基于中浩配電網(wǎng)的潮流計(jì)算分析

高洪英

（唐山中浩化工有限公司，河北唐山 063611）

0.引言

潮流計(jì)算是配電網(wǎng)分析的基礎(chǔ)，是配電網(wǎng)安全運(yùn)行的前提，傳統(tǒng)上大部分技術(shù)人員對(duì)網(wǎng)內(nèi)損耗僅有一個(gè)大概的估計(jì)，并沒有實(shí)際計(jì)算過，本文主要是結(jié)合中浩配電網(wǎng)的接線方式，運(yùn)行負(fù)荷，設(shè)備參數(shù)進(jìn)行手工計(jì)算。

1.配電網(wǎng)潮流分布簡(jiǎn)介

中浩公司配電網(wǎng)主要有3 個(gè)電壓等級(jí)，110kV、10kV、400/690v。110kV 變電站為室內(nèi)變電站，110kV GIS 開關(guān)設(shè)備經(jīng)主變壓器變壓為10kV，經(jīng)10kV 電纜為各個(gè)生產(chǎn)裝置配置的10kV 配電室供電。各區(qū)域配電室變壓器主要為干式箱體變壓器，分為10kV/0.4kV 和10kV/0.69kV 兩種。

2.等值電路及模型

電纜：中浩110kV 變電站為本公司內(nèi)部4 個(gè)10kV 配電站供電，最長(zhǎng)距離1.78km，最短0.32km。外供中潤(rùn)202 開閉所最長(zhǎng)電纜路徑2.6km，因此電纜模型采取Π字型。變壓器分為兩種：一種為110/10kV 油浸式主變，另一種是10/0.4kV 干式變壓器，均為雙繞組。

3.電壓降落

考慮到外供中潤(rùn)202 開閉所出線電纜2.6km 最長(zhǎng)，負(fù)荷最大，壓降最大，將其作為計(jì)算對(duì)象。為保障此出線首、末端母線電壓均在合格范圍內(nèi)，務(wù)必求出用戶最大負(fù)荷時(shí)的壓降。現(xiàn)以110kV 站10kV 母線電壓為10.4kV 和10kV時(shí)計(jì)算壓降。如表1 所示。

表1 電纜壓降

用戶最大供電容量為Smax=15000kVA，負(fù)荷側(cè)有同步電機(jī)，功率因數(shù)按0.98 考慮，

電纜參數(shù)為：3(ZR-YJV-10-3×240)，電抗引自本文表5 出線2 數(shù)據(jù)，為R=0.03ΩX=0.087Ω（單位長(zhǎng)度電纜阻抗值引自《供電工程師技術(shù)手冊(cè)》 劉介才主編）[1]。

數(shù)據(jù)表明：相同運(yùn)行工況下電纜首端電壓不同時(shí)，電纜上造成的壓降相差明顯。

特別在極端運(yùn)行方式下一條線路帶全部外供電用戶時(shí)，除去考慮供電開關(guān)柜的斷路器觸頭發(fā)熱承受能力及散熱情況外，線路上供電功率的壓降對(duì)用電負(fù)荷及系統(tǒng)會(huì)造成重大安全隱患，壓降過低時(shí)會(huì)造成電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩過小（電機(jī)轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比），系統(tǒng)內(nèi)電機(jī)啟動(dòng)失敗或是反復(fù)重啟，一方面拉垮負(fù)荷側(cè)母線電壓，造成系統(tǒng)崩潰。所以必須110kV 變電站母線電壓至少要在10.4kV ～10.5kV[1]。

兩條線路分帶負(fù)荷時(shí)，電源側(cè)母線電壓保持在10.3kV ～10.4kV 就比較適宜。

其他饋線電纜長(zhǎng)度短，負(fù)荷7350 以下，du＜0.25kV，負(fù)荷側(cè)最低電壓能保持在10.05kV ～10.15kV，完全能保證供電安全。

