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1、关于变压器负载率的分析体会作者：万善良 文章来源：上海市电力公司市区供电公司 点击数：406 更新时间：2010-1-7 关于变压器负载率的分析体会口 口 口口 口 口 口 口 上海市电力公司市区供电公司(200080)万善良1. 现代城市电网负荷特性口 随着城市现代化，城市电网中的负荷特性发生很大变化，主要有如下特点。口(1) 高峰负荷的延续时间长口以上海市区为例，整个高温期间10 kV配电变压器高峰负荷长达913 h(本文所指高峰负荷量值是指90% 以上的正点最高负荷)。口(2) 负荷变化的峰谷差大口目前，上海市区的多个变电站日负荷的峰谷差最大可达到 7倍以上，文化、金融、商业繁华地区更加
2、明显。(3) 在高峰段内负荷数值相差不大口城市电网中在高峰负荷时段内，各个变电站的每个变压器的负荷变化很小，上海市区负荷偏差仅在0.901.0 的高峰正点最大负荷之间。(4) 峰负荷出现的一致性高口城市电网中的高峰负荷同时性高，特别夏天高温时更加明显。同时系数大约为 0.950.975，可以说，当 出现高峰负荷时，所有变压器都处在一年中的高峰负荷时段运行。口城市走向繁荣进程中，一切活动对电力的依赖越来越高。电网一旦出现故障，迅速隔离及时恢复供应电力的时间也要求更短提出。对高荷密度地区配电的变电站的变压器负载率的合理使用，有必要在整个高峰负 荷时期段内对变压器的合适负载率进行分析和计算，如果在这
3、段时期能够不间断供电时，则在整个年度中 不会有大的问题。口2. 城市电网负荷密度的分类口 城市电网的负荷密度分类见表1。负荷密度分类最高平均负荷密度MW/km21供电网络特点低密度负荷区120大型电缆网络为主表1 城市电网负荷密度分类 说明：(1) 独立工业区不在内；口(2)上述区域，一般应大于56 kmD2。口3. 上海市中心的变电站接线方式口 上海城市的中心区的电网中变电站所采用的一次接线方式大致有以下类型：口(1) 2 台变压器、二段母线(正、副母线或一、二段母线)；(2)3 台变压器、三段母线；(3)3 台变压器、四段 母线；(4) 3 台变压器、六段母线。其他的城市采用3台变压器的方
4、式也不少。 口 实际上，变压器合适负载率的高低数值将与变电站一次接线方式和配网接线有密切关系。 口4. 变压器的负荷特性分析口市区变电站变压器负荷特性分析见表 2。站名电信电信广西广西四川四川厦门厦门厦门变压器编号T1T2T1T2T1T2T1T2T3最咼负荷/MW7.9910.1912.707.8013.29.409.214.417.3最低负荷/MW3.494.954.201.502.21.302.303.02.790%最高负荷持续时间/h112131299991110高峰负荷的开始和结束10:0010:009:0010:008:009:009:009:009:00的时间21:0022:002
5、0:0020:0017:0017:0018:0020:0020:00高峰负荷和低谷负荷的比值2.282.053.025.26.07.234.04.86.4 高峰负荷持续时间一般在913 h左右；口(2) 在高峰时段里，一个变电站内变压器负荷变化在10%以内；口(3) 高峰和低谷负荷差较大，比值达2.27 倍。5.配电用的变电站变压器中压母线负荷转移能力比较由于变电站接线形式不同，容量大小也不一，为分析方便，以20 MVA变压器作为例子，将变压器3台或 者2台作典型，同时设变压器处在平均负载率的情况下，分析结果见表3。口项目接线方式Y接线三母线四母线六母线负载1率变压器并列变压器不并列变压器不并
6、变压器不并变压器不并不同负载率下，在N-1情况下，每台变 压器过负载状况1 951.4251.91.91.4251.425871.301.741.741.3051.30575I 1.125I1.51.51.1251.1257011.0511.401.401.051.056510.97511.301.300.9750.9756010.901 1.201.200.900.90500.751 1.01.00.750.75不同负载率下，在N1情况下，需要防 止过负荷故障的变 电站每台变压器需 要转移的容量/MVA958.501 18.018.08.58.5876.014.814.86.06.0752.
7、510.010.02.52.5656.06.0604.04.050相邻变电站的变压器在不同负载率下951.01.01.01.01.0872.62.62.62.62.6能够承受转入的容量 /MVA755.05.05.05.05.0706.06.06.06.06.0657.07.07.07.07.0608.08.08.08.08.05010.010.010.010.010.0不同负载率下，相邻 变电站在故障变电 站在在ND1情况下， 需要承受变压器的 台数冶951718181717875.08.0*8.0*5.0*5.0*751.02.02.01.01.0701.02.02.01.01.0651.
