110kV變電站變壓器的經(jīng)濟運行分析

1、1概述變電站主變經(jīng)濟運行方式是指在不影響供電負(fù)荷條件下，通過選 取最佳的運行方式，使變壓器電能損耗降到最低。目前，山東萊蕪市 110kV變電站都安裝了兩臺主變。日常的運行方式為：當(dāng)負(fù)荷小于小 容量主變的額定容量時，只投入小容量主變一臺；當(dāng)負(fù)荷在兩臺主變 額定容量之間時，則只投入大容量主變一臺；當(dāng)負(fù)荷大于大容量主變 的額定容量時，則投入兩臺主變。一些人認(rèn)為這樣就可以在負(fù)荷低于 大容量主變的額定容量時，通過減少投入一臺變壓器，起到減少變壓 器空載損耗，降低變電站變損的作用。其實這種做法存在片面的、不 科學(xué)的因素，它只考慮了變壓器的空載損耗，而忽略了變壓器的負(fù)載 損耗。當(dāng)變壓器輕載時，空載損耗占變損

2、的大部分；但當(dāng)負(fù)荷達到一 定數(shù)值時，負(fù)載損耗便增大成為變損的主要部分。由此可見，我們在確定變電站主變經(jīng)濟運行方式 時，必須綜合考慮變壓器空載損耗和負(fù)載損耗的影響。2變壓器損耗計算變壓器損耗可以分為空載損耗和負(fù)載損耗兩部分。在工程計算中, 我們設(shè)定電網(wǎng)電壓大小、波形恒定，這樣當(dāng)某一臺變壓器的空載損耗 P0為一定值，其負(fù)載損耗PZ則與負(fù)荷平方成正比，即：PZ= (S/SZ) 2Pkn (1)式(1)中，S變壓器的實際負(fù)荷；SZ變壓器的額定容量；Pkn一變壓器在額定電流下的短路損耗.這樣，單臺變壓器的總損耗為：P=P0+ PZ=PN (S/SZ) 2Pkn 當(dāng)兩臺變壓器并列運行時，各變壓器的負(fù)載分配

3、與該變壓器的額定容量成正比，與短路電壓成反比，即：S=S1+S2 (3)S1:S2= (Sn1/Uk1) : (Sn2/Uk2) (4)式(4)中，S一總負(fù)荷；Uk變壓器的短路電壓.這時兩臺變壓器并列運行的總損耗 Pb為：Pb=P1 P2=PO1POa(S1/Sn1) 2Pkn1+ (S2/Sn2) 2Pkn2 (5)將(3)式代入為：Pb=PO1+PO2+Pkn1Uk22+Pkn2Uk12 / (Sn2Uk1+Sn1Uk2 2S2 (6)式(6)中，P的單位為kVV S的單位為MVA3變壓器并列技術(shù)條件把兩臺變壓器的一次側(cè)和二次側(cè)同一相的引線連接在一起的運行 方式，稱為“兩臺變壓器的并聯(lián)運行

4、”。兩臺變壓器的并聯(lián)運行，以其獨特的結(jié)構(gòu)形式，為用戶提供了許多方便，并獲得了較好的經(jīng)濟效益。變壓器并聯(lián)運行的四個條件是：(1)變壓器的接線組不相同。(2)變壓器的變比相同(允許有±0.5%的差值)，也就是說變壓 器的額定電壓相等。(3)變壓器的短路電壓相等(允許有士 10%勺差值)，這個條件保 證了負(fù)荷分配與容量成正比。(4)并列變壓器的容量比不宜超過 3:1 ,從而限制了變壓器的 短路電壓值相差不致過大。以上條件保證了變壓器空載時，繞組內(nèi)不會有超過環(huán)流的產(chǎn)生， 這樣會影響變壓器容量的合理利用， 如果環(huán)流超過額定電流幾倍，甚 至?xí)龎淖儔浩鳌Ｗ儔浩鞑⒘羞\行的理想狀態(tài)為：變壓器空載時繞

