[[摘要]本文基于輸電線路距離長(zhǎng)、電壓降和線損過大，導(dǎo)致直供大負(fù)荷工業(yè)用戶母線電壓低的事實(shí)，提出了采用非常規(guī)自耦變壓器在輸電線路中間進(jìn)行二次升壓的方法，以提高電壓質(zhì)量，降低損耗，節(jié)約能源。[關(guān)鍵詞：自耦變壓器，輸電線路，電壓質(zhì)量，升壓，降損：淅川縣位于南水北調(diào)中線工程渠先所在的豫鄂陜交界丹江口水庫(kù)主淹沒區(qū)。通過20多年的改革開放發(fā)展和家對(duì)庫(kù)區(qū)移民優(yōu)惠政策的實(shí)施，淅川電網(wǎng)基本形成了優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、運(yùn)行靈活的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，南靠華中、南靠丹江、西靠西北，三網(wǎng)供電。目前年供電能力達(dá)到22.5億千瓦時(shí)。但由于歷史原因和地理環(huán)境的特殊性，我縣部分重型工業(yè)用戶集中在縣城附近，導(dǎo)致傳輸距離過長(zhǎng)，用戶端電壓負(fù)偏差大的現(xiàn)象。特別是我局管轄的110千伏丹鋁線，導(dǎo)線型號(hào)LGJQ-300，全長(zhǎng)87.5公里.就拿我縣年產(chǎn)5萬噸鋁制品的電解鋁廠的負(fù)荷來說。丹江口水電廠供電時(shí)，受電端母線電壓約為88-93 kV，在一定程度上造成廠內(nèi)電解鋁槽出力不足，影響正常生產(chǎn)。同時(shí)，由于丹鋁線過度虧損，我局營(yíng)銷成本增加。丹江口水電站汛期西川電網(wǎng)如何在優(yōu)惠供電期提高電壓質(zhì)量，較大限度降低損耗，節(jié)約能源，提高供電可靠性，已成為我局亟待探索和解決的課題。鑒于丹江口水電站汛期投入運(yùn)行的機(jī)組較多，電解鋁廠無功不足較少。經(jīng)過認(rèn)真的技術(shù)論證和經(jīng)濟(jì)對(duì)比分析，并經(jīng)有關(guān)方面同意，我局決定在丹鋁110千伏線路中間46公里處建設(shè)一座150兆伏安自耦變壓器升壓站，自籌資金在中間進(jìn)行兩次升壓，以保證兩個(gè)電網(wǎng)在豐水期和枯水期回送時(shí)的電壓質(zhì)量。本文簡(jiǎn)要介紹了改造后的技術(shù)方案和經(jīng)濟(jì)效益，供同行參考，望指正。2.經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較：1。丹鋁110KV線路升壓前末端電壓和功耗：已知閾值：導(dǎo)線型LGJQ-300，線路長(zhǎng)度L=87.5km，導(dǎo)線電阻R=0.11/km，導(dǎo)線電抗X=0.382/km，丹江口水電廠110K V母線電壓UN=110KV， 和線路的平均負(fù)荷P(1)電壓損失為：從cos=P/=100/=0.894從sin=Q/=50/=0.447 從I=P/UN cos10-3=100/1120.89410-3=576 a到U==576 (0.1187.50.8940.3820.382 功率損耗：按丹江口水電廠至淅川電解鋁廠年較大供電時(shí)間系數(shù)0.75計(jì)算，則：p=87600.759580=62940600 kw . h(4)經(jīng)濟(jì)損耗：按丹江口水電廠至淅川電網(wǎng)平均電價(jià)每千瓦時(shí)/0.215元計(jì)算：則每年I

2.升壓改造后呂丹110千伏線路末端的電壓和電能消耗：(1)丹江至鳳凰升壓站線路的電壓損失和電能消耗：線路長(zhǎng)度L=46km公里。其他已知閾值不變：從u=in(rlcosxlsin)=576(0.11460.894 0.382460.447)=12349v 110kv鳳凰升壓站母線電壓：UF=112000-12349=99651V功率損耗：從P1=32r 10-3=35762 鳳凰至鋁廠線路長(zhǎng)度L=41.5km的電壓損耗和功耗為：in=p/un clos=100/1190.894103=542 a； u=in(rlcoslsin)=542(0.11=10483V鋁廠站110母線實(shí)際電壓：UL=119000-10482=108518V功率損耗：a .線路功率損耗：p2=3I2r10-3=354220.1141.510-3視在功率自耦變壓器功率損耗：Pb=P0 PD(S/Sb)2=59 140(11856/150000)2=136.8 KW(4)總功率損耗：P1=4498 KW從丹江到鳳凰；Pb=136.8 KWp2=4325 KWp=P1Pbp2=5036 136.8 4023=9196 KW(5)電能損耗：計(jì)算閾值同上： Wh/年(6)竣工后節(jié)電： pj。y=ph=62940600-60240330=2700270 kw . h/年(7)增加經(jīng)濟(jì)效益：27002700.215=580558元/年 #p#分頁標(biāo)題#e#

