[发明专利]计及无功补偿装置损耗的750kV变压器效率计算方法

说明书

技术领域

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

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。

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)±2×2.5％/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2100/2100/699MVA。750kV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。

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750kV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。

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

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：

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。

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：ΔP＝ΔP_T+ΔP_C；ΔP为变压器综合损耗，ΔP_T为变压器本体损耗，ΔP_C为低压侧无功补偿装置损耗。

所述750kV变压器本体损耗包含铁损和铜损，变压器本体损耗ΔP_T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；G_T，B_T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；P₁～P₃，Q₁～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；U₁～U₃分别为变压器高压、中压、低压绕组电压的有效值。

所述低压侧无功补偿装置损耗表示为感性无功补偿量Q_c的函数，即ΔP_C＝F(Q_c)，ΔP_C为低压侧无功补偿装置损耗，Q_c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。

所述变压器综合损耗计算公式为：