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農(nóng)村電網(wǎng)35kV變電站變壓器容量的選擇

http://mamafrist.com 2015年09月19日        

[摘要]新建35kV變電站是農(nóng)村電網(wǎng)改造的重要內(nèi)容,由于農(nóng)村用電負(fù)荷往往偏小,因此,變壓器容量的選擇至關(guān)重要。通過用負(fù)荷增長曲線圖法選擇農(nóng)村電網(wǎng)35kV變電站變壓器的容量,并經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)分析,既滿足負(fù)荷增長需求,又滿足經(jīng)濟(jì)要求,是一種非常直觀、實(shí)用的方法。
  [關(guān)鍵詞]負(fù)荷曲線法農(nóng)村電網(wǎng)變電站變壓器容量選擇   為了提高農(nóng)村電網(wǎng)的供電質(zhì)量,改善農(nóng)村用電環(huán)境,規(guī)范用電管理,降低綜合線損率。1998年6月國務(wù)院部署和開展了農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)與改造工作,目前大規(guī)模的農(nóng)村電網(wǎng)改造工程正在全國各地如火如荼地進(jìn)行著。興建35kV變電站是農(nóng)村電網(wǎng)改造的重要內(nèi)容。由于農(nóng)村用電負(fù)荷往往偏小,因此,變壓器容量的選擇至關(guān)重要。容量選擇小,不能滿足負(fù)荷增長的要求:容量選擇大,造成變壓器空載損耗大,起不到降低損耗,同網(wǎng)同價(jià)的要求。下面筆者根據(jù)農(nóng)村電網(wǎng)改造實(shí)踐,對(duì)用負(fù)荷增長曲線法選擇農(nóng)村電網(wǎng)35kV變電站變壓器容量的方法作一簡(jiǎn)介。
  1預(yù)測(cè)用電負(fù)荷
  由于35kV變電站多為農(nóng)村電網(wǎng)改造的終端變,其供電范圍為1~3個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn),所以變壓器容量的選擇至關(guān)重要。要正確選擇變壓器容量,必須做好用電負(fù)荷的預(yù)測(cè)工作。
  1.1了解當(dāng)前實(shí)際的用電負(fù)荷。首先確定新建35kV變電站的供電范圍,從縣電力公司處了解供電范圍內(nèi)近幾年的供用電情況。其主要數(shù)據(jù)資料有:年用電量(kWh)、年最大負(fù)荷(kW)、年用電增長率(%)。由于農(nóng)村用電量環(huán)境的制約(供電質(zhì)量差、電費(fèi)高等),實(shí)際發(fā)生的用電負(fù)荷小于實(shí)際用電需求。
  1.2了解鄉(xiāng)鎮(zhèn)近期、遠(yuǎn)期經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃,滿足負(fù)荷正常發(fā)展的要求,是考慮變壓器容量的重要依據(jù)。
  1.3考慮同網(wǎng)同價(jià)后農(nóng)村用電量正常負(fù)荷的需求。農(nóng)民用電難、難用電,嚴(yán)重制約了農(nóng)民用電的積極性,因此,同網(wǎng)同價(jià)后,農(nóng)民對(duì)用電的需求將會(huì)有較大的增長,一是家電普及,二是農(nóng)村加工業(yè)的用電增加。
   2繪制最大負(fù)荷增長曲線
  根據(jù)負(fù)荷預(yù)測(cè)可確定兩個(gè)重要數(shù)據(jù),第一個(gè)重要數(shù)據(jù)就是變壓器投運(yùn)時(shí)的年最大負(fù)荷(kW),假定為Po。第二個(gè)重要數(shù)據(jù)就是變壓器投運(yùn)后每年的年用電增長率(%),假定為X,并假定每年用電增長率相同,則年最大用電負(fù)荷增長的公式為:Pn=Po(1+X)n
  式中Pn——變壓器投運(yùn)后第n年的年用電最大負(fù)荷(kW)
  n——變壓器投運(yùn)后第n年,n=(0~20a)
  采用取點(diǎn)法可以繪制出最大負(fù)荷增長曲線,見圖1??紤]功率因數(shù)為cosφ,則最大視在功率Sn為:Sn=Pn/cosφ=Po(1+X)n/cosφ
   3繪制平均負(fù)荷增長曲線
  根據(jù)年用電量或負(fù)荷率,我們可以確定年平均用電負(fù)荷(kW),設(shè)為Pe。其視在功率Se,假定負(fù)荷率為K,平均負(fù)荷年增長率仍為X,則平均負(fù)荷增長曲線的公式為:
  Pe=KPn=KPo(1+X)n
  Se=Pe/cosφ=KPo(1+X)n/cosφ=KSn
  由于農(nóng)村負(fù)荷率一般不高,一般取K=0.5
  同樣用取點(diǎn)法繪出平均負(fù)荷增長曲線,見圖1。
  
