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浅谈电厂接入系统设计中主变压器分接头的选择

时间:2018/4/2 8:52:17来源:本网添加人:admin

  2.2发电机功率因数2.2.1发电机迟相运行功率因数范围根据“导则”5.10.1条之规定,直接接入330500kV电网处于送端的发电机功率因数,一般选择不低于0.9;处于受端的发电机功率因数,可在。850.9中选择;其它发电机的功率因数可按0.80.85选择。

  2.2.2发电机进相运行功率因数范围根据“导则”5.10.2条之规定,新装机组均应具备在有功功率为额定值时,功率因数进相0.95运行的能力。

  2.3变压器调压范围8.2条之规定,升压变压器高压侧的额定电压,220kV及以下电压等级者宜选1.1倍系统额定电压;8.9条之规定,变压器分接开关调压范围应经调压计算确定无励磁调压变压器一般可选2X2.5%,位于负荷中心地区发电厂的升压变压器其高压侧分接开关的调压范围应适当下降2.5%到5.0%,位于系统送端发电厂附近降压变电所的变压器其高压侧调压范围应适当上移2.5%到5%. 2.4计算用数据中220kV及以下变电站冬季大负荷方式负荷功率因数按0.95计算,冬季小负荷方式负荷功率因数按0.92计算。

  2.5计算软件采用中国电力系统科学研究院开发的PSASP(电力系统分析综合程序)。

  3调相调压计算根据本工程接入系统推荐联网方案以及“导则”所确定的计算原则,下文将介绍四种选择主变分接头的计算方法3.1确定机组功率因数,观察主变高压侧电压,选择主变分接头根据计算原则中所确定的发电机功率因数范围,本电厂机组的功率因数最大范围可达到迟相0.8至进相0.95.考虑到电厂装机容量较小且位于当地负荷中心,为区域性小电厂,对机组无功出力大范围调整的要求将大大提高设备造价和工程成本,因此,根据该容量机组的设计经验,假定机组功率因数范围为0.801,额定功率因数0.85.系统电压水平确定后,电厂无功出力的上下限即为电厂高压侧母线电压的上下限。计算时,在PSASP中将电厂设为PQ节点,分别按主变高压侧主抽头电压为66kV和69kV两种类型的变压器填加电厂升压变,做两组计算,主变分接头置于0处(Tk=l),观察电厂高压侧母线电压,计算结果见表表丨不同功率因数下电厂高压侧母线电压计算结果表运行方式功率因数有功功率(MW)无功功率(Mvar)高压侧母线电压主抽头电压主抽头电压69kV冬大冬小根据计算结果可以看出,在功率因数确定的前提下,当采用高压侧主抽头为66kV变压器时,冬大运行方式下,电压在64.3667.19kV间,冬小运行方式下,电压在66.2268.93kV内,因此,要求该型变压器的调压范围能涵盖住64.3668.93kV;当采用高压侧为69kV变压器时,冬大运行方式下,电压在64.3467.17kV内,冬小运行方式下,电压在66.2068.91kV内,因此,要求该型变压器的调压范围能涵盖住64.3468.91kV两种类型变压器高压侧的调压范围见表2.表2电厂主变分接头不同位置时电厂高压侧母线电压计算结果表变压器分接头位置(2.5%)变压器变比‘He高压侧母线电压主抽头电压主抽头电压69kV由此可见,当采用高压侧为66kV的变压器时,分接头应选择在-1X2.5%+2X2.5%;当采用高压侧为69kV的变压器时,分接头应选择在-3X2.5%0.应当指出,当电厂机组运行在额定功率因数下时,主变分接头最好应运行在中间顺序的档位上,这样能够保证电厂有较充裕的调压范围。对应于两种变压器,机组额定功率因数时,在不同运行方式下,高压侧主抽头为66kV的变压器运行在66.7:5 68.49kV间,对应分接头在1档,Tk=1.025;高压侧主抽头为69kV的变压器运行在66.7卜68.47kV间,对应分接头在-1档,TTc=0.975.因此,综合各项数据的比较,辽源生物热电厂变压器分接头应选这种方法是由机组的功率因数确定电厂主变高压侧电压的范围,以电厂主变压器的调压范围作为判据选择变压器分接头。

  3.2确定机端电压,观察机组功率因数,选择主变分接头电厂高压侧母线电压是由系统端电压和电厂的无功出力共同确定的,而发电机机端电压则可以由发电机的励磁反馈系统实时加以控制。限定发电机的机端电压,通过调整电厂主变分接头可以调整电厂高压侧母线电压,同时改变机组的无功出力。