5、組內(nèi)不會有環(huán)流 產(chǎn)生，并列運行后，兩臺變壓器所帶負(fù)載與各自額定容量成正比，即 負(fù)載率相等。4工程實例萊鋼110kV銀山變電站的供電能力為80MVA兩臺主變的型號分別為 SFS9-40000 (3 號)，SFJ40000 (4號)，3 號、4 號主變的接線組別為 YN.YnQ d11;電壓比為 110士 2X 2.5%/38.5 ± 5%/6.3;短 路阻抗高中為16.88,高低為9.12,中低為6.03。兩路電源分別 引自六銀線和銀南聯(lián)絡(luò)線，110kV側(cè)主接線為內(nèi)橋外跨條方式，35kV 側(cè)為單母線分段結(jié)線。銀山新站為兩臺50MV4變，5號和6號主變的型號為SF9-50000, 接線組

6、別為YN.YnQ電壓比為110士 2X2.5%/35,短路阻抗為16.7。 銀山新站兩路電源引自棋山220kV變電站的棋銀1、2線，110kV側(cè) 主接線為內(nèi)橋方式，35kV側(cè)為單母線分段方式。銀山站和銀山新站 35kV母線由兩條聯(lián)絡(luò)線構(gòu)成35kV母線環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。兩站的主接線如圖 1所示。4.1 提高變壓器運行的經(jīng)濟性當(dāng)負(fù)荷增加到一臺變壓器容量不夠用時，可并列投入第二臺變壓 器；而當(dāng)負(fù)荷減少到不需要兩臺變壓器同時供電時，可將一臺變壓器退出運行。變壓器并聯(lián)運行可根據(jù)用電負(fù)荷大小來進行投切，這樣可盡量減少變壓器本身的損耗，達到經(jīng)濟運行的目的。4.2 提高供電可靠性當(dāng)并列運行的變壓器中有一臺損壞時，只要

7、迅速將其從電網(wǎng)中切除，另一臺或兩臺變壓器仍可正常供電；檢修某臺變壓器時，也不影 響其它變壓器正常運行，從而減少了故障和檢修時的停電范圍和次 數(shù)，提高供電地可靠性。5并列中應(yīng)注意的事項及經(jīng)濟分析5.1 并列中應(yīng)注意的事項(1)檢查變壓器銘牌，看是否符合并列運行的基本條件。(2)檢查變壓器高、低壓側(cè)接線是否正確。(3)檢查變壓器調(diào)壓分接開關(guān)是否在同一檔位，安裝時必須置于 同一檔位。5.2 并列的經(jīng)濟分析兩臺變壓器并列運行，要根據(jù)不同負(fù)荷時段，改變變壓器的運行 方式。對兩臺并列運行的變壓器應(yīng)考慮采用最經(jīng)濟的運行方式，當(dāng)并列運行的兩臺變壓器型式和容量相同， 負(fù)荷不同時，投入變壓器的臺 數(shù)，可按下式計算

8、決定：當(dāng)負(fù)荷增加：SASe時，再投入一臺，兩臺并列運行比較適合。當(dāng)負(fù)荷減少：SwSe時，切除一臺，單臺運行比較適合。式中，S一全負(fù)荷（kVA）;Se臺變壓器的額定容量（kVA）;P0變壓器空載時有功損耗，近似為鐵損（kVV ;Q0變壓器空載時無功損耗（kvar）;Pd變壓器短路有功損耗，也稱銅損（kVV ;Qd變壓器短路無功損耗（kvar）;K無功經(jīng)濟當(dāng)量系數(shù) kwh/kvar ,對于110/35kV的降壓變壓 器，當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷最小時取0.06,負(fù)荷最大時取0.1.以上各量，均可從銘牌或試驗報告中查得。當(dāng)并列運行的兩臺變 壓器型號和容量不同時，則可根據(jù)變壓器經(jīng)濟運行的條件，事先做好 曲線，通過查曲線決定在不同負(fù)荷下應(yīng)投入的臺數(shù)。6結(jié)束語萊鋼銀山站和銀山新站4臺主變在35kV母線側(cè)，通過并列運行 和方式的調(diào)整，為合理經(jīng)濟運行提供了操作手段，為因用電負(fù)荷發(fā)生 變化及設(shè)備檢修提供了一種不間斷供電的經(jīng)濟運行調(diào)度手段，同時也提高兩站的經(jīng)濟