耦電力干式變壓器在運(yùn)行中涉及的幾個(gè)技術(shù)問題1、電源側(cè)星形繞組中性點(diǎn)是否需要接地：根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》電氣一次部分“主干式變壓器中性點(diǎn)接地方式章節(jié)中”“凡是自耦干式變壓器中性點(diǎn)須要直接接地或經(jīng)小阻抗接地”的規(guī)定，我局鳳凰110KV電力自耦干式變壓器的中性點(diǎn)則需必須接地。這樣一來，將會(huì)改變對(duì)該臺(tái)干式變壓器供電的110KV電網(wǎng)系統(tǒng)中的零序電流分布，導(dǎo)致整個(gè)所接110KV電網(wǎng)系統(tǒng)中所有輸電線路零序保護(hù)需重新計(jì)算校核整定。且涉及不同產(chǎn)權(quán)的多家供電單位。協(xié)調(diào)工作量相當(dāng)繁雜，保護(hù)計(jì)算費(fèi)用支出較大.我局經(jīng)過技術(shù)論證，提出該臺(tái)主變中性點(diǎn)除主變進(jìn)行倒閘操作時(shí)短時(shí)間合上外，平時(shí)采用不接地方式。其論證觀點(diǎn)是：電力設(shè)計(jì)手冊(cè)或教課書中所規(guī)定的自耦電力干式變壓器中性點(diǎn)必須接地或經(jīng)小阻接地，主要是考慮到常規(guī)電力自耦干式變壓器其串聯(lián)繞組和共用繞組是由兩個(gè)不同電壓等級(jí)的高中壓繞組所組成。為降低工程造價(jià)，制造廠大多采用分級(jí)絕緣結(jié)構(gòu)。運(yùn)行中一旦高壓電網(wǎng)內(nèi)發(fā)生單相接地故障時(shí)，將會(huì)在其中壓繞組上出現(xiàn)危險(xiǎn)的過電壓而對(duì)中壓繞組的絕緣造成危害。為降低繞組對(duì)地電位，其中性點(diǎn)必須接地。而我局的鳳凰調(diào)壓變是一臺(tái)進(jìn)出側(cè)都是110KV電壓等級(jí)的并在副邊進(jìn)行升壓的自耦電力干式變壓器，主要是為保證我縣電解鋁廠正常負(fù)荷（10萬KW）時(shí)的電壓質(zhì)量，而在線路中間進(jìn)行110KV小范圍二次升壓的特殊用途干式變壓器。其一次輸入電壓90—110KV，調(diào)壓范圍在90—121KV之間，因其串聯(lián)繞組和公共繞組運(yùn)行電壓都是110KV電壓等級(jí)，并按全部加強(qiáng)絕緣水平設(shè)計(jì)，絕緣耐受水平為154KV，且平時(shí)運(yùn)行中中性點(diǎn)又采用不接地方式，即是運(yùn)行中110KV系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障而引起對(duì)地電位的瞬時(shí)升高，因零序繼電保護(hù)的快速動(dòng)作，其影響要比常規(guī)高中壓分級(jí)絕緣的自耦電力干式變壓器所造成的影響小的多。2、干式變壓器的防止過電壓措施：（1）在主干式變壓器進(jìn)、出線兩端各裝設(shè)一組氧化鋅避雷器，防止雷電感應(yīng)過電壓。（2）因主變10KV側(cè)繞組平時(shí)不帶負(fù)荷而無出線，為防止該繞組靜電感應(yīng)過電壓，將套管引出線一相直接接地層。（3）為防止高壓繞組高端高壓懸浮電位對(duì)主變繞組絕緣的影響，由制造單位采用下列措施，即：①干式變壓器調(diào)壓裝置采用貴州長(zhǎng)征電器股份有限公司生產(chǎn)的ZY1A—I1200A（MT1200—252/18180）型有載分接開關(guān)，電壓等級(jí)252KV，18個(gè)檔位，17級(jí)線性調(diào)壓。① 線卷端部油道加大幾何尺寸，便利油流散熱。② 加強(qiáng)加厚絕緣和增大線圈層匝間及引線電氣距離。③ 改善繞組匝間電容分布，在線圈端部加裝靜電板。3.運(yùn)行結(jié)線方式：丹江水電廠豐水期間向淅川電網(wǎng)供電，枯水期間由淅川電網(wǎng)向丹江口市部分用戶倒供電。