E：站用电容量选择的安全经济效益分析课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,站用电容量选择的安全经济分析,通过介绍,220kV,变电所用配电变压器运行中的实际问题，针对现场安全运行需要，结合规程制度分析所用变容量选择过大的原因，并进行安全经济的对比分析，探讨所用变选型和实际运行的注意事项，提出所用变运行管理中的节能建议。,站用电容量选择的安全经济分析,1,一、问题的提出,变电所用配电变压器（以下简称所用变）是将变电所的,10kV,或,35kV,的高电压转化为,400V,的低电压，用做变电所通讯信号、自动装置、日常照明、检修试验、设备冷却、设备加热去潮等各类动力的电源；近几年，随着国民经济的快速发展，电力建设的步伐不断加快，变电所的数量急剧增加，而承担变电所自身用电的所用变的数量也随之大幅度增加，通过所用变消耗的电量就非常客观，根据现场实际情况一般一个,220kV,变电所一年消耗的电能在,50,万千瓦时以上，一个,110kV,变电所一年消耗的电能在,10,万千瓦时左右，占电力系统内部线损较大的比例；,一、问题的提出,2,而所用变容量和型式选择不当、负载分配不均匀、运行不合理等原因，能够造成电能的不必要浪费和建设投资的增加，影响变电所的安全运行；这里作者多年来变电所运行管理的经验，分析现场所用变使用中存在的问题，按照规程和变电所安全运行的要求，论述变电所所用变容量选择的原则，提出所用变的选择在挖潜节约电能方面的一些基本看法，对变电所运行管理中的节能进行有益探讨，以之指导变电所建设和改造过程中所用变的选用。,而所用变容量和型式选择不当、负载分配不均匀、,3,所用变容量选择过大的原因分析,按,DL/T5155,2002,220kV,500kV,变电所所用电设计技术规程规定，,220kV,变电所宜从主变压器的低压侧分别引两台容量相同，可互为备用，分列运行的所用变，每台所用变的容量应按承担全所负荷计算选择；规程推荐变电所用配电变压器容量选择采用换算系数法，即：所用变的容量,P,K,1,P,1,+P,2,+P,3,；,P,1,、,P,2,，,P,3,分别为动力、电热和照明负荷之和,1,，,K,1,为动力负荷换算系数，一般取,0.85,；所用变应选择高可靠性、低损耗、节能型产品，做到安全可靠、经济适用、符合国情；,所用变容量选择过大的原因分析,4,但是，目前在变电所实际设计选择所用变容量的过程中，存在观念保守，对所需负载调查研究不深入，缺少必要的计算分析，沿袭传统的习惯和做法，致使所用变的容量选择过大，造成基建投资加大，运行损耗和维护工作量增加；分析其原因，作者认为主要表现在以下几个方面。,但是，目前在变电所实际设计选择所用变容量的过程中，存在,5,2,1,随着电气设备制造技术的提高，保证设备可靠运行所需要的功耗在逐步降低，如：一台电压等级为,220KV,，容量为,120000,150000kVA,的强油循环电力变压器，,90,年以前的老系列产品，需要,10,组以上的冷却器，以保持主变压器在允许的温度下运行，而电机和油泵的功率达到,45kW,，而现在同容量的节能型变压器，随着冷却装置效率的提高，冷却器仅需要,3,4,组，冷却功率为,22kW,左右；就是每台断路器或隔离开关的电机功率，也由,1,2 kW,降至几百瓦；如此，再套用原来同规模变电所的习惯选择所用变，势必造成容量选择过大。,21随着电气设备制造技术的提高，保证设备可靠运行所需要的功,6,2,2,随着设备制造质量的提高，设备运行的安全可靠性更加满足运行需求，变电所内检修的工作量在不断减少，特别是一些供电企业开展变电设备状态检修后，检修试验周期在不断延长，检修动力用电也在大幅度减少，除主变压器现场大修需要热油干燥等复杂工作外，正常的检测和维护设备的功率一般较小，变电所每台所用变都留有,100kVA,甚至更大的检修动力容量，也是目前所用变容量过大的重要因素之一。