《变压器负载率.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《变压器负载率.docx（9页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、关于变压器负载率的分析体会 万和蔼 文章来源：上海市电力公司市区供电公司 点击数：406更时间：2023-1-7 关于变压器负载率的分析体会上海市电力公司市区供电公司(202380)万和蔼1.现代城市电网负荷特性随着城市现代化，城市电网中的负荷特性发生很大变化，主要有如下特点。(1) 顶峰负荷的连续时间长以上海市区为例，整个高温期间 10 kV 配电变压器顶峰负荷长达 913 h(本文所指顶峰负荷量值是指 90% 以上的正点最高负荷)。(2) 负荷变化的峰谷差大目前，上海市区的多个变电站日负荷的峰谷差最大可到达 7 倍以上，文化、金融、商业繁华地区更加明显。(3) 在顶峰段内负荷数值相差不大城
2、市电网中在顶峰负荷时段内，各个变电站的每个变压器的负荷变化很小，上海市区负荷偏差仅在 0.901.0 的顶峰正点最大负荷之间。(4) 峰负荷消灭的全都性高城市电网中的顶峰负荷同时性高，特别夏天高温时更加明显。同时系数大约为 0.950.975，可以说，当消灭顶峰负荷时，全部变压器都处在一年中的顶峰负荷时段运行。城市走向富强进程中，一切活动对电力的依靠越来越高。电网一旦消灭故障，快速隔离准时恢复供给电力的时间也要求更短提出。对高荷密度地区配电的变电站的变压器负载率的合理使用，有必要在整个顶峰负荷时期段内对变压器的适宜负载率进展分析和计算，假设在这段时期能够不连续供电时，则在整个年度中不会有大的问
3、题。2.城市电网负荷密度的分类城市电网的负荷密度分类见表 1。负荷密度分类最高平均负荷密度MW/km2供电网络特点低密度负荷区15架空网为主中密度负荷区1540电缆和架空网混合供电高密度负荷区40100中型电缆网络为主特高负荷密度区120大型电缆网络为主表 1 城市电网负荷密度分类 说明：(1) 独立工业区不在内；(2) 上述区域，一般应大于 56 km 2 。3.上海市中心的变电站接线方式上海城市的中心区的电网中变电站所承受的一次接线方式大致有以下类型：(1)2台变压器、二段母线(正、副母线或一、二段母线)；(2)3台变压器、三段母线；(3)3台变压器、四段母线；(4) 3台变压器、六段母线
4、。其他的城市承受 3 台变压器的方式也不少。实际上，变压器适宜负载率的凹凸数值将与变电站一次接线方式和配网接线有亲热关系。4.变压器的负荷特性分析市区变电站变压器负荷特性分析见表 2。电信电信广西广西四川四川厦门厦门厦门T1T2T1T2T1T2T1T2T37.9910.1912.707.8013.29.409.214.417.33.494.954.201.502.21.302.303.02.71213129999111010:0010:009:0010:008:009:009:009:009:0021:0022:0020:0020:0017:0017:0018:0020:0020:002.28
5、2.053.025.26.07.234.04.86.4站名 变压器编号最高负荷/MW 最低负荷/MW90%最高负荷持续时间/h顶峰负荷的开头和完毕的时间顶峰负荷和低谷负荷的比值(1) 顶峰负荷持续时间一般在 913 h 左右；(2) 在顶峰时段里，一个变电站内变压器负荷变化在 10%以内；(3) 顶峰和低谷负荷差较大，比值达 2.27 倍。5. 配电用的变电站变压器中压母线负荷转移力量比较由于变电站接线形式不同，容量大小也不一，为分析便利，以 20 MVA 变压器作为例子，将变压器 3 台或接线方Y 接线三母线四母线六母线式工程负载 变压器并 变压器不并变压器不并变压器不并变压器不并不同负载率
6、下，在N-1 状况下，每台变压器过负载状况不同负载率下，在N1 状况下，需要防止过负荷故障的变电站每台变压器需要转移的容量/MVA相邻变电站的变压器在不同负载率下者 2 台作典型，同时设变压器处在平均负载率的状况下，分析结果见表 3。率%列列951.4251.91.91.4251.425871.301.741.741.3051.305751.1251.51.51.1251.125701.051.401.401.051.05650.9751.301.300.9750.975600.901.201.200.900.90500.751.01.00.750.75958.5018.018.08.58.5
7、876.014.814.86.06.0752.510.010.02.52.565-6.06.0-60-4.04.0-50-951.01.01.01.01.0872.62.62.62.62.6755.05.05.05.05.0706.06.06.06.06.0657.07.07.07.07.0608.08.08.08.08.05010.010.010.010.010.0951718181717875.08.0*8.0*5.0*5.0*751.02.02.01.01.0701.02.02.01.01.065-1.01.0-60-50-9517181817178768.08.06.06.07525.
