10KV电力变压器经济运行分析

10kV含接地变压器的小电阻接地系统运行分析和探讨

摘要：随着电力电缆在城市配电网中的广泛采用，容性电流越来越大当系统发生单相接地故障时故障电流远超过10A，中性点经消弧线圈接地系统已不满足安全运行要求，针对目前配电网的运行状况，对比小电阻接地系统和消弧线圈接地系统各自的优缺点。研究10kV 配电网采用中性点经小电阻接地系统的总体方案，主要分析接地变压器在小电阻接地系统作用、接地变压器的容量计算、小电阻的阻值选取、小电阻接地方式进行分析和问题的探讨。为小电阻接地系统在配电网中的推广应用起到了重要的理论和实践指导作用．

关键字:小电阻；接地变压器；接地系统;

0

近年来，随着城市经济的迅速发展，城市电网规模的扩大，电缆出线的增多使系统电容电流逐步增大。采用不接地运行方式，单相接地故障的弧光和铁磁谐振过电压可达正常电压数倍对电缆和开关柜的绝缘构成严重威胁。采用消弧线圈接地的运行方式，则需要较大的补偿容量，因普通变压器带消弧线圈时，其容量不得超过变压器容量的20%，要求配置台数较多，10kV配电网线路在运行中操作较多，消弧线圈的分接头及时调整有困难，容易出现谐振过电压现象。经接地变压器小电阻接地方式是解决这问题的有效措施。针对上述现状，以某城区35kV变电站为研究对象，对该站10kV系统的小电阻接地系统总体方案设计进行研究，对接地变压器在小电阻接地系统作用、接地变容量的计算、小电阻的阻值选取、小电阻接地系统进行分析和探讨。本文就小电阻接地系统实际运行情况进行了分析，为小电阻接地系统在电网中的推广应用提供一定的理论基础。

1

1.1接地变压器的概述 我国电力系统中10kV、35kV电网中一般都采用中性点不接地的运行方式，35kV以上电网中主变压器低压侧一般为三角形接法，没有可供接地电阻的中性点。接地变压器的作用是在系统为△型接线或Y型接线中性点无法引出时，引出中性点用于加接消弧线圈或电阻。

接地变压器按相数可分三相接地变和单相接地变。三相接地变：在电力系统中性点无法引出时，引出中性点用于加接消弧线圈或电阻，此类变压器采用Z型接线（或称曲折型接线），与普通变压器的区别是，每相线圈分成两组分别反向绕在该相磁柱上，这样连接的好处是零序磁通可沿磁柱流通，而普通变压器的零序磁通是沿着漏磁磁路流通，所以Z型接地变压器的零序阻抗很小（10Ω左右），而普通变压器要大得多。按规程规定，用普通变压器带消弧线圈时，其容量不得超过变压器容量的20%。Z型变压器则可带90% ～100%容量的消弧线圈，接地变除可带消弧圈外，也可带二次负载，可代替所用变，从而节省投资费用。单相接地变：单相接地变主要用于有中性点的发电机、变压器的中性点接地电阻柜，以降低电阻柜的造价和体积。

龙源期刊网

陇东油区10KV配电网优化经济运行分析

作者：王少杰

来源：《华中电力》2013年第05期

摘 要 陇东油区10kV配电网分布广，供电半径长，分支多，负荷节点数多，变压器日受载率低，功率因数低，负载率低，目前电网结构和运行方式导致：油田配电网无功流动引起的电能损耗大、电压质量差；线路供电半径与供电电流不匹配引起的线路电能损耗大；网络结构和运行方式不合理将引起电网的网损增加，给水电厂的生产经营工作造成很大的损失，本文针对上述问题进行了分析，提出了一些解决的办法。

关键词 配电网 经济运行 调整 效益

1 引言 目前，镇北油田羸弱的供配电网络已无法满足日益增长的油田开发的需要，重点规划建设镇北区块的电力系统将是我们在一段时间内工作的重中之重。为此，本文将重点研究镇北油田的网络建设和优化，并结合陇东电网的布局模式，选择合理的经济运行方式，在保证安全、可靠的前提下使油田供电网络达到最佳的经济运行状态，为水电厂长期有效的占领陇东油区市场提供决策依据。

2 项目研究的主要内容

配电线路运行方式的优化研究

3 研究的主要方法

本文收集统计了大量的供电参数及相关设备参数，把配电网络电流元件有功损耗视为通过“配电网线路等值电阻RLeq”和“配电变压器等值电阻RTeq”所产生有功损耗。全网在某时段t内的功率损耗，加上配电网所有变压器空载损耗之总和，配电网中一般架空电网变电所出口电压的不对称度一般不超过0.5%～1.5%。