,22随着设备制造质量的提高，设备运行的安全可靠性更加满足运,7,2,3,目前,200kV,及以下变电所大都按照无人值班运行，使变电所的正常负荷有所下降，一是照明和办公用电减少，除设备巡视短时需要开启电灯外，正常照明保持在关闭状态。二是生活用电减少，变电所内的冰箱、电炉、电磁灶等用电设备不再使用。三是取暖和制冷设备的负载减少，除保持设备运行环境温度的电热和制冷负荷外，值班用的空调和制热设备可以停运。现场运行的实际也表明，无人值班变电所的全年用电量较有人值班时明显下降。,23目前200kV及以下变电所大都按照无人值班运行，使变电,8,2,4,随着设备性能和集成化水平的提高，同规模变电所的设备数量减少，新建变电所的占地规模得到有效控制，附属设施不断简化，八九十年代一个普通,220kV,变电所大都采用旁路母线结构，占地都在数十亩以上，而现在变电所接线方式简化，采用中置开关柜、组合电器等，占地基本控制在十余亩以内，综合建筑面积大幅度减少，辅助建筑、站外道路等照明用电负载达到可以不计入的状态，但此因素往往被设计人员忽略。,24随着设备性能和集成化水平的提高，同规模变电所的设备数量,9,2,5,随着变电所综合自动化装置的普遍应用，变电所中央控制盘表取消，微机控制、微机保护等装置的负荷也在减小，变电所综合用电量大幅度下降，设计计算所用变容量时有时也被忽略。,25随着变电所综合自动化装置的普遍应用，变电所中央控制盘表,10,某供电公司,2005,年度部分,220kV,变电所所用变实际运行的最高负载、容量和用电量情况，如表一；对比分析，就不难发现，按传统的观念进行估算的所用变容量，普遍存在裕度过大，容量偏高，负载率严重过低的问题。就是,220kV,500kV,变电所所用电设计技术规程编写人员，在全国的实例调查中也未发现所用变选择有容量偏小的情况发生,1,。,某供电公司2005年度部分220kV变电所所用变实际,11,表一：,2005,年某供电公司,220kV,部分变电所所用变配置及负载情况一览表：,序号,所用变型式及台数,变电所建设的规模,最高负载,(kWh),年用电量,(,万,kWh),备 注,1,2*SC,8,250/35,2*150MVA,变压器,115.7,69.3,操作队所在地，一台,SCF200/10,外来所用变,2,2*SCB,8,400/10,2*150MVA,变压器,86,58.19,一台,SL,2,-400/10.5,外来所用变,3,2*S,7,-250/35,2*150MVA,变压器,81.9,52.44,S,7,-250/10,外来所用变一台,4,2*S,7,-250/10,2*120MVA,变压器,120,77.45,操作队所在地,5,2*S,7,-500/35,2*150MVA,变压器,125,67.81,操作队所在地,6,2*SC,8,-400/35,2*150MVA,变压器,76,53.26,SC,3,400/10,外来所用变一台,7,2*SCB315/38.5,120,和,150MVA,变压器各一台,80.6,54.77,表一：2005年某供电公司220kV部分变电所所用变配置及负,12,3,、实例分析所用变不同容量的经济效益,表一中的某变电所两台型式为,SFSPZ,7,150000/220,的主变压器，选用两台型式为,S,7,500/35,的所用变，,15,人的操作队在该所值班和办公，两台所用变实际运行中每月及年度的电量损耗如表二。,3、实例分析所用变不同容量的经济效益,13,表二：,1#,、,2#,所用变实际电量损耗表（单位：,kWh,）,月份,编号,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,合计,1#,2.17,2.89,0.85,4.74,3.58,3.2,3.81,3.52,3.02,2.95,3.2,4.63,38.55,2#,1.04,4.58,1.31,3.56,0.7,0.54,0.63,0.77,0.35,0.72,1.38,2.78,19.36,表二：1#、2#所用变实际电量损耗表（单位：kWh）月份12,14,计算可得：两台所用变年度平均负荷分别为,45.26kW,和,24.36kW,，实际运行的负荷率分别为,7%,和,4%,，即使全部负荷加在一台所用变上，其负荷率也不过为,11%,；若取所用变的实际功率因数为,0.8,，在二月份最高负荷时，其平均负载率分别为,10%,和,15%,，全部负载加在一台变压器上的负载率为也仅为,25%,。