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負荷增長(cháng)曲線(xiàn)法分析的論文
摘要：由于農村用電負荷往往偏小，因此變壓器容量的選擇至關(guān)重要。容量選擇小了，不能滿(mǎn)足負荷增長(cháng)的要求；容量選擇大了，變壓器空載損耗大，起不到降低損耗、同網(wǎng)同價(jià)的要求。本文主要介紹用負荷增長(cháng)曲線(xiàn)法來(lái)選擇變壓器的容量。
關(guān)鍵詞：用電負荷變壓器容量負荷增長(cháng)曲線(xiàn)法
1、前言
農網(wǎng)35kV變電所多為農網(wǎng)改造的終端變，其供電范圍為1～3個(gè)鄉，改造前主要由10kV線(xiàn)路從縣中心變送電，不僅供電半徑大、電壓低、電能損耗大，而且不能滿(mǎn)足供電的可靠性和負荷發(fā)展的需要。因此興建35kV變電所成為農網(wǎng)改造的重要內容。由于農村用電負荷往往偏小，因此變壓器容量的選擇至關(guān)重要。容量選擇小了，不能滿(mǎn)足負荷增長(cháng)的要求；容量選擇大了，變壓器空載損耗大，起不到降低損耗、同網(wǎng)同價(jià)的要求。本文主要介紹用負荷增長(cháng)曲線(xiàn)法來(lái)選擇變壓器的容量。
2、負荷預測
做好負荷預測是正確選擇變壓器容量的前提，主要有以下幾個(gè)方面：
(1)了解當前實(shí)際的用電負荷：
首先確定新建35kV變電所的供電范圍，從縣電力公司了解供電范圍內近幾年的供用電情況。其主要數據資料有：年用電量(kW·h)、年最大負荷(kW)、年用電增長(cháng)率(%)。由于農村用電環(huán)境的制約(供電質(zhì)量差、電費高等)，實(shí)際發(fā)生的用電負荷小于實(shí)際用電需求。
(2)了解鄉鎮近期、遠期經(jīng)濟發(fā)展規劃：
對有些有特色資源、特色產(chǎn)業(yè)的鄉鎮，應多考慮用電對山區開(kāi)發(fā)所造成的瓶頸，應考慮潛在的用電負荷的增長(cháng)。了解鄉鎮近期、遠期經(jīng)濟發(fā)展規劃，滿(mǎn)足負荷正常發(fā)展的要求，是考慮變壓器容量的重要依據。
(3)考慮同網(wǎng)同價(jià)后農村用電正常負荷的`需求：
由于眾所周知的原因，農民用電難，嚴重制約了農民用電的積極性，因此同網(wǎng)同價(jià)后，農民對用電的需求將會(huì )有較大的增長(cháng)：一是家電普及；二是農村加工用電。
3、用負荷增長(cháng)曲線(xiàn)法來(lái)選擇農網(wǎng)35kV變電所的變壓器容量
(1)繪制最大負荷增長(cháng)曲線(xiàn)：
根據負荷預測可確定兩個(gè)重要數據，第一個(gè)重要數據是變壓器投運時(shí)的年最大負荷(kW)，假定為P0。第二個(gè)重要數據是變壓器投運后每年的年用電增長(cháng)率(%)，假定為X%，并假定每年用電增長(cháng)率相同，則年最大用電負荷增長(cháng)的公式為：
Pn=Po(1+X%)nkW
式中Pn--變壓器投運后第n年的年用電最大負荷kW
n--變壓器投運后第n年，n=0～20年
采用取點(diǎn)法可以繪制出最大負荷增長(cháng)曲線(xiàn)。
考慮功率因數為cosφ，則：
Sn=Pn/cosφ=Po(1+X%)n/cosφkVA
現舉例來(lái)繪制一個(gè)負荷增長(cháng)曲線(xiàn)：
取Po=800kW,X=7,cosφ=0.8，則：
Sn=800×(1+7%)n/0.8=1000(1+7%)nkVA
通過(guò)取點(diǎn)法繪出最大負荷增長(cháng)曲線(xiàn)，見(jiàn)圖1。
(2)繪制平均負荷增長(cháng)曲線(xiàn)：
根據年用電量或負荷率，我們可以確定年平均用電負荷(kW)，設為Pe。假定負荷率為K，平均負荷年增長(cháng)率仍為X%，則平均負荷增長(cháng)曲線(xiàn)的公式為：
Pe=K·Pn=K·Po(1+X%)nkW
Se=Pe/cosφ=K·Po(1+X%)n/cosφ=K·SnkVA
由于農村負荷率一般不高，我們取K=0.5，則上例中平均負荷增長(cháng)曲線(xiàn)公式為：