8、05.02.02.07024.04.02.02.065-3.03.0-60-2.02.0-50-能够承受转入的容量/MVA不同负载率下，相邻变电站在故障变电站在在N1 状况下， 需要承受变压器的台数/台不同负载率下，相邻变电站在转入故障站的负荷时，在 N1 状况下，每回线路以2 MVA 容量时的需要回路数量/条表 3 变电站配电变压器中压母线负荷转移力量比较注：*假设是单母线时由于负荷安排的不平衡将会消灭转移量的不均衡性。在表 3 中反映了不同接线方式和负载在一个变电站中消灭故障停顿运行，在N-1 状况下转移和转入的负荷与相应的变压器和回路的数量。5.1 在 3 台变压器承受三母线四分段方式下
9、转移负荷分析 在 N-1 时，当负载率在 87%时的状况如下。(1) 需要转移的负荷总数为 12 MVA；(2) 完好的变压器能够承受的容量为 2.6 MVA，假设每回线路转移的力量按 2.0 MVA 考虑，对于故障变电站必需有 6 回以上的线路参与，才能到达根本平衡；(3) 由于需要 6 回以上的线路转移，因此，故障变电站的每一段母线上必需具有3 回以上的可 以转移的力量，或者是每个变压器必需具备 3 条回路对外的转移。由于变压器转入力量为 2.6 MVA，而每一条线路转移容量为 2.0 MVA，故必需由未故障变电站 6 台以上的变压器来担当负荷的转移。(4) 按上述分析，必需消灭可以转移线
10、路回路的数量比例为 133 原则或 266 原则。 转移的表示如图 1 线路图方式。图 1 负载率为 87%的 3 台变压器四母线转移负荷原则图TS)图 1 中为故障变电站的 10 kV 配电母线的一段母线的转移线路图，本变电站的另一台变压器的转移状况同图 1 一样，即合计 6 回配电线路和 6 台相应的被转移的变压器来协作，其中故障变电站需要自己担当 13%的负荷的吸取容量。5.2 变电站接线方式不变负载率降低时转移方式 假设在负载率降低到 75 %时，分析如下：(1) 在 N1 时，需要转移的容量为 5.0 MVA，这是在故障变电站其他两台变压器处在满载状态；(2) 可以转移线路的转移容量
11、按 2.0 MVA 计算，合计需要 34 回配电线路；(3) 由于在 75%负载下，每台变压器可承受转入 5.0 MVA 的根本水平，因此，它具备了一台变压器可以有2 回线路的转入容量，或者两回线路向 2 台变压器转移。按上述分析，可以承受 131 的方式或者承受 132 的原则方式，见图 2。图 2 变压器负载率在 75% 下承受三主变四母线在 N-1 时负荷转移图(每回路的负荷的转移力量是 2 MVA)5.3 变电站为 2 台变压器转移负荷分析工程不同负载率下出现变电站 N-1 状况下，本变电站另1 台变压器的过负载系数。不同负载率下出现 N-1 时，需要转移的负荷容量以及相邻的变电站的变
12、压器能够转入的容量/MVA上述分析是在多母线和 3 台变压器作为根本方式，假设承受 2 台变压器和两段母线时，状况将发生变化， 依据上述分析，同样以表格的形式来表示转移和转入容量，见表 4。负载率/%2 台变压器两段母线变压器承受转入容量951.9871.74751.5701.4651.3601.2501.095181.08714.82.67510.05.0708.06.0656.07.0604.08.0500.010.095188767527026516015009518878755704653602500不同负载率下需要转入的变压器的数量/台。转移负荷需要的线路数量(每回线路的转移容量按2
13、.0 MVA 考虑)。表 4 2 台变压器和两段母线状况下转移容量的分析5.4 2 台变压器负载率在 87%时转移方式分析在 2 台变压器、两段母线状况下，在 87%负荷时，在失去 1 个回路时，得到以下论点。(1) 在 N-1 状况下，故障变电站正常运行变压器为防止过负载，必需转移掉 14.8 MVA；(2) 14.8 MVA 的转移容量，应当有 6 台以上的变压器来担当；(3) 假设还是按 2.0 MVA 作为每回线路的允许转移数量，那么需要有 8 回线路来担当，所以就必需有相应的 8 台变压器分别来转移这个容量；(4) 转移的方式必定是 188 的根本方式，即在 N1 时，需要 8 回线
14、路和 8 台变压器分别来完成事故处理。 5.5 在 75%的负载率时，得到以下结论(1) 在 N1 时，剩余的变压器在满负荷的状况下，需要转移的总容量为 10.0 MVA；(2) 当每个回路转移的负荷按 2 MVA 计算需要有 5 个以上的回路来担当。同时，也需要有2 台以上的变压器来转入容量。(3) 综上两点，假设用 2 回线路转移到一个变电站，则需要 3 个变电站来担当转移负荷即承受 153 根本方式或是 163 方式。5.6 在 65%负载率时，得到如下结论(1) 当 N-1 时，剩余的 2 台变压器需要转移的负荷为 6.0 MVA；技术分析归纳如表 5 所示。(2) 需要 3 回线路来
