计及无功补偿装置损耗的750kV变压器效率计算方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力系统节能技术领域，尤其涉及一种计及无功补偿装置损耗的 750kV变压器效率计算方法。
【背景技术】
[0002] 电力变压器是电网运行中不可或缺的主要设备之一。变压器运行时相应地会产生 绕组损耗，铁芯损耗和各种附加损耗（通常忽略不计）。运行效率是考量变压器经济运行的 一项重要指标。
[0003] 西北地区750kV变电站主要采用三绕组变压器，典型的750kV变压器的调节 分接头在中压绕组上，三绕组额定电压为765/345(220) ±2X2. 5 % /63kV，变压器的 接地方式为：Yn/Yn/D。典型750kV三绕组变压器的额定容量为1500/1500/450MVA或 2100/2100/699MVAJ50kV三绕组变压器通常采用自耦变压器，自耦变压器中铜线和硅钢片 用量减少，在变压器具有同样的电流密度及磁通密度下，自耦变压器的绕组损耗和铁损比 普通变压器小。
[0004] 变压器的低压侧通常会连接着无功补偿装置以满足电网无功电压控制要求。在 75〇kV电压等级以下电网中，由于无功补偿装置的损耗比重很小，往往忽略这部分损耗。 同样，在750kV三绕组变压器低压侧（66kV)并联也装设一定容量的低压无功补偿装置， 主要有并联电抗器和电容器，静止无功补偿器等，且容量规模较大。66kV电抗器为干式 空心电抗器，单相容量为20, 30, 40MVar。与此对应，一组三相并联电抗器的容量分别为 60, 90, 120MVar。以并联电抗器损耗百分比0. 2%估计，一组60MVar的并联电抗器损耗约为 120kW，与750kV三绕组变压器的铁心损耗相当。
[0005] 因此，分析750kV三绕组变压器运行效率，确定变压器经济运行范围时，需要充分 考虑到低压侧无功补偿装置损耗。考虑建立计及无功补偿装置损耗的750kV变压器综合损 耗模型，在此基础上再对变压器进行经济运行分析，以得到更合理的运行依据。
【发明内容】
[0006] 为了用于更合理确定变压器经济运行范围，为750kV电网运行提供参考，本发明 提出了一种计及无功补偿装置损耗的750kV变压器效率计算方法，包括：
[0007] 步骤1、建立750kV变压器综合损耗模型；
[0008] 步骤2、构建750kV变压器本体损耗的计算公式；
[0009] 步骤3、构建低压侧无功补偿装置损耗的计算公式；
[0010]步骤4、综合步骤2和步骤3中的损耗计算公式，构建变压器综合损耗和综合效率 的计算公式；
[0011] 步骤5、确定750kV变压器最高综合效率及对应的变压器交换功率。
[0012] 所述750kV变压器综合损耗包括变压器本体损耗和低压侧无功补偿装置损耗， 即：A P = A PT+ A P。; A P为变压器综合损耗，A PT为变压器本体损耗，A P。为低压侧无功 补偿装置损耗。
【主权项】
1. 一种计及无功补偿装置损耗的750kV变压器效率计算方法，其特征在于，包括： 步骤1、建立750kV变压器综合损耗模型； 步骤2、构建750kV变压器本体损耗的计算公式； 步骤3、构建低压侧无功补偿装置损耗的计算公式； 步骤4、综合步骤2和步骤3中的损耗计算公式，构建变压器综合损耗和综合效率的计 算公式； 步骤5、确定750kV变压器最高综合效率及对应的变压器交换功率。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述750kV变压器综合损耗包括变压器本体 损耗和低压侧无功补偿装置损耗，即：A P = A Pt+A P。; A P为变压器综合损耗，A P T为变压 器本体损耗，AP。为低压侧无功补偿装置损耗。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述750kV变压器本体损耗包含铁损和铜 损，变压器本体损耗APt的计算公式表示为：
其中=R1-R3分别为变压器高压、中压、低压绕组的电阻归算到一次侧的参数；Gt，Bt*别为变压器并联导纳支路的电导和电纳归算到一次侧的参数；Pi~P 3, Qi~Q3分别为流过 变压器高压、中压、低压绕组的有功功率和无功功率吼~U3分别为变压器高压、中压、低压 绕组电压的有效值。
4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述低压侧无功补偿装置损耗表示为感性 无功补偿量Q。的函数，即APe=F(Q。)，AP。为低压侧无功补偿装置损耗，Q。为感性无功补 偿量；函数关系根据具体的补偿设备类型确定； 如果补偿设备为并联电容电抗器，则函数为感性无功补偿量的线性函数，系数为电抗 器和电容器的参数的综合； 如果补偿设备为SSR型SVC，则函数为感性无功补偿量的线性函数； 如果补偿设备为TCR型SVC和SVG，则函数为感性无功补偿量的非线性函数。
5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述变压器综合损耗计算公式为：
其中，流过无功补偿装置的无功功率Q。等于低压绕组端口的输出感性无功Q 3:R R 3 分别为变压器高压、中压、低压绕组的电阻归算到一次侧的参数；GT，Bt分别为变压器并联 导纳支路的电导和电纳归算到一次侧的参数；Pi~P 3, Qi~Q 3分别为流过变压器高压、中 压、低压绕组的有功功率和无功功率吼~U 3分别为变压器高压、中压、低压绕组电压的有 效值； 根据750kV变压器实际运行情况，并考虑到损耗值远小于变压器交换功率，上式简化 为：
式中：P为变压器交换功率；无功补偿装置的补偿量Q。及相对应的损耗与变压器的负 载程度有密切关系；750kV变压器提高负载水平后，伴随着电网无功缺乏问题；容性无功补 偿装置增加无功输出，相应的有功损耗增加；或者，感性无功补偿装置减少，相应的有功损 耗减少。
6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述750kV变压器综合效率计算公式为：
7.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述变压器最高综合效率及对应的变压器 交换功率的求取方法分为两种：一、通过令(U /dP = O求取最值点；二、绘制750kV变压器 综合效率随变压器交换功率的变化曲线，曲线上最大值点的横纵坐标即为所求的最优交换 功率和最高综合效率。
【专利摘要】本发明属于电力系统节能技术领域，尤其涉及一种计及无功补偿装置损耗的750kV变压器效率计算方法。本发明建立750kV变压器综合损耗模型，构建750kV变压器本体损耗的计算公式；根据具体的补偿设备类型确定低压侧无功补偿装置损耗函数；确定了750kV变压器最高综合效率及对应的变压器交换功率；本发明能够有效结合750kV变压器损耗构成特征，综合考虑了各种损耗，用于分析750kV变压器损耗特性，为750kV电网经济运行提供更合理的依据。
【IPC分类】G06F17-50, G06F19-00
【公开号】CN104820785
【申请号】CN201510239687
【发明人】卓建宗, 刘文颖, 王维洲, 魏泽田, 刘福潮, 李俊游, 郑晶晶, 李亚龙, 杜培栋, 郭鹏, 蔡万通
【申请人】华北电力大学, 国家电网公司, 国网甘肃省电力公司, 国网甘肃省电力公司电力科学研究院
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年5月12日