformateur de distribution.
Les applications technologiques clés comprennent:
- Technologie de pré-régulation OLTC basée sur la prévision de la charge, stabilisant la tension latérale haute tension la nuit dans la plage de tension nominale de 102%; Après la mise en œuvre dans un certain réseau régional, le taux de qualification de tension s'est amélioré à 99,97%
- Les dispositifs SVG atteignent une régulation continue de puissance réactive de -1 à +1 mvar, avec un temps de réponse inférieur à 20 ms et un taux de suppression de fluctuation de tension dépassant 85%
- Le système de transformateur de distribution intelligent (TTU) a trois fonctions principales: la surveillance en temps réel du taux de distorsion de tension (THD _ u <1 . 5%), le désengagement automatique de la commutation des condensateurs lorsque la tension d'excédent 107% de la valeur évaluée et la régulation de la régulation de la distribution du transformateur.
IV . Pratique d'ingénierie et vérification des avantages
Les données opérationnelles d'un certain projet de rénovation du parc industriel indiquent: la tension nocturne moyenne a diminué de 10 . 58 kV à 10 . 22 kV (une réduction de 3 . 4%), et le taux de perte de transformateur a diminué de 1,82% à 1,51% (une réduction de 17%). Après la mise en œuvre du projet, les économies d'énergie annuelles ont atteint 136,7 MWh et la durée de vie de l'isolation du transformateur a été prolongée de 21,3 ans à 25,1 ans. Calculé à un prix d'électricité de 0,8 yuan / kWh, la période de récupération est de 2,3 ans.
V . Conclusions et recommandations de mise en œuvre
1. L'augmentation non linéaire des pertes de fer du transformateur causées par l'élévation de tension nocturne est la principale cause de pertes non techniques dans les grilles de distribution .
2. Il est recommandé d'adopter un mode de contrôle collaboratif à trois niveaux combinant "Réglage pré-tension OLTC + compensation dynamique SVG + TTU Fine Control ."
3. Les nouveaux projets de construction devraient hiérarchiser l'utilisation des transformateurs en alliage amorphes de type SH18-, qui réduisent les pertes à vide de 65% par rapport aux normes S11 .
4. La gestion de la tension doit strictement adhérer à la norme IEEE C57 . 91, avec la plage de contrôle limitée à 95% -105% de la tension nominale.