  系统电压和机组的机端电压确定后,电厂主变调压范围的上下限确定机组无功出力的上下限,计算时,在PSASP中将电厂设为PV节点,电厂主变分别按高压侧分接头为66kV和69kV两种类型的变压器进行填加,做两组计算。当主变分接头置于不同位置时,观察电厂的功率因数,计算结果分别见表3、4.表3高压侧主抽头为66kV的变压器的调相计算运行方式计算条件计算结果主变分接头位置变压器变比Tic机端电压(kV)有功功率(MW)无功功率(Mvar)电厂高压侧母线电压(kV)机组功率因数冬大方式运行方式计算条件计算结果主变分接头位置变压器变比Tk机端电压(kV)有功功率(MW)无功功率(Mvar)电厂高压侧母线电压(kV)机组功率因数冬小方式表4高压侧主抽头为69kV的变压器的调相计算运行方式计算条件计算结果主变分接头位置变压器变比Tk机端电压(kV)有功功率(MW)无功功率(Mvar)电厂高压侧母线电压(kV)机组功率因数冬大方式冬小方式根据计算结果分析,当机组功率因数在0.81时,若采用高压侧主抽头为66kV的变压器,冬大方式下,运行在-1X2.5%+2X2.5%之间,冬小方式下,运行在0+3X2.5%之间,由此确定变压器分接头应选择为-1X2.5%+3X2.5%;若采用篼压侧为69kV变压器,冬大方式下,变压器需运行在-2X2.5%+1X2.5%之间,冬小方式下,运行在-1X2.5%+2X2.5°/.之间,由此确定变压器分接头应选择为-2X2.5%+2X2.5%.从调相调压计算结果来看,当电厂机组运行在额定功率因数时,高压侧主抽头为66kV的变压器运行在主变调压范围的中间位置,因此,电厂主变分接头应选择66=x2.5>/m这种方法是由变压器分接头处于不同位置时对应发电机的不同无功出力,进而确定机组的功率因数,以计算原则中所确定的功率因数为判据选择主变分接头。

  3.3利用PV-PQ节点算法,确定计算限值,选择主变分接头PSASP作为电力系统模拟分析领域的一套出色的软件,已成为系统规划设计人员强有力的装备。

  -495-公欲善其事,必先利其器,有效的利用和充分的开发它,不仅能够使我们对电网结构及元件模型进行准确模拟,还能够对各节点的数据进行精确分析,提高工作的效率及准确度。

  电厂高压侧母线电压是由发电机的无功出力范围和电厂主变的调压范围共同确定的,二者相互制约,又相互联系。简言之,电厂高压侧母线电压水平的范围是由两者的交集所确定的。上面所述的两种主变分接头选择方法都是在确定其中一项的限值之后,通过限定另一项的值满足计算原则的要求>进而作出选择的。为了快捷的确定计算限值,将电厂能够达到的电压水平确定在较精确的范围内,PSASP中电厂节点的PV-PQ、PQ-PV算法是一种有效的计算手段。以下将以PV-PQ节点为例,对辽源生物发电厂的调相调压计算做以简介。

  电厂出口的电压是由变压器变比Tk和机组的无功出力Q共同确定的,若对于电厂节点同时限定Tk和Q的限值,通过将节点设为PV-PQ节点,程序将能够帮助我们判定两者交集的范围,从而确定电厂高压侧母线电压的范围。

  计算时,将电厂节点设为PV-PQ节点,这种算法是发电机机端电压恒定,按PV节点且控制该点无功QminSQSQmax,越限后变为PQ节点。向程序中填加计算条件时,首先,将机组的机端电压V设为1,然后分别对机组的无功出力Q和变压器变比Tk进行填加。根据对机组功率因数的要求,确定电厂能够发出的无功功率范围,分别得出Qmax和Qmin,将两个值填入程序中发电机参数中的对应项;根据变压器的调压范围,确定Tic的上下限,由于变压器没有确定,为了观察较大调压范围内的计算数据,按Tk=l±3X2.5%,分别取Tk的上下限Tk=1.075和Tk=0.925做两组计算。

  1.075和Qmax哪一个为计算限值的上限。若计算结果中机组机端电压没有变化(即V=V),或机组无功出力Qmin  从上表中可以看出,当Tk和Q同时取上限值时,即Tk=1.075、=16.2时,电压为上限值,当Tk和Q同时取下限值时,即Tk=0.925、Q-0时,电压为下限值。通过对两种变压器不同运行方式的计算,可以看出,高压侧主抽头为66kV的变压器需要运行在64.3969.03kV之间,高压侧主抽头为69kV的变压器需要运行在64.3769.65kV之间,对照表2中两种变压器的调压范围,高压侧66kV变压器运行在-1X2.5%+2X2.5%之间时满足要求,高压侧69kV变压器运行在-3X2.5%+1X2.5%之间时满足要求,综合比较各项数据,应当选主变分接头为661x2.5%.表5高压侧主抽头为66kV的变压器调相调压计算计算条件计算结果运行方式发电机变压器发电机变压器额定机端电压有功功率功率因数无功功率(Mvar)Tk值机端电压无功功率功率因数高压侧母线电压冬大冬小表6高压侧主抽头为69kV的变压器调相调压计算运行方式计算条件计算结果发电机变压器发电机变压器额定机端电压有功功率(MW)功率因数无功功率(Mvar)Tk值机端电压(kV)无功功率(Mvar)功率因数高压侧母线电压冬大冬小3.4利用PQ-PV节点算法,确定计算限值,选择主变与前一种算法大致相同,只是在计算过程中先让电厂的无功出力恒定,按PQ节点且控制该点无功VminVSVmax,越限后变为PV点。限值确定的原理与上一种算法相同。

  4结论电厂主变分接头的选择对于电厂的运行及系统的无功平衡具有重要的意义,以上介绍的四种主变选择方式分别将节点设为PQ、PV、PV-PQ、PQ-PV节点,进行调相调压计算的。方法1是先确定Q值后调压,方法2是先确定V值后调相,方法3、4是利用PSASP提供的手段,让程序帮助我们判定计算的限值,从而快速准确的判定主变应具备的调压范围。四种方法所得到的结果是一致的,均可以作为电厂接入系统设计中主变分接头选择的计算方法。

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