最新110kV变电站变压器的经济运行分析资料

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110k V 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二P0+ PZ=P(^( 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= (Sn 1/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=P+ P2=PO+PO2^( S1/Sn1) 2Pkn1+( S2/Sn2) 2Pkn2 (5) 将

(3)式代入为：

Pb二PO1+PO2+(Pkn1Uk22+Pkn2Uk1) / (Sn2Uk1+Sn1Uk)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（允许有士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（允许有士10%勺差值），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80MV A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.YnO, d11 ;电压比为110士2X2.5%/38.5 士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，110k V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50MV主变，5号和6号主变的型号为SF9-50000, 接线组别为YN.YnQ电压比为110士2X 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，35k V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

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。