   圖1變壓器負(fù)荷增長曲線圖
   4繪制變壓器各級(jí)額定容量
  一般情況下,可選取變壓器容量分別為Sn=1600kVA,2000kVA,2500Kva,3150kVA,4000kVA,將變壓器額定容量繪制于圖1中。
   5繪制變壓器最大過負(fù)荷容量
  考慮農(nóng)村日負(fù)荷曲線中,最大用電負(fù)荷時(shí)間一般不超過2h,因此可以將變壓器事故允許過負(fù)荷的時(shí)間為2h時(shí)的過負(fù)荷的1.3倍作為變壓器正常情況下最大過負(fù)荷能力。則將變壓器最大過負(fù)荷容量Smax=2080kVA,2600kVA,3250kVA,4095kVA,5200kVA,分別繪制于圖1中。
   6方案技術(shù)比較,確定變壓器的容量
  6.1變壓器額定容量滿足平均負(fù)荷增長的需求。
  從圖1中我們可以看出:
  Sn=1600kVA<Semax=1935kVA,不滿足要求,此方案取消。
  6.2變壓器最大過負(fù)荷容量滿足最大負(fù)荷增長的需求。
  從圖1中,變壓器最大過負(fù)荷容量與最大負(fù)荷增長曲線的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)就是最大負(fù)荷增長達(dá)到變壓器最大過負(fù)荷能力時(shí)的年限,其結(jié)果見表1。
  表1方案技術(shù)比較結(jié)果表
  
  從結(jié)果分析Sn=4000kVA,容量太大,此方案取消。
   7方案經(jīng)濟(jì)性比較,確定變壓器的容量
  經(jīng)過技術(shù)比較,我們初步選取Sn=2000kVA,Sn=2500kVA,Sn=3150kVA進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比較。
   7.1空載損耗:其參數(shù)分別為2.9kW,3.4kW,4.0kW。假設(shè)變壓器正常運(yùn)行20a,并假定1kWh平均成本為0.35元,則最大空載損耗分別為:
  SZ9-2000/35:20×365×24×2.9×0.4=20.32(萬元)
  SZ9-2000/35:20×365×24×3.4×0.4=23.83(萬元)
  SZ9-2000/35:20×365×24×4.0×0.4=28.03(萬元)
   7.2設(shè)備費(fèi):由江蘇省鹽城市機(jī)電設(shè)備公司提供價(jià)格資料,結(jié)果見表2。
  表2方案經(jīng)濟(jì)比較結(jié)果表萬元
  
   7.3最大負(fù)荷超過變壓器最大過負(fù)荷容量而少供電的損失,假定全年最大負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間分別為:3個(gè)月、2個(gè)月、1個(gè)月,并假定變壓器正常運(yùn)行20a。按供1kWh電量的利潤為0.06元計(jì)算,則少供電而少得利潤分別為:
  SZ9-2000/35,3個(gè)月:
  3/12×0.06×∫20[1000×(1+7%)n-2600]×0.8×365×24dn=36.62(萬元)
  同理:2個(gè)月為24.41萬元;1個(gè)月為12.21萬元。
  SZ9-2500/35,3個(gè)月:
  3/12×0.06×∫20[1000×(1+7%)n-3250]×0.8×365×24dn=8.16(萬元)
  同理:2個(gè)月為5.44萬元;1個(gè)月為2.72萬元。
   7.4綜合費(fèi):綜合費(fèi)=空載損耗+設(shè)備費(fèi)+少供電損失。
  此指標(biāo)越小的經(jīng)濟(jì)性越好,見表2。
  從技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性比較的結(jié)果,選擇SZ9-2500/35型變壓器最好。
   8結(jié)語
  農(nóng)村電網(wǎng)改造工程是一項(xiàng)投資大、涉及面廣的工程,也是一項(xiàng)具有重大社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益的工程。合理選擇農(nóng)村電網(wǎng)35kV變電站變壓器容量是農(nóng)村電網(wǎng)改造的重要內(nèi)容。用負(fù)荷增長曲線法選擇農(nóng)村電網(wǎng)35kV變電站變壓器容量是一種非常直觀、實(shí)用的方法。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,既滿足負(fù)荷增長的需求,又能滿足經(jīng)濟(jì)性要求?!?br />   作者簡(jiǎn)介:張文淵,男,1965年生,博士,高工,國家注冊(cè)監(jiān)理工程師,現(xiàn)主要從事水利與建筑工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)、技術(shù)管理及應(yīng)用研究和工程建設(shè)監(jiān)理等工作。

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