干式變壓器降載降損運行方式

由于電力工程必須提前建設的特點(diǎn)，一些新投資的變配電工程在短時(shí)間(1 ~ 2年)內負荷較輕。然而，干式變壓器的損耗在中低壓電網(wǎng)的線(xiàn)損中占很大比例，尤其是在輕載情況下。電網(wǎng)中有一定數量的干式變壓器輕載運行，這是“大馬拉小車(chē)”現象，無(wú)疑不利于降損節能。如何解決這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)成為電力系統線(xiàn)損管理中的一個(gè)老話(huà)題。1干式變壓器負載與損耗的關(guān)系干式變壓器有功功率損耗是空載損耗和負載損耗之和?？蛰d損耗是一個(gè)常數，不隨干式變壓器的負載而變化。負載損耗隨著(zhù)負載電流的變化而變化，負載電流的變化與負載電流的平方成正比。在一定負載電流下，干式變壓器的有功功率損耗可以用以下公式表示：P=P0 PL，其中P——干式變壓器的總損耗功率；P0——干式變壓器空載損耗功率；PL——干式變壓器在一定負載電流下的負載損耗功率。負載損耗與負載電流I的平方成正比，即P1=I2R，其中R——干式變壓器繞組的等效電阻。干式變壓器銘牌上給出了空載損耗P0和額定負載損耗PK，PK可表示為PK=In2R，其中In——為干式變壓器額定負載電流。此時(shí)，負載電流為I時(shí)干式變壓器的總損耗值可得如下：P=P0 (I2/I2n)PK。2不同運行方式下干式變壓器損耗的比較運行中的干式變壓器除了有一定的有功功率損耗外，還消耗一定的無(wú)功功率(勵磁功率和泄漏功率)，無(wú)功功率也會(huì )造成干式變壓器所接入電網(wǎng)的有功功率損耗。本文只討論干式變壓器在不同運行方式下的有功功率損耗。2.1兩臺容量相同的干式變壓器分開(kāi)運行與單臺變壓器滿(mǎn)載運行的比較。這種比較的前提閾值是兩個(gè)干式變壓器的負載電流之和不大于其中一個(gè)變壓器的額定電流。假設兩臺干式變壓器分別運行時(shí)，每條皮帶的負載電流為I，此時(shí)兩臺干式變壓器的損耗之和為P2T=2PT=2[P0 (I2/I2n)PK]。(1)如果兩臺干式變壓器中的一臺同時(shí)向負載供電，則另一臺干式變壓器停止備用，此時(shí)一臺帶負載干式變壓器的損耗為：P1T=P0 (4I2/I2n)PK。(2)設P2T=P1T，由公式(1)和(2)可得兩個(gè)干式變壓器分別運行且一個(gè)干式變壓器滿(mǎn)載時(shí)總損耗相同的臨界負載電流值I’，即(3)當兩個(gè)干式變壓器分別運行時(shí)總損耗相同。2.2比較當單個(gè)不同容量的干式變壓器承載相同的負載時(shí)，假設兩個(gè)不同容量的干式變壓器承載相同的負載電流I(前提閾值是I小于容量較小的配電變壓器的額定電流)。大容量的一臺空載損耗為P10，短路損耗為P1K，額定負載電流為I1n。小容量的空載損耗為P20，短路損耗為P2K，額定負載電流為I2n。當兩臺干式變壓器損耗相等時(shí)，即P1=P2，則P10(I2/I21n)P1K=P20(I2/I22n)P2K。(4)臨界負載電流I”可以通過(guò)求解方程(4)得到：(5)當負載電流II”時(shí)，大容量的損耗較小。3 110 kV終端變電站主變壓器運行方式的選擇新建110kV終端變電站一般安裝兩臺主變壓器，多數情況下負荷較輕。根據2.1節，為了降低干式變壓器的損耗，以黃埔供電局某110 kV變電站為例，當兩臺主變壓器的平均負載電流I為時(shí)，兩臺主變壓器的型號為SFZ8-40000/110，空載損耗P0=32 kW，短路損耗PK=162 kW，額定電流In=2200 A . I=691 A，代入(3)。也就是說(shuō)，當每臺主變壓器的平均負載電流小于691 A時(shí)，一臺主變壓器帶全站負載，另一臺主變壓器備用切換的運行方式可以降低變電站主變壓器的總損耗。當每個(gè)mai的平均負載電流 #p#分頁(yè)標題#e#

