自耦變壓器在110KV電網(wǎng)中二次升壓的研究與應(yīng)用

　　一、問(wèn)題的提出：

　　淅川縣位于豫、鄂、陜?nèi)�省交界丹江口水�?kù)主要淹沒(méi)區(qū)， 國(guó)家南水北調(diào)中線工程渠首所在地。通過(guò)二十余年改革開(kāi)放的發(fā)展和國(guó)家對(duì)庫(kù)區(qū)移民優(yōu)惠政策的實(shí)施，使淅川電網(wǎng)基本形成了依托華中、南連丹江、西聯(lián)西北，三網(wǎng)供電，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，運(yùn)行靈活的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)�，F(xiàn)在年供電能力達(dá)22.5億kwh。但是由于歷史的原因和所處地理環(huán)境位置的特殊性，我縣部分重負(fù)荷工業(yè)用戶集中在縣城附近.從而造成輸電距離過(guò)長(zhǎng)，用戶受端電壓負(fù)偏移較大的現(xiàn)象。尤其是我局所轄110KV丹鋁線，導(dǎo)線型號(hào)LGJQ-300，全長(zhǎng)87.5km。帶我縣年產(chǎn)5萬(wàn)噸鋁產(chǎn)品的電解鋁廠負(fù)荷。該廠在由丹江口水電廠供電時(shí)，受端母線電壓約在88—93KV之間，一定程度上造成了該廠電解鋁槽出力不夠而影響正常生產(chǎn)。同時(shí)，丹鋁線也因損耗過(guò)大而導(dǎo)致我局營(yíng)銷成本增高.如何在丹江口水電廠豐水期對(duì)淅川電網(wǎng)優(yōu)惠供電的時(shí)段內(nèi)，提高該鋁廠電壓質(zhì)量，最大限度的降損節(jié)能，提高供電可靠性，已是我局亟待探索解決的課題。由鑒于丹江口水電廠豐水期間投入發(fā)電機(jī)組臺(tái)數(shù)較多，且電解鋁廠無(wú)功缺額較少的實(shí)際情況。我局經(jīng)過(guò)慎重的技術(shù)論證和經(jīng)濟(jì)比較分析，并報(bào)請(qǐng)有關(guān)方面同意，決定在丹鋁110KV線路中間46km處，自籌資金建一座150MVA的自耦變壓器升壓站，對(duì)線路進(jìn)行中二次升壓，以保證豐水期和枯水期兩電網(wǎng)間相互倒送時(shí)的電壓質(zhì)量�，F(xiàn)將技術(shù)方案的及改造后的經(jīng)濟(jì)效益作一簡(jiǎn)單介紹，供同行參考并祈請(qǐng)指正。

　　二、經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較：

　　1、升壓前丹鋁110KV線路末端電壓及功耗：
　　已知條件：導(dǎo)線型號(hào)LGJQ-300，線路長(zhǎng)度L=87.5km，導(dǎo)線電阻R=0.11Ω/km，導(dǎo)線電抗X=0.382Ω/km，丹江口水電廠110K V母線電壓UN=110KV，線路平均負(fù)荷P=100MW，Q=50MVAR。

　�。�1）電壓損失:
　�、� 由cosφ=P/ =100/=0.894
　�、� 由sinφ=Q/=50/=0.447   
　�、� 由I=P/ UNCOSФ10—3=100/ ×112×0.894×10—3=576A
　　由ΔU = ×[IN×(R×L×COSФ+X×L×sinφ)]= ×576×(0.11×87.5×0.894+0.382×87.5×0.447)=23490V
　　鋁廠站110KV母線實(shí)際電壓：UL=UN-ΔU=112000-23485=88510V

　�。�2）功率損耗：由ΔP=3I2R10-3=3×5762×(0.11×87.5×10-3)=9580KW

　�。�3）電量損失：按年丹江口水電廠對(duì)淅川電解鋁廠最大供電時(shí)間系數(shù)0.75計(jì)算，則：
ΔP=8760×0.75×9580=62940600kw.h

　�。�4）經(jīng)濟(jì)損失：按丹江口電廠對(duì)淅川電網(wǎng)供電平均電價(jià)每kwh/0.215元計(jì)算：則每年我局僅此線路線損電費(fèi)：62940600×0.215=13532229元。

　　2、升壓改造后丹鋁110KV線路末端電壓及功耗：

　�。�1）丹江至鳳凰升壓站線路電壓損失及功耗：線路長(zhǎng)度L=46km，其它已知條件不變：
　�、儆搔�U= ×IN×（R×L×COSф+X×L×Sinφ）= ×576×(0.11×46×0.894+0.382×46×0.447)=12349V
　　鳳凰升壓站110KV母線電壓：UF=112000-12349=99651V
　�、诠β蕮p耗：由ΔP1=3I2R10-3=3×5762×0.11×46×10-3=5036KW    

　　（2）鳳凰站電壓升至119KV后，鳳凰至鋁廠段線路長(zhǎng)度L=41.5km
　　電壓損失及功耗：
　　①由IN=P/ UNCOSф=100/ 119×0.894×103 =542A
　�、谟搔�U= ×IN×（R×L×COSф+X×L×Sinф）= ×542×(0.11×41.5×0.894+0.382×41.5×0.447)]=10483V
　　③鋁廠站110母線實(shí)際電壓：UL=119000-10482=108518V
　�、芄β蕮p耗：
　　a、線路功率損耗：
　　由ΔP2=3×I2×R×10-3=3×5422×0.11×41.5××10-3=4023KW
　　b、自耦電力變功率損耗：
　　按西安中特變壓器廠提供OSFZ9-15000/110型變壓器參數(shù)：空載損耗：PO=59KW，短路損耗：Pd=140KW。主變所帶視在功率：由S=P/COSФ代入數(shù)據(jù)，S=100000/0.894=111856KVA，
　　自耦變壓器功率損：
　　Pb=P0+Pd(S/SB)2=59+140×(11856/150000)2=136.8KW       

　�。�4）總功率損耗：丹江至鳳凰ΔP1=4498KW 自耦變損耗：ΔPb=136.8KW
　　鳳凰至鋁廠    ΔP2=4325KW    
　　ΔP∑=ΔP1+ΔPb+ΔP2=5036+136.8+4023=9196KW

　�。�5）電量損失：計(jì)算條件同上述：
　　ΔP∑=8760×0.75×9196=60240330kwh/年