,计算可得：两台所用变年度平均负荷分别为45.26kW,15,从以上负荷分析可以得出，即使不考虑所用变本身的过载能力，选择,S,9,200/35,或,S,9,160/35,的变压器也能够满足变电所运行要求，若用之替换,S,7,500/35,的现用所用变，按上述月度最高负荷计算，一台所用变带全部负荷的负荷率也仅为,50%,和,64%,，每台仍有,60,100kVA,的容量裕度，正常两台同时运行的裕度就更大，可以满足复杂检修用负荷的供出，符合规程制度的相关要求,2,，这样不仅可以节省所用变容量减少及相关配套设备带来的一次性投资，即使所用变运行的自身损耗也会大幅度降低。,从以上负荷分析可以得出，即使不考虑所用变本身的过载能力,16,以下参照,2005,年度该变电所,70,万,kW,的用电量，按两台所用变带相同的负荷，比较三种不同容量所用变的运行损耗，所用变损耗参数及正常运行的平均负荷率如表三。,表三：三种不同容量所用变损耗参数及平均负荷率,变压器型式 空载损耗,P,0,负载损耗,P,K,按年度平均负荷率,（,KW,）（,KW,）（,%,）,S7,500/35 1.08 7.7 7.5,S9200/35 0.48 3.7 19,S9160/35 0.41 3.15 24,以下参照2005年度该变电所70万kW的用电量,17,为简化计算方法，忽略功率因数影响，采用稳态工程计算式,3,，估算三种容量的所用变运行的年度自身损耗电量分别为：,W,1,=2*8760,P,1,=2*8760,（,P,01,+,1,2,P,K1,）,=2*8760,（,1.08KW+,1,2,7.7kW,）,=19560kWh,。,W,2,=2*8760,P,2,=2*8760,（,P,02,+,2,2,P,K2,）,=2*8760,（,0.48KW+,2,2,3.7kW,）,=9420kWh,。,W,3,=2*8760,P,3,=2*8760,（,P,03,+,3,2,P,K3,）,=2*8760,（,0.41KW+,3,2,3.15kW,）,=7215kWh,。,其中：W,1,、W,2,、W,3,分别为三种所用变年度运行的自身电量损耗,P,1,、,P,2,、,P,3,分别为三种所用变按年度计算的平均负荷功率,为简化计算方法，忽略功率因数影响，采用稳态工程计算式,18,可见，不同容量的所用变每年自身损耗的电量不同，用,S9200/35,或,S9160/35,型替代,S7,500/35,型，在不考虑两台所用变负荷不均匀增加损耗的前提下，每年节约电量都能在一万千瓦时以上，再考虑所用变容量减少，引起的设备购置及配套设备节约的费用，综合效益非常客观。,可见，不同容量的所用变每年自身损耗的电量不同，用S9,19,4,、所用变容量选择及运行管理的体会和建议,所用变容量的选择得当，能够优化工程建设造价，节约所用变及相关设备购置费用，减少所用变运行中的电量损耗，相反，若容量选择过小，将因小失大，影响变电所的安全运行，是一项重要的经济技术工作，必须认真分析变电所用电的具体情况；同时，所用变容量一旦确定，应合理两台所用变的运行方式，对于保证安全经济运行，降低所用变自身损耗，减少运行费用十分重要，根据以上分析和多年的运行经验，作者认为具体应从以下几个方面做好工作。,4、所用变容量选择及运行管理的体会和建议,20,（,1,）运行规程规定变电所必须有可靠的动力电源，以保障其安全可靠运行；为此，所用变不允许二次并列运行，两台所用变除检修维护外必须同时分列运行；由于变电所自身用电节约会