3.1 线路损耗的处理

3.1.1 三相不平衡问题的处理

已知配变低压侧电流Ia，Ib，Ic，功率因数角a，b，c可得到三相不平衡电流

以上的电流可参考各负载的电流表，功率因数角可参考每月各负载发生的有功电量，再利用P= UICOS 获得。

制约10kV电网经济运行的几个主要问题

目前10kV电网损耗停滞在目前现状，主要存在有几个方面的问题，如：现行电价政策、无功补偿方式、功率因数计算方法等问题，严重制约了电网经济运行。为降低线路及变压器有、无功损耗，保证供电电压质量，无论电价政策的制定、技术方案的实施都应以降损节能为目，并有助于电力用户积极推广新技术的开展，使之10kV电网经济运行再提高一步。

标签：运行现状；电价政策；技术改进；小结

中国分类号： 文献标志码： 文章编号：

0 序言

10kV电网损耗主要包括变压器本身损耗和线路损耗这两部分。变压器有功损耗包括铁损和铜损，无功损耗包括励磁和漏磁损耗。正常运行情况下，系统电压是稳定的，变压器铁损是一个常数值，铜损是与负荷电流的平方成正比，在高峰负荷时，变压器铜损增大；低谷负荷时，变压器接近于空载，励磁无功被白白浪费掉。目前，变压器尚无法实现有载调容，这种运行方式极不经济。变压器所带的负荷为本身容量的 ，这时的铁损基本上等于铜损，运行效率为最高。为满足高峰负荷的要求，需增大变压器容量，而现行两部制电价是按照变压器容量收取基本电费，为满足变压器经济运行，节约下来的电费远小于增容的基本电费，如果按照最大需量执行基本电费，其结果也是一样，电力用户没有获得任何经济效益，这势必导致小容量变压器能带的负荷，绝不用大容量变压器带，在高峰负荷时，变压器长期处在满载状态下运行，造成铜损增大，低谷负荷时，变压器基本上处在空载运行，造成有功铁损和励磁无功被白白地浪费掉。

功率因数调整电费是积极促进电力用户提高功率因数，这是正确的一面，但是它不能公正体现出对电网节能的经济效益，如：两家变压器容量不相等的电力用户，大容量变压器采用无功补偿后，达到了功率因数要求的标准值，未补偿到的剩余无功负荷 及变压器的励磁无功 和漏磁无功 ，尚需要无功合计为 ，而小容量变压器无功补偿未达到功率因数标准值要求，尚需要无功合计为 ，虽然大容量变压器功率因数达到要求，但是需求无功合计 ，因此，电源向电力用户输送这部分无功时，在线路上所产生的有功损耗，前者大于后者。而前者得到了电费奖励，后者却被罚款，没有真正起到促进电网经济运行的目的。

简述变压器及经济运行因素

变压器和其电力线路的经济运行构成了我们整个所谓的电网经济运行，是一项实用性强的节电方法。这种节电方法能够达到在保障供电设备正常运转的同时，拥有低能耗、高效率的特色，从而实现科学管理。我们要做的就是在不改变运输电量的前提下，改变运电过程中的能量损耗，达到最大程度上的电能运用率，贯彻实施经济型电能运行。

1、选择变压器的最优运行方式择优选取最佳运行方式

如何对于变压器采取经济运行方式，首要因素是考虑变压器的技术特性，通过多重比较优胜劣汰，最终得出最经济的维度区间，同时与各个年度、地区、丰枯水期的数据信息结合，规划出最合适的运行草案，最终由各个地区的操作人员结合实际，确定最佳运行方式。各个地区的运行方式由于诸多因素影响肯定不尽相同，切忌照搬照抄。

1.1变压器功率损耗的计算

变压器的功率损耗分为两种，有功功率损耗ΔPT和无功功率损耗ΔQT。有功损耗又分为空载损耗和负载损又耗。空载损耗又称铁损，“望文生义”，即是变压器主磁通在铁芯中产生的有功功率损耗。只有两个因素会影响主磁通：外加电压和频率，也就是说当外加电压U和频率f为恒定时，铁损也为常数，负荷的大小对其无作用。负载损耗也可被称为铜损，来源于是变压器负荷电流在一次、二次绕组的电阻中产生的有功功率损耗，其值与负载电流平方成正比。那么对于损耗来讲，变压器空载时由产生主磁通的励磁电流所造成的无功功率损耗和变压器负载电流在一、二次绕组电抗上产生的无功功率损耗，便是构成无功功率损耗的两个方面。

1.2供电线路功率损耗的计算

供电线路有功功率损耗

△PL=3I2R×10-3

式中△PL——线路的有功功率损耗（kW）;R——每组线路电阻;R可按下式计算：

R=r0 式中 r0——线路单位长度的交流电阻;（Ω/km）;L——线路计算长度（km）。

1.3调整变压器

在传输电量相同的条件下，依靠最佳的运行方式、同时调整负荷量，使变压器尽可能达到最低能耗，便是变压器的经济运行意义所在。这个说法不是要投巨资到输电设施改变或者改变电能本身等上面，而是说，如何通过科学化的管理、选择恰当的方式、通过减少消耗量来达到节电的目的，这一过程是经济的环保的完全低能耗的。