Se=0.5×1000(1+7%)n=500(1+7%)nkVA
同樣用取點(diǎn)法繪出平均負荷增長(cháng)曲線(xiàn)，見(jiàn)圖1。
(3)繪制變壓器各級額定容量于圖中：
選取變壓器容量分別為Sn=1600kVA,2000kVA,2500kVA,3150kVA,4000kVA，將變壓器額定容量繪制于圖1中。
(4)繪制變壓器最大過(guò)負荷容量：
考慮農村日負荷曲線(xiàn)中，最大用電負荷時(shí)間一般不超過(guò)2h，因此我們可以將變壓器事故允許過(guò)負荷的允許時(shí)間，為120min時(shí)的過(guò)負荷倍數1.3倍，作為變壓器本身正常情況下最大過(guò)負荷能力。則將變壓器最大過(guò)負荷容量Smax=2080kVA,2600kVA,3250kVA,4095kVA,5200kVA分別繪制于圖1中。
(5)方案技術(shù)比較確定變壓器的容量：
�、僮儔浩黝~定容量滿(mǎn)足平均負荷增長(cháng)的需求：
從圖1中我們可以看出：Sn=1600kVA＜Semax=1935kVA,不滿(mǎn)足要求，此方案取消。
�、谧儔浩髯畲筮^(guò)負荷容量滿(mǎn)足最大負荷增長(cháng)的需求：
從圖1中，變壓器最大過(guò)負荷容量，與最大負荷增長(cháng)曲線(xiàn)的交點(diǎn)的橫坐標，就是最大負荷增長(cháng)，達到變壓器最大過(guò)負荷能力時(shí)的年限，其結果列表如下：
變壓器額定容量(KVA)2000250031504000
變壓器最大過(guò)負荷容量(KVA)2600325040955200
最大負荷增長(cháng)到達變壓器最大過(guò)負荷容量時(shí)的年限(年)14.117.4＞20＞20
滿(mǎn)足最大負荷增長(cháng)的需求不能滿(mǎn)足基本滿(mǎn)足完全滿(mǎn)足完全滿(mǎn)足
從結果分析：Sn=4000KVA，容量太大，此方案取消。
(6)方案經(jīng)濟性比較確定變壓器的容量：
經(jīng)過(guò)技術(shù)比較，我們初步選取Sn=2000kVA,Sn=2500kVA,Sn=3150kVA進(jìn)行經(jīng)濟性比較。
�、倏蛰d損耗：其參數分別為2.9kW、3.4kW、4.0kW。假設變壓器正常運行20年，每年運行8760小時(shí)，并假定每kW·h平均成本為0.35元，則最大空載損耗分別為：
SZ9－2000/35：
20×8760×2.9×0.35=17.78萬(wàn)元
SZ9－2500/35：
20×8760×3.4×0.35=20.85萬(wàn)元
SZ9－3150/35：
20×8760×4.0×0.35=24.53萬(wàn)元
�、谠O備費：由變壓器廠(chǎng)提供價(jià)格資料，結果見(jiàn)表2。
�、圩畲筘摵沙^(guò)變壓器最大過(guò)負荷容量，而少供電的損失：假定全年最大負荷運行時(shí)間分別為：3個(gè)月、2個(gè)月、1個(gè)月，并假定變壓器正常運行20年。按供1kW·h電量的利潤為0.05元計算，則少供電而少得利潤分別為：
SZ9-2000/35：
同樣2個(gè)月為：20.35萬(wàn)元，１個(gè)月為：10.18萬(wàn)元。
SZ9-2000/35：
同樣2個(gè)月為：4.53萬(wàn)元，1個(gè)月為：2.27萬(wàn)元。
�、芫C合費：綜合費=空載損耗+設備費+少供電損失，此指標越小的經(jīng)濟性越好，見(jiàn)表2。
(7)綜合比較，最后選擇變壓器容量：
將技術(shù)比較、經(jīng)濟性比較的結果列表3如下：
從結果分析，我們選擇SZ9-2500/35型變壓器最好。
4、結論
通過(guò)負荷增長(cháng)曲線(xiàn)法，從圖中我們可以非常直觀(guān)地判斷出變壓器的合適容量。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟分析，即滿(mǎn)足負荷增長(cháng)的需求，又滿(mǎn)足經(jīng)濟性要求。因此這是一種非常直觀(guān)、實(shí)用的選擇農網(wǎng)35kV變電所變壓器容量的方法。