110kV变电站变压器的经济运行分析

1 概述 变电站主变经济运行方式是指在不影响供电负荷条件下 通过选 取最佳的运行方式 使变压器电能损耗降到最低 目前 山东莱芜 市 110kV 变电站都安装了两台主变 日常的运行方式为 当负荷小 于小容量主变的额定容量时 只投入小容量主变一台 当负荷在两 台主变额定容量之间时 则只投入大容量主变一台 当负荷大于大 容量主变的额定容量时 则投入两台主变 一些人认为这样就可以 在负荷低于大容量主变的额定容量时 通过减少投入一台变压器 起到减少变压器空载损耗 降低变电站变损的作用 其实这种做法 存在片面的 不科学的因素 它只考虑了变压器的空载损耗 而忽 略了变压器的负载损耗 当变压器轻载时 空载损耗占变损的大部 分 但当负荷达到一定数值时 负载损耗便增大成 为变损的主要部分 由此可见 我们在确定变电站主变经济运行方 式时 必须综合考虑变压器空载损耗和负载损耗的影响 2 变压器损耗计算 变压器损耗可以分为空载损耗和负载损耗两部分 在工程计算中 我们设定电网电压大小 波形恒定 这样当某一台变压器的空载损 耗 P0 为一定值 其负载损耗 PZ 则与负荷平方成正比 即 PZ S SZ 2Pkn 1 式 1 中 S 变压器的实际负荷 SZ 变压器的额定容量 Pkn 变压器在额定电流下的短路损耗 这样 单台变压器的总损耗为 P P0 PZ P0 S SZ 2Pkn 2 当两台变压器并列运行时 各变压器的负载分配与该变压器的 额定容量成正比 与短路电压成反比 即 S S1 S2 3 S1 S2 Sn1 Uk1 Sn2 Uk2 4 式 4 中 S 总负荷 Uk 变压器的短路电压 这时两台变压器并列运行的总损耗 Pb 为 Pb P1 P2 PO1 PO2 S1 Sn1 2Pkn1 S2 Sn2 2Pkn2 5 将 3 式代入为 Pb PO1 PO2 Pkn1Uk22 Pkn2Uk12 Sn2Uk1 Sn1Uk2 2 S2 6 式 6 中 P 的单位为 kW S 的单位为 MVA 3 变压器并列技术条件 把两台变压器的一次侧和二次侧同一相的引线连接在一起的运行 方式 称为 两台变压器的并联运行 两台变压器的并联运行 以其独特的结构形式 为用户提供了许多方便 并获得了较好的经 济效益 变压器并联运行的四个条件是 1 变压器的接线组不相同 2 变压器的变比相同 允许有 0 5 的差值 也就是说变压 器的额定电压相等 3 变压器的短路电压相等 允许有 10 的差值 这个条件 保证了负荷分配与容量成正比 4 并列变压器的容量比不宜超过 3 1 从而限制了变压器的 短路电压值相差不致过大 以上条件保证了变压器空载时 绕组内不会有超过环流的产生 这样会影响变压器容量的合理利用 如果环流超过额定电流几倍 甚至会烧坏变压器 变压器并列运行的理想状态为 变压器空载时绕组内不会有环流 产生 并列运行后 两台变压器所带负载与各自额定容量成正比 即负载率相等 4 工程实例 莱钢 110kV 银山变电站的供电能力为 80MVA 两台主变的型号分 别为 SFS9 40000 3 号 SF7 40000 4 号 3 号 4 号主变的 接线组别为 YN Yn0 d11 电压比为 110 2 2 5 38 5 5 6 3 短路阻抗高 中为 16 88 高 低为 9 12 中 低为 6 03 两路电源 分别引自六银线和银南联络线 110kV 侧主接线为内桥外跨条方式 35kV 侧为单母线分段结线 银山新站为两台 50MVA 主变 5 号和 6 号主变的型号为 SF9 50000 接线组别为 YN Yn0 电压比为 110 2 2 5 35 短路阻抗 为 16 7 银山新站两路电源引自棋山 220kV 变电站的棋银 1 2 线 110kV 侧主接线为内桥方式 35kV 侧为单母线分段方式 银山站和 银山新站 35kV 母线由两条联络线构成 35kV 母线环网结构 两站的 主接线如图 1 所示 4 1 提高变压器运行的经济性 当负荷增加到一台变压器容量不够用时 可并列投入第二台变压 器 而当负荷减少到不需要两台变压器同时供电时 可将一台变压 器退出运行 变压器并联运行可根据用电负荷大小来进行投切 这 样可尽量减少变压器本身的损耗 达到经济运行的目的 4 2 提高供电可靠性 当并列运行的变压器中有一台损坏时 只要迅速将其从电网中切 除 另一台或两台变压器仍可正常供电 检修某台变压器时 也不 影响其它变压器正常运行 从而减少了故障和检修时的停电范围和 次数 提高供电地可靠性 5 并列中应注意的事项及经济分析 5 1 并列中应注意的事项 1 检查变压器铭牌 看是否符合并列运行的基本条件 2 检查变压器高 低压侧接线是否正确 3 检查变压器调压分接开关是否在同一档位 安装时必须置于 同一档位 5 2 并列的经济分析 两台变压器并列运行 要根据不同负荷时段 改变变压器的运行 方式 对两台并列运行的变压器应考虑采用最经济的运行方式 当 并列运行的两台变压器型式和容量相同 负荷不同时 投入变压器 的台数 可按下式计算决定 当负荷增加 S Se 时 再投入一台 两台并列运行比较适合 当负荷减少 S Se 时 切除一台 单台运行比较适合 式中 S 全负荷 kVA Se 一台变压器的额定容量 kVA P0 变压器空载时有功损耗 近似为铁损 kW Q0 变压器空载时无功损耗 kvar Pd 变压器短路有功损耗 也称铜损 kW Qd 变压器短路无功损耗 kvar K 无功经济当量系数 kwh kvar 对于 110 35kV 的降压变压器 当系统负荷最小时取 0 06 负荷最大时取 0 1 以上各量 均可从铭牌或试验报告中查得 当并列运行的两台变 压器型号和容量不同时 则可根据变压器经济运行的条件 事先做 好曲线 通过查曲线决定在不同负荷下应投入的台数 6 结束语 莱钢银山站和银山新站 4 台主变在 35kV 母线侧 通过并列运行 和方式的调整 为合理经济运行提供了操作手段 为因用电负荷发生 变化及设备检修提供了一种不间断供电的经济运行调度手段 同时 也提高两站