8、01.06050不同负载率下，相邻 变电站在转入故障 站的负荷时，在ND1 情况下，每回线路以 2 MVA容量时的需 要回路数量/条951718181717丨8768.08.06.06.07525.05.02.02.07024.04.02.02.0653.03.0602.02.050-表3 变电站配电变压器中压母线负荷转移能力比较 注：*如果是单母线时由于负荷分配的不平衡将会出现转移量的不均衡性。在表3中反映了不同接线方式和负载在一个变电站中出现故障停止运行，在N-1情况下转移和转入的负荷 与相应的变压器和回路的数量。5.1在3台变压器采用三母线四分段方式下转移负荷分析口在N-1时，当负载率在
9、87%时的情况如下。口(1) 需要转移的负荷总数为12 MVA； 口(2) 完好的变压器能够接受的容量为2.6 MVA，如果每回线路转移的能力按2.0 MVA考虑，对于故障变电 站必须有6回以上的线路参加，才能达到基本平衡； 口(3) 由于需要6回以上的线路转移，因此，故障变电站的每一段母线上必须具有3回以上的可 以转移的能 力，或者是每个变压器必须具备3条回路对外的转移。 口由于变压器转入能力为2.6 MVA，而每一条线路转移容量为2.0 MVA，故必须由未故障变电站6台以上的 变压器来承担负荷的转移。 口按上述分析，必须出现可以转移线路回路的数量比例为1 ： 3 ：3原则或2 ： 6 ：
10、6原则。口 转移的表示如图 1 线路图方式。图1 负载率为87%的3台变压器四母线转移负荷原则图TS)图 1 中为故障变电站的 10 kV 配电母线的一段母线的转移线路图，本变电站的另一台变压器的转移情况同 图 1 相同，即合计6回配电线路和6台相应的被转移的变压器来配合，其中故障变电站需要自己承担 13% 的负荷的吸收容量。口5.2变电站接线方式不变负载率降低时转移方式口 如果在负载率降低到75 %时，分析如下：口(1) 在ND1时，需要转移的容量为5.0 MVA，这是在故障变电站其他两台变压器处在满载状态；口(2) 可以转移线路的转移容量按2.0 MVA计算，合计需要34回配电线路；口(3
11、) 由于在75%负载下，每台变压器可承受转入5.0 MVA的基本水平，因此，它具备了一台变压器可以有 2回线路的转入容量，或者两回线路向2台变压器转移。 口按上述分析，可以采用1 ： 3 ： 1的方式或者采用1 ： 3 ： 2的原则方式，见图2。图2变压器负载率在75%下采用三主变四母线在N-1时负荷转移图（每回路的负荷的转移能力是2 MVA） 5.3变电站为2台变压器转移负荷分析上述分析是在多母线和3台变压器作为基本方式，如果采用2台变压器和两段母线时，情况将发生变化， 根据上述分析，同样以表格的形式来表示转移和转入容量，见表4。项目负载率/%2台变压 器两段 母线变压器承受转入容量不同负载
12、率下出 现变电站N-1情 况下，本变电站另1台变压器的过 负载系数。1951.9871.74751.5701.4651.3601.2501.0不同负载率下出 现N-1时,需要转 移的负荷容量以 及相邻的变电站 的变压器能够转 入的容量/MVA95181.08714.82.67510.05.0708.06.0656.07.0604.08.0500.010.0不同负载率下需 要转入的变压器 的数量/台。9518876752702651601500转移负荷需要的 线路数量(每回线 路的转移容量按 2.0 MVA 考虑)。9518878755704653602500表4 2台变压器和两段母线情况下转移
13、容量的分析5.4 2台变压器负载率在87%时转移方式分析口在2台变压器、两段母线情况下，在87%负荷时，在失去1个回路时，得到以下论点。口(1) 在N-1情况下，故障变电站正常运行变压器为防止过负载，必须转移掉14.8 MVA； 口(2) 14.8 MVA的转移容量，应当有6台以上的变压器来承担；口(3) 如果还是按2.0 MVA作为每回线路的允许转移数量，那么需要有8回线路来承担，所以就必须有相应 的 8 台变压器分别来转移这个容量；(4) 转移的方式必然是1 ： 8 ： 8的基本方式，即在ND1时，需要8回线路和8台变压器分别来完成事故处 理。5.5在75%的负载率时，得到以下结论口(1)在ND1时，剩余的变压器在满负荷的情况下，需要转移 的总容量为 10.0 MVA； 口(2)
