负荷增长曲线法分析的论文

时间:2021-08-31

负荷增长曲线法分析的论文

  摘要:由于农村用电负荷往往偏小,因此变压器容量的选择至关重要。容量选择小了,不能满足负荷增长的要求;容量选择大了,变压器空载损耗大,起不到降低损耗、同网同价的要求。本文主要介绍用负荷增长曲线法来选择变压器的容量。

  关键词:用电负荷变压器容量负荷增长曲线法

  1、前言

  农网35kV变电所多为农网改造的终端变,其供电范围为1~3个乡,改造前主要由10kV线路从县中心变送电,不仅供电半径大、电压低、电能损耗大,而且不能满足供电的可靠性和负荷发展的需要。因此兴建35kV变电所成为农网改造的重要内容。由于农村用电负荷往往偏小,因此变压器容量的选择至关重要。容量选择小了,不能满足负荷增长的要求;容量选择大了,变压器空载损耗大,起不到降低损耗、同网同价的要求。本文主要介绍用负荷增长曲线法来选择变压器的容量。

  2、负荷预测

  做好负荷预测是正确选择变压器容量的前提,主要有以下几个方面:

  (1)了解当前实际的用电负荷:

  首先确定新建35kV变电所的供电范围,从县电力公司了解供电范围内近几年的供用电情况。其主要数据资料有:年用电量(kW·h)、年最大负荷(kW)、年用电增长率(%)。由于农村用电环境的制约(供电质量差、电费高等),实际发生的用电负荷小于实际用电需求。

  (2)了解乡镇近期、远期经济发展规划:

  对有些有特色资源、特色产业的乡镇,应多考虑用电对山区开发所造成的瓶颈,应考虑潜在的用电负荷的增长。了解乡镇近期、远期经济发展规划,满足负荷正常发展的要求,是考虑变压器容量的重要依据。

  (3)考虑同网同价后农村用电正常负荷的需求:

  由于众所周知的原因,农民用电难,严重制约了农民用电的积极性,因此同网同价后,农民对用电的需求将会有较大的增长:一是家电普及;二是农村加工用电。

  3、用负荷增长曲线法来选择农网35kV变电所的变压器容量

  (1)绘制最大负荷增长曲线:

  根据负荷预测可确定两个重要数据,第一个重要数据是变压器投运时的年最大负荷(kW),假定为P0。第二个重要数据是变压器投运后每年的年用电增长率(%),假定为X%,并假定每年用电增长率相同,则年最大用电负荷增长的公式为:

  Pn=Po(1+X%)nkW

  式中Pn--变压器投运后第n年的年用电最大负荷kW

  n--变压器投运后第n年,n=0~20年

  采用取点法可以绘制出最大负荷增长曲线。

  考虑功率因数为cosφ,则:

  Sn=Pn/cosφ=Po(1+X%)n/cosφkVA

  现举例来绘制一个负荷增长曲线:

  取Po=800kW,X=7,cosφ=0.8,则:

  Sn=800×(1+7%)n/0.8=1000(1+7%)nkVA

  通过取点法绘出最大负荷增长曲线,见图1。

  (2)绘制平均负荷增长曲线:

  根据年用电量或负荷率,我们可以确定年平均用电负荷(kW),设为Pe。假定负荷率为K,平均负荷年增长率仍为X%,则平均负荷增长曲线的公式为:

  Pe=K·Pn=K·Po(1+X%)nkW

  Se=Pe/cosφ=K·Po(1+X%)n/cosφ=K·SnkVA

  由于农村负荷率一般不高,我们取K=0.5,则上例中平均负荷增长曲线公式为:

  Se=0.5×1000(1+7%)n=500(1+7%)nkVA

  同样用取点法绘出平均负荷增长曲线,见图1。

  (3)绘制变压器各级额定容量于图中:

  选取变压器容量分别为Sn=1600kVA,2000kVA,2500kVA,3150kVA,4000kVA,将变压器额定容量绘制于图1中。

  (4)绘制变压器最大过负荷容量:

  考虑农村日负荷曲线中,最大用电负荷时间一般不超过2h,因此我们可以将变压器事故允许过负荷的允许时间,为120min时的过负荷倍数1.3倍,作为变压器本身正常情况下最大过负荷能力。则将变压器最大过负荷容量Smax=2080kVA,2600kVA,3250kVA,4095kVA,5200kVA分别绘制于图1中。

  (5)方案技术比较确定变压器的容量:

  ①变压器额定容量满足平均负荷增长的`需求:

  从图1中我们可以看出:Sn=1600kVA<Semax=1935kVA,不满足要求,此方案取消。

  ②变压器最大过负荷容量满足最大负荷增长的需求:

  从图1中,变压器最大过负荷容量,与最大负荷增长曲线的交点的横坐标,就是最大负荷增长,达到变压器最大过负荷能力时的年限,其结果列表如下:

  变压器额定容量(KVA)2000250031504000

  变压器最大过负荷容量(KVA)2600325040955200

  最大负荷增长到达变压器最大过负荷容量时的年限(年)14.117.4>20>20

  满足最大负荷增长的需求不能满足基本满足完全满足完全满足

  从结果分析:Sn=4000KVA,容量太大,此方案取消。

  (6)方案经济性比较确定变压器的容量:

  经过技术比较,我们初步选取Sn=2000kVA,Sn=2500kVA,Sn=3150kVA进行经济性比较。

  ①空载损耗:其参数分别为2.9kW、3.4kW、4.0kW。假设变压器正常运行20年,每年运行8760小时,并假定每kW·h平均成本为0.35元,则最大空载损耗分别为:

  SZ9-2000/35:

  20×8760×2.9×0.35=17.78万元

  SZ9-2500/35:

  20×8760×3.4×0.35=20.85万元

  SZ9-3150/35:

  20×8760×4.0×0.35=24.53万元

  ②设备费:由变压器厂提供价格资料,结果见表2。

  ③最大负荷超过变压器最大过负荷容量,而少供电的损失:假定全年最大负荷运行时间分别为:3个月、2个月、1个月,并假定变压器正常运行20年。按供1kW·h电量的利润为0.05元计算,则少供电而少得利润分别为:

  SZ9-2000/35:

  同样2个月为:20.35万元,1个月为:10.18万元。

  SZ9-2000/35:

  同样2个月为:4.53万元,1个月为:2.27万元。

  ④综合费:综合费=空载损耗+设备费+少供电损失,此指标越小的经济性越好,见表2。

  (7)综合比较,最后选择变压器容量:

  将技术比较、经济性比较的结果列表3如下:

  从结果分析,我们选择SZ9-2500/35型变压器最好。

  4、结论

  通过负荷增长曲线法,从图中我们可以非常直观地判断出变压器的合适容量。经技术经济分析,即满足负荷增长的需求,又满足经济性要求。因此这是一种非常直观、实用的选择农网35kV变电所变压器容量的方法。

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