15、转移负荷；(3) 需要相邻 1 台变压器来担当转移，即承受 131 的根本原则或是 142 的原则； 对 2 台变压器的分析见图 3、图 4、图 5。图 3 2 台变压器负载率为 87%当在 N-1 状况下 剩余的变压器需要转移的网络 188 的示意图 4 75%负载率 2 台变压器在N-1 状况下的状况下的转移图(转移的根本原则是 163)图 5 65%负载率 2 台变压器 在 N-1 状况下的负荷转移承受 131 的根本方式图6. 结论6.1 不同接线方式在不同负载率下的转移力量负载率 3 台变压器四段母 2 台变压器两段/%线母线87133 或266 原则188 原则75131 或132
16、163 原则65131 原则60121 原则由表 5 中可知，在同样的负载率时，当消灭N-1 时，3 台变压器和 2 台变压器的变电站相比较，具有需要转移的线路数量较小；需要被转入的变压器的数量较少；也就是说，自身负荷平衡力量较强。表 5 变电站的转移力量技术分析归纳因此，在事故处理，即使在高负荷下需要停运某台变压器时，在处理的速度上比较快，平均的故障停电时间可以削减的最少程度为 25%以上。6.23 台变压器代替 2 台供电半径增加不多到达同样负荷的状况下，承受3 台变压器的方式为 2 台站点的数量的 67%，因此投资费用可以削减。但供电半径，比承受 2 台变压器的站有所增加。例如 5 km
17、2 的地区内，建设 3 台变压器的站需要 15 个，每个站的平均供电面积是 0.3 km2，假设以其面积作正方形，边长为 548 m。最长供电半径以两个边长计算时为 1 096 m。当承受2 个变压器的站时，需要22 个，它的平均供电的面积是0.227 km2 同样按上述条件，它的供电半径是 953 m。因此，相比只增加 1.15 倍，所以，投资增加也格外有限。6.3 对高负荷密度地区变压器的负载率分析首先以承受 3 台变压器的站为主，(建设初期可投运 2 台作为过度，但时间不宜太长)。 以四段或六段母线为主体。其次是在上述条件下，高负荷密度地区的变压器高负荷时期中，应掌握在 75%的负载率为
18、好，而这是考虑以下几个因素。(1) 各台变压器的负荷有凹凸的区分；(2) 在 75%负载率时，故障处理的活动范围在 3 个变电站和 56 个配电回路间进展，有利于削减停电恢复时间，从而提高了牢靠性；(3) 不行避开地在高负荷期间会安排变压器检修、故障的探测等。而我们不能由此而对用户的承诺有变化。而且在高负荷密度地区的用户，对电力的依靠程度格外高。假设仍旧以上述 5 km2 的方式为例，假设 3 台变压器 87%负载率时，当 1 台变压器停运，本变电站和相连变电站的合计 8 台以上的变压器平均负载率最少将增加 13 %，因此这 8 台变压器完全失去N1 的转移力量，同时他还要影响其他的变电站的变
19、压器向它的转移负荷的力量。假设负载率为 75%时，转移的方法承受 132 的方式，相连变电站的负载率只增加到 85 %的水平，在这样的状况下配电网仍旧具备较好的 N1 力量，而由于运行负载率的降低必定使容量的配置增加，增加量约为 16 %，仍旧以上述 5 km2 面积供电作比较，假设本地区的负荷需要是 743 MW，平均功率因素是0.95，所以需要 782 MVA 的变压器容量，当承受 87 %的负载率时，需要 900 MVA 的容量，当承受 75 % 的负载率时需要 1 044 MVA 的容量，相差 144 MVA，假设每个变电站的容量是 60 MVA，必需增加 2 台或 3 个变电站的投资
20、费用，假定变电站和网络的投资比例为 14，那么两个变电站的费用仅仅占配电网的总费用的 2.6 %，因此，增加少量变电站的投资费用确定值的回收时间是格外短的。再就是在高负荷密度的地区最高负荷时间段的容载比为：变压器容量/最高负荷2.12.25 这个数值的来源如式(1)所示。K变压器容量最高负荷kn km0.75(0.90.95)(1)式中ZK(kn-ZK(变电站必需具备的储藏系数，取 1.251.35； km-ZK(变电站内的变压器的不平衡系数(分散系数)取 1.11.15； 0.75-负载率；0.90.95-平均功率因数。依据式(1)计算，将相应的系数代入以后，容载比的数值到达 2.032.3。容载比的数值略高，系统的储藏系数较大，反之就小，所以在目前的比较高负荷密度的地区的变压器假设承受3 台的负载率取 75%，而承受 2 台的时候取 65 %为合理。