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电力网经济运行措施案例分析与实践

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:双绕组变压器的单台、并列运行方案。对不同型号的变压器并列运行,需要把三种方式下的空载损耗和临界负荷列成表格形式,再选择出当负荷变化时最经济的运行方式。它的经济运行区域是由几个面及其相交点确定,实际分析较为复杂。具有此负荷特点的三绕组双主变变电站,其经济运行可参照此例进行分析计算。

电力网经济运行措施案例分析与实践

1.合理确定环网的运行方式

环形电网是合环还是开环运行以及在哪一点开环,是与电力网的安全、可靠和经济运行有关的复杂问题。从增强供电可靠性和提高供电经济性出发,应当采用合环方式运行,但是由于合环会导致继电保护的复杂化,它对供电可靠性又有一定影响。从降低线损的观点来看,在均一网络中,同一电压等级的环网,功率分布与各段电阻成反比,即功率经济分布,这时,合环运行可取得很好的效果。在非均一程度较大的网络中,即各段R/X相差较大或通过变压器电磁环网,功率按阻抗反比分布(即功率按自然分布)。这时,只要负荷调整适当,开环运行对降损将是有利的,同时也使继电保护简单化。有时,可以在非均一环网中加上串联电容器、纵向或横向调压变压器以强制实现有功和无功功率的经济分布。但是由于这种情况需要增加投资,对此应当进行经济技术比较。

以某地区电网中,临东(220kV变)—临西(110kV变)—杭后(110kV变)可构成环网运行方式为例,取月电量平均负荷作为计算数据进行分析计算。环网结构见图6-11所示。

杭后变110kV母线负荷为34+j14MVA;临西变110kV母线负荷为16+j5MVA;两变电站110kV母线电压为116kV。

开环运行:临杭Ⅰ回停运时,应用辐射形网络潮流分布计算公式可得:

联络线末端功率:P+jQ=16+j4.7(计及线路充电功率)

联络线功率损耗:ΔP+jΔQ=(R+jX)(P2+Q2)/U2=0.067+j0.133(MVA)

临杭Ⅱ回末端功率为:34+j13.4(计及线路充电功率)

临杭Ⅱ回功率损耗为:0.56+j1.35(MVA)

两条线路总功率损耗为:0.627+j1.483(MVA)

闭环运行(临东—临西—杭后构成三角环)时,杭后变计算负荷为:34+j12.9(MVA);临西变计算负荷为:16+j4.2(MVA)。

应用环式网络中的功率分布计算得:

图6-11 环网结构图

联络线功率损耗为:0.198+j0.4141(MVA)

临杭Ⅱ回功率损耗为:0.28+j0.674(MVA)

临杭Ⅰ回功率损耗为:0.053+j0.103(MVA)

三条线路总功率损耗为:0.531+j1.191(MVA)

因而线路总功率损耗减少了:0.096+j0.292MVA,所以采用闭环运行比开环运行更加经济。

2.变压器经济运行方案

系统中变压器的台数多,变压器的损耗电量占全系统总线损的30%~60%,因此降低变压器的损耗是又一个重要课题。

下面就两台中的单台、并列两种不同运行方式对降损的影响做分析,不考虑无功功率损耗所引起的有功功率损耗。

(1)双绕组变压器的单台、并列运行方案。

单台运行的有功功率损耗:

两台并列运行的有功功率损耗:

并联变压器组,要求有相同的电压比,相同的接线组别,和基本相同的百分阻抗。

当总负荷为S时,两台并列变压器的总损耗为

因为负荷按容量成正比分配,所以

两台双绕组变压器一般安排三种运行方式,对应有三条ΔP=f(S)有限长曲线。三曲线两两之间的交点处总功率损耗相同,我们称相交点负荷为临界负荷Sij,即

整理得

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式中 ∑P0i、∑P0j、∑PKi、∑PKi、∑Si、∑Sj——i、j两种方式下的变压器总空载损耗、总额定短路损耗和总额定容量。

对不同型号的变压器并列运行,需要把三种方式下的空载损耗和临界负荷列成表格形式,再选择出当负荷变化时最经济的运行方式。

(2)示例。

如某变电站有两台能够并列运行的双绕组变压器,有关参数数据见表6-3。

表6-3 某变电站变压器参数表

可以求得每种运行方式之间的临界负荷值(kVA)。

负荷在5956kVA以下时,启运1号变;

负荷在5956~19963kVA时,启运2号变;

负荷在19963kVA以上时,启运1号变、2号变。

依此例,可推广应用于地区所有双绕组双主变的变电站和双配变的配电室。

(3)三绕组变压器的单台、并列运行方案。

对三绕组变压器,仍然可以按损耗最小的原则确定其临界负荷。这时临界负荷确定比双绕组变压器要复杂。一般来说,它取决于流经各绕组的视在功率。

按上式由i种方式过渡到j种方式时,并列三绕组的临界负荷应当满足:

式中 ∑SNi、∑SNj、∑P0i、∑P0j——i、j两种方式下的变压器额定容量总和与额定空载损耗之和;

∑PK1i、∑PK2i、∑PK3i和∑PK1j、∑PK2j、∑PK3j——i、j两种方式下的三侧额定短路损耗之和;

S1ij、S2ij、S3ij——变压器高、中、低压侧的临界负荷值,kVA。

上式移项整理得

可见,三绕组变压器并列运行的临界负荷值并非一个固定值,而是以它的三侧负荷为坐标的一个空间椭球曲面。它的经济运行区域是由几个面及其相交点确定,实际分析较为复杂。

当忽略变压器本身损耗,且三侧功率因数相差不大的情况下,有

这里以高压侧“1”作为电源侧,令,S2ij=aS1ij

式中 a——高压侧和中压侧之间的负荷分配系数,从变电站表计记录的数据中可求得。

(4)示例。

如某地区的大佘太变电站,每年5~7月为农灌用电高峰期,其余时间均为普通工业和民用照明用电,季节性较强,全年三侧负荷的功率因数几乎同起同落相差不大,中压侧35kV负荷约占总负荷的45%。

两台主变各侧额定短路损耗见表6-4,计算用系数见表6-5。

表6-4 大佘太变电站主变压器损耗表

表6-5 大佘太变电站计算用系数表

负荷在5753kVA以下时,启运1号变;

负荷在5753~20494kVA时,启运2号变;

负荷在20494kVA以上时,启运1号变与2号变。

具有此负荷特点的三绕组双主变变电站,其经济运行可参照此例进行分析计算。

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