所以能確定正常運(yùn)行方式下，110kV 變電站10kV 母線電壓保持在10.3kV ～10.4kV，各個(gè)配電站10kV 母線電壓質(zhì)量。

4.功率損耗計(jì)算

4.1 變壓器損耗

各類變壓器參數(shù)（注：由于運(yùn)行數(shù)據(jù)為變化量，最后計(jì)算結(jié)果必定存在偏差，同種容量的變壓器參數(shù)采取的近似值）如表2 所示。

表2 各類變壓器參數(shù)

根據(jù)公式：

S2為變壓器實(shí)際視在功率。

（1）主變損耗如表3 所示。

表3 主變損耗

（2）干式變壓器損耗匯總：由于干變參數(shù)按照容量分類近似，為計(jì)算簡(jiǎn)便，只計(jì)算干式變壓器的(S2/SN)2采用簡(jiǎn)易的線性關(guān)系進(jìn)行疊加計(jì)算。如表4 所示。

表4 干式變壓器損耗匯總

配電網(wǎng)內(nèi)全部變壓器功率損耗約270kW，如果折算電能（平均電價(jià)按0.57 元/kWh）每月約19400kWh，電價(jià)約110808 元/月。

4.2 線路損耗

電纜線路等值電路流過功率時(shí)，會(huì)產(chǎn)生功率損耗，與功率的大小、母線電壓、電纜參數(shù)有關(guān)。計(jì)算公式為：ΔS=(S2/U2)(R+jX)。

線路損耗主要考慮10kV 出線電纜的損耗，即110kV 變電站10kV 母線出線線路損耗和各個(gè)10kV 站母線上10kV電纜出線損耗。有ZR-YJV-10-3×240 和ZR-YJV-10-3×120電纜兩種：引用手冊(cè)數(shù)據(jù)：兩種電纜參數(shù)分別為：電阻0.09Ω/km，電抗：0.087Ω/km 和電阻0.18Ω/km，電抗：0.095Ω/km（注意：S和U為同一端電氣參數(shù)，此處為電源側(cè)首端）。

（1）110kV 站10kV 出線損耗如表5 所示。

表5 110kV站10kV出線損耗表

（2）各個(gè)10kV 站10kV 出線功率損耗如表6 所示。

表6 10kV站10kV出線功率損耗

為了便于計(jì)算各個(gè)10kV 配電站 饋線長(zhǎng)度取平均長(zhǎng)度，電阻R=0.18Ω/km，電抗X=0.095Ω/km,視在功率取平方和（滿足電氣工程的需要以及運(yùn)行實(shí)際，各站10kV 母線電壓近似同10.2kV）。

由計(jì)算匯總表可知，110kV 變電站10kV 出線所帶負(fù)荷大，線路長(zhǎng)功率損耗相比于各個(gè)站饋線，損耗還是相差較大的，作為重點(diǎn)考察對(duì)象，當(dāng)負(fù)荷固定時(shí)母線電壓10.4與10kV 供電電壓每提升0.1kV 每年可以減少損耗69336度，約38620.15 元，10.4 與10kV 相比運(yùn)行十年計(jì)算節(jié)約154.48 萬元，經(jīng)濟(jì)效益客觀。

5.結(jié)語(yǔ)

通過電網(wǎng)潮流計(jì)算可以為經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、安全運(yùn)行提供理論數(shù)據(jù)依據(jù)，拋卻傳統(tǒng)模糊概念，能科學(xué)、定量確定電壓降落、功率損耗。潮流計(jì)算只是一種比較基礎(chǔ)的工作，確定電壓分布、功率損耗重點(diǎn)分布，可以進(jìn)一步結(jié)合功率因數(shù)的調(diào)整、投退電容器、發(fā)電機(jī)無功對(duì)母線電壓進(jìn)行管控達(dá)到電壓偏差在合格范圍內(nèi)，進(jìn)而降低線路、變壓器損耗達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。