变压器经济运行

1目录1两台双绕组变压器的经济运行………………………………………21.1临界负载的计算方法…………………………………………………21.2多时段的变压器经济运行……………………………………………61.3实列分析………………………………………………………………821两台双绕组变压器的经济运行1.1临界负载的计算方法首先我们先对一些变量进行注释：——空载综合损耗，,——额定负载综合损耗，，——变压器负载容量，——变压器的额定容量，——空载有功损耗，——空载损耗，——空载无功损耗，，——短路无功损耗，，——空载电流，常用百分比表示——短路阻抗，常用百分比表示——无功经济当量，，通常取0.01设有两台变压器A、B，其综合损耗为：3则变压器A单独运行转B单独运行的临界负载（1-1）由此方法可以算出两台变压器的临界负载，从而确定何时来转换变压器的运行方式。下面我们举例来说明：例1；某变电所有两台变压器其参数如表1所示，对A、B两台变压器经济运行方式进行判定。表1-1A、B变压器参数求解得出：=3.4kVA；=61.9kVA；=5kVA；=109.8kVA；=2.42kVA；=14.68kVA；=4.02kVA；=24.24kVA；由式（1-1）可求得由A变压器单独运行转B变压器单独运行的临界负载=433kVA。4根据计算结果，按功率特性判定如下：当433kVA时，选用A变压器运行更经济。当433kVA时，选用A变压器运行更经济。这是两台变压器之间的判断，现在我们来看看负载上升时用两台变压器并列运行的方法。设两台容量不同的变压器A、B，变压器A的容量小于变压器B的容量，其负载分配系数为：（1-2）（1-3）并列运行的综合功率损耗为：（1）A变压器单独运行转B变压器单独运行的临界负载为：（2）A变压器单独运行转A、B两台变压器并列运行的临界负载为：(1-4)（3）B变压器单独运行转A、B两台变压器并列运行的临界负载为：（1-5）5图1-1变压器综合功率损耗曲线例2；如例1中两台变压器满足并列运行条件，对变压器A、B经济运行条件进行判定。由式（4）可求得B转A、B变压器并列运行的临界负载为根据计算结果可知：当时，选用A变压器运行更经济；当时，选用B变压器运行更经济；当时，两台变压器并列运行更经济。如表2所示：表1-2经济运行负载区间方式A单台运行B单台运行AB并列运行负载S/kVA0~433433~11691169~300061.2多时段的变压器经济运行研究变压器经济运行的主要目的是为了给调度决策提供科学的依据。调度人员做运行方式决策的依据是某负荷点一段时间内的负荷预测的结果。在实际工作中，调度工作需要确定的是某一负荷点在一个时间段内(一天，一周等)变压器运行方式的优化组合方案，使该时间段内，整个变电站的功率损耗最小。由于变电站的运行方式不能频繁变化，同时相邻两次运行方式的变化需要一定间隔时间。这就要求做决策的时候，不仅要在每一个阶段选择最优的运行方式，而且在整个的时间段内，要保证决策的最优。因此，各个阶段的决策的选取不是任意确定的，不能简单的选取本阶段的最佳的运行方式，它依赖于当前面临的状态的选择，又影响以后的状态的选取。这就使得多时段变压器运行方式优化调度方案的确定变成一个较复杂的多阶段的决策问题。在实际运行中,一个变电所的负荷因负载性质不同随时间有明显的变化规律。若完全根据负荷变化,在经过最佳经济运行转折点时，频繁地切换变压器选择经济运行状态，这对变电站的安全稳定运行、变压器及开关的使用寿命都有负面影响。为了兼顾以上2个因素，本文提出的时段控制法可根据短期负荷预报值，设置变压器的动作次数限制，即可提前分配变压器投切次数。通过负荷预测，得到1天48点(每隔30min取1点数据)的负荷预测值。为了对负荷预报结果构成的一组数列x={x(0)，x(1)，…，x(47)}进行比较分析，首先定义规则如下：a.当x(i+1)-x(i)(Xmax-Xmin)/48时，值M为1，表示负荷上升；b.当|x(i+1)-x(i)|(Xmax-Xmin)/48时，值M为0，表示负荷不变；7c.当x(i+1)-x(i)-(Xmax-Xmin)/48时，值M为-1，表示负荷下降。形成由-1，0，1构成的一组数列y={y(0)，y(1)，…，y(47)}，表征负荷的变化情况。以某220kV变电所2000年10月22日负荷为例，预测的负荷曲线和负荷初步划分情况如图1-2，1-3所示。图1-2短期预测负荷曲线图1-3负荷初步划分情况观察图1-3发现，负荷初步划分以后，中间仍然有少量波动存在。为处理波动定义规则如下：a.当y(i)0且y(i+1)=0时，令y(i+1)的值和y(i)的值一致；8b.当y(i)-y(i-1)+y(i+1)-y(i)=4时，令y(i)的值和y(i-1),y(i+1)的值一致。处理波动后，负荷的划分情况如图1-4所示。图1-4负荷的划分情况由图3可看出，全天负荷可以划分为3个时段(“时刻n”表示从第“n”点到第“n+1”点之间的时间段)：时刻15～42，负荷上升时段；时刻0～11和时刻46～47，负荷下降；时刻12～14和时刻43～45，负荷不变。在负荷上升时段15～42内，负荷高于临界负荷值时，允许投入备用变压器1次，此时段内不再退出；在负荷下降时段内，负荷低于临界负荷值时，允许退出备用变压器1次，此时段内不再投入；在负荷不变时刻内，负荷值等于临界值，变压器依照负荷发展趋势，判断是否改变运行状态，若需要改变，此时段内仅允许投入或退出1次。根据以上的控制方法，变压器每天的分、合操作次数较少，长期运行不会降低变压器、开关的机械强度和绝缘强度。1.3实列分析根据实际220kV变电所的变压器技术参数和动态负荷，对其运行方式进行了优化选择。已知变压器A和B的参数如表1所示，并且满足它们的并列运行条件。9表1-3变压器A、B参数表1-424小时内负荷变化预测点数负荷值（MW）预测点数负荷值（MW）120.9762549.049220.8432663.883320.5682765.465420.4902857.681520.2372956.438620.1913057.320719.9073157.636819.8663257.577919.7143358.4991020.1553460.8431122.3523562.8481225.7653663.1401328.8073760.2941431.3863858.294101537.5283958.9581639.7724055.0701744.6024147.0281845.9794245.5371954.2974346.6702057.8754445.2192158.3074540.3332256.4034634.6902352.1184725.0422443.4864821.995计算得到3个临界负荷值1LZS=19.841MV·A,2LZS=32.481MV·A，3LZS=46.944MV·A，可画出变压器在不同运行方式下的综合功率损耗与负载的关系曲线，从而确定该变电所内变压器经济运行区。如图1-5中箭头所示。图1-5变压器经济运行区11由表1-4可知，该变电所22日的负荷变化范围大约为20～65MV·A，负荷波动较大。由于1LZSminS，因此变压器B作为常用变压器，A作为备用变压器；又因3LZSmaxS，在负荷上升过程中，需将A投入，运行方式改为A和B并列运行。但从图1-1中可看出，负荷值多点等于3LZS，完全从经济性出发，理论上需要投切A多次，这显然不符合工程实际。由本文提出的控制方法，由于限制了设备的动作次数，对变压器、开关的使用寿命的负面影响也较小。