鳳凰站設(shè)計(jì)了靈活方便的運(yùn)行結(jié)線方式，如下圖所示： 4、鳳凰升壓站的繼電保護(hù)配置：（DCAP系列微機(jī)保護(hù)）（1）主變保護(hù)配置：（非電量保護(hù)主變本體已帶）① 防御干式變壓器繞組和引出線相間短路的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。② 防御主變?cè)谛柽M(jìn)行倒閘操作時(shí)，中性點(diǎn)地刀短時(shí)合上期間繞組和進(jìn)出線兩側(cè)單相接地短路的零序縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。③ 防御主變兩側(cè)母線對(duì)稱或不對(duì)稱短路的110KV復(fù)合電壓閉鎖過電流保護(hù)。④ 防御主變對(duì)稱過負(fù)荷時(shí)的過負(fù)荷保護(hù)。⑤ 防御主變及兩側(cè)單相接地的零序電流保護(hù)和中性點(diǎn)間隙放電的零序電流、電壓保護(hù)。⑥ 防御系統(tǒng)重負(fù)荷線路突然切除時(shí)電源電壓異常升高的過電壓保護(hù)。該保護(hù)預(yù)設(shè)兩個(gè)門檻值，電壓突變量達(dá)到較好門檻值時(shí)121KV時(shí)，報(bào)過壓告警信號(hào)在，達(dá)到第二門檻值時(shí)126KV時(shí)，瞬時(shí)動(dòng)作于兩側(cè)斷路器跳閘，并用延時(shí)重合閘來補(bǔ)救。（2）根據(jù)系統(tǒng)供電運(yùn)行方式的需要,考慮到在互相倒供電時(shí)的線路保護(hù),其兩側(cè)線路保護(hù)配置:①三段式距離保護(hù):  ②三段式零序方向電流保護(hù):  ③三段式相間過流保護(hù):四、經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)：未建前，丹鳳線每年線路損耗約1353萬元，且我局每年有五個(gè)月需從華中電網(wǎng)高價(jià)購(gòu)入約2.8億KW.h電量以維持該廠生產(chǎn)需要。其電價(jià)每KW. h/0.315元，則支出電費(fèi)2.8×0.315=882.0萬元。與由丹江水電廠供電時(shí)電價(jià)每KW.H/0.215相比，2.8×0.215=602.0萬元。僅此項(xiàng)每年我局少支出電費(fèi)：882.0—602=280萬元.再與線路降損效益相加，降損效益為280+580558=338.055萬元。鳳凰110KV自耦變壓升壓站，我局共投資600萬元建成，該線路電壓和輸出功率得到明顯的提高，較大可輸出120000KW電量，丹江水電廠每年對(duì)淅川電網(wǎng)在原有供電量的基礎(chǔ)上又可多供1.05億KW電量來帶城區(qū)部分用電負(fù)荷。丹江水電廠直供區(qū)電價(jià)與華中電網(wǎng)電價(jià)平均低0.1元，則建成后，此項(xiàng)我局年直接降低購(gòu)電成本為：1.05（億）×0.1（元）=1050萬元總經(jīng)濟(jì)效益：（減少購(gòu)電成本1050+280）+（該線路降低損耗58.05）=1388.05萬元。設(shè)備投資回收期/年=設(shè)備投資額（元）/采用新設(shè)備的年節(jié)約額（元/年）=600/1388.05=0.45/年。結(jié)語：我局鳳凰110KV自耦升壓變自2004 年 6 月 28 日投運(yùn)至今，經(jīng)過兩年多的運(yùn)行實(shí)踐證明，我縣電解鋁廠的110KV母線電壓達(dá)到家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，由投運(yùn)前的90KV左右升至現(xiàn)在的108KV左右，增大了該廠的設(shè)備出力，減少了輸電線路的功率損耗，提高了供電可靠性，其運(yùn)行效果基本與經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析相一致。取得了較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。但是，該站作為在全電網(wǎng)中一種較為罕見的升壓運(yùn)行模式，目前運(yùn)行及管理經(jīng)驗(yàn)較為貧乏。我局在做好電網(wǎng)無功補(bǔ)償裝置科學(xué)規(guī)劃合理配置安裝的同時(shí)，將繼續(xù)強(qiáng)化管理、積極探索、構(gòu)筑和諧電力，服務(wù)和諧社會(huì)，力爭(zhēng)達(dá)到供用電雙方利利益雙贏的目的。#p#分頁標(biāo)題#e#