4臺10 kV配電干式變壓器運行方式的選擇一些新建的商住小區，建筑密集，報裝負荷大。區內配電干式變壓器之間的距離較短，配電干式變壓器的損耗占區內配電網(wǎng)線(xiàn)損的比例較大。新建初期入住率低，負荷輕，分散。但小區內配電工程一般根據規劃的電力負荷一步安裝配電干式變壓器，造成“大馬拉小車(chē)”現象。另外，夏季高峰負荷比冬季輕，每年冬季都會(huì )出現“大馬拉小車(chē)”現象。解決這個(gè)問(wèn)題的傳統方法是用容量小的干式變壓器代替。比如用315 kVA配電干式變壓器代替630 kVA配電干式變壓器，并以某干式變壓器廠(chǎng)的產(chǎn)品參數計算為例。SC3-630/10配電干式變壓器參數為：P10=1 800 W，P1K=5 270 W，I1n=909.3 A；SC3-315/10配電干式變壓器的參數為P20=1 200瓦，P2K=3 150瓦，I2n=454.7安.I "=260.2a，代入公式(5)。當負載電流小于260.2 A時(shí)，用315 kVA干式變壓器代替630 kVA干式變壓器，可以降低干式變壓器的損耗。如果有兩臺相鄰的630千伏安干式配電變壓器，通過(guò)低壓側的聯(lián)絡(luò )線(xiàn)連接，兩臺干式配電變壓器的負載將由其中一臺供電，另一臺關(guān)閉備用。根據公式(3)，可以得到I=375.8 a。如果聯(lián)絡(luò )線(xiàn)較短，聯(lián)絡(luò )線(xiàn)的損耗可以忽略不計。當單個(gè)配電干式變壓器的平均負載電流小于375.8安時(shí)，可以采用上述方法來(lái)降低干式變壓器的損耗。還假設有兩臺相鄰的630 kVA配電干式變壓器，并比較了上述例子中兩種模式的總損耗。如果單個(gè)干式配電變壓器平均為負

荷電流為200 A，按上例的前一種方式，用兩臺315 kVA的配電干式變壓器代換630 kVA的配電干式變壓器，則兩臺315 kVA配電干式變壓器的損耗之和為： P2=2P20+2(I2/I22n)P2K=3619 W. 按后一種方式，則一臺630 kVA配電干式變壓器帶400 A負荷，其損耗為 P1=P10+(I2/I21n)P1K=2820 W. 顯然，如果有兩臺鄰近的配電干式變壓器，上例中的后一種方式比前一種方式干式變壓器的總損耗小。由此可以推得，當每臺配電干式變壓器的平均負荷電流越小，上例中后一種方式降損效果越顯著(zhù)。 在實(shí)際應用中，用低壓側聯(lián)絡(luò )線(xiàn)的方式只需操作低壓開(kāi)關(guān)即可實(shí)現運行方式的轉換。而更換干式變壓器，不僅工作量大，而且還要有相當數量的備用干式變壓器，效果還不如用聯(lián)絡(luò )線(xiàn)的方式好，經(jīng)濟上也不合算。用聯(lián)絡(luò )線(xiàn)的方法，可推廣到鄰近的多臺干式變壓器，只要作簡(jiǎn)單計算即可得出臨界負荷電流，這里不詳述。建議在小區配網(wǎng)設計上，增加低壓側的聯(lián)絡(luò )線(xiàn)，線(xiàn)徑可按配電干式變壓器的額定負荷電流的1/3～1/2考慮，施工時(shí)一步到位，建成后的小區配電干式變壓器便可靈活轉換運行方式了。 5 結論 a)對于新投運的110 kV終端變電站，如裝有兩臺主干式變壓器，當每臺干式變壓器平均負荷電流小于(3)式所計算的I′時(shí)，采用一臺主干式變壓器帶全站負荷，另一臺備用自動(dòng)投入的方式，既可減少干式變壓器損耗，又保證了供電可靠率。 b)對單臺運行的配電干式變壓器，當負荷電流小于(5)式所計算的I″時(shí)，可用更換成小容量的配電干式變壓器的方法來(lái)減少干式變壓器的損耗。 c)對于已安裝有多臺配電干式變壓器新建的商住小區，建議采用低壓側聯(lián)絡(luò )線(xiàn)的方式。當相鄰兩臺配變的平均負荷電流小于(3)式所計算的I′時(shí)，通過(guò)低壓側聯(lián)絡(luò )線(xiàn)由其中一臺帶全部負荷，另一臺停電備用，其減少干式變壓器損耗的效果較優(yōu)。這種方法推廣到相鄰多臺配電干式變壓器的情況下應用，可以較大限度地減少“大馬拉小車(chē)”造成的損耗。#p#分頁(yè)標題#e#