朱延廷,譚振鵬,李高明,歐陽衛(wèi)年
(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司佛山供電局,廣東 佛山528000)
重過載是配網(wǎng)變壓器(下簡稱配變)的常見異常,通常在負(fù)荷高峰時出現(xiàn),但也有因為規(guī)劃設(shè)計不合理而導(dǎo)致長期出現(xiàn)。而電動車越來越廣泛的使用,使得充電負(fù)荷對電網(wǎng)的影響越來越大,甚至導(dǎo)致短時內(nèi)配變重過載。配變重過載的危害最主要有2個:降低運行效率;容易誘發(fā)變壓器超溫,縮短變壓器壽命,甚至導(dǎo)致燒毀。負(fù)載率的高低不僅僅只關(guān)系到變壓器自身的壽命和使用效益,不同的負(fù)載率取值有時還會導(dǎo)致變壓器有效容量不同而影響變電站有效容量,影響整個城市網(wǎng)架[1]。準(zhǔn)確管控配變運行的負(fù)載情況,科學(xué)評估配變運行狀態(tài),實時調(diào)整配變?nèi)萘?,必將帶來巨大的降損效益[3]。
通常使用變壓器負(fù)載率來表示重過載的電氣特征,當(dāng)變壓器負(fù)載率大于80%時為重載,當(dāng)負(fù)載率大于100%時為過載。負(fù)載率計算公式有2種。使用實時負(fù)荷計算,根據(jù)《電力工程設(shè)計手冊》,其計算公式如下:
式中:S為三相視在功率之和;SN為變壓器額定容量。
使用負(fù)荷電流計算,公式如下:
式中:I為三相電流的平均值;IN為變壓器額定電流。
上一節(jié)給出了配變重過載的電氣特征。利用上述公式只能得到瞬時情況下的重過載情況,然而配電網(wǎng)中的用戶負(fù)荷是快速變化的,瞬時或者短時的重過載情況,即使發(fā)現(xiàn)并通知運行人員處理,到現(xiàn)場后異常狀態(tài)就可能消失了,浪費人力物力,況且有些重過載具有一過性,發(fā)生重過載后一段時間可能不再發(fā)生。因此,直接使用配變重過載的電氣特征是無法有效判定配變的重過載的。
在此,提出一種基于一定時期配變運行歷史數(shù)據(jù)的重載判定方法。假設(shè)統(tǒng)計時間長度為T(單位為小時),數(shù)據(jù)采集間隔為15 min。
首先,根據(jù)式(1)或式(2)計算出每15 min的負(fù)載率。
然后判斷每15 min的負(fù)載率是否大于80%,是則認(rèn)為該15 min配變重載,否則認(rèn)為其非重載。
計算出T時間內(nèi)的配變重載時間占比,用以下公式:
式中:n為重載的次數(shù)。
當(dāng)k大于5%時認(rèn)為該配變重載。
有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)[2,3]指出,短時過載超過0.5 h對配變的設(shè)備壽命有較大影響。所以此處,對于k大于多少判定為配變重載,此處給出的標(biāo)準(zhǔn)是5%。因按一天24 h計算,5%為1.2 h。
對于配變過載的方法,類似的有:
根據(jù)式(1)或式(2)計算出每15 min的負(fù)載率。
然后判斷每15 min的負(fù)載率是否大于100%,是則認(rèn)為該15 min配變過載,否則認(rèn)為其非過載。
計算出T時間內(nèi)的配變過載時間占比,用式(3)進(jìn)行計算。此時式中n為過載的次數(shù),0.25 h代表15 min。
當(dāng)k大于2%時認(rèn)為該配變過載。
同樣的方法可以得出配變過載的判定方法。須要注意的是,配變過載只須k大于2%即認(rèn)為配變過載。因為國家標(biāo)準(zhǔn)[2,3]指出,短時過載超過0.5 h對配變的設(shè)備壽命有較大影響。按一天24 h計算,2%為0.48 h,接近0.5 h。
根據(jù)某供電所某月的494臺配變運行量測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計算,可以得到配變重載的情況。
如圖1所示,橫軸為重載時長占比,縱軸為配變臺數(shù)。滿足重載條件的配變共62臺,占配變總數(shù)的12.55%。由于重載情況本身較少,所以該方法仍然較好地篩選出問題配變。某臺配變重載時長占比為6.08%的配變,其負(fù)載率分布和曲線如圖2所示。
圖1 某供電所某月配變重載時長分布
圖2 某供電所某月某配變重載情況
圖2中可見,重載時長超過5%時,已經(jīng)經(jīng)常間歇性發(fā)生配變負(fù)荷過高的情況,影響設(shè)備正常運行。所以,該判定方法是準(zhǔn)確有效的。
同時,按上文中給出的方法,可以對同一供電所的配變數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計算,得到配變過載的情況:
如圖3所示,橫軸為過載時長占比,縱軸為配變臺數(shù)。滿足過載條件的配變共45臺,占配變總數(shù)的9.11%。由于過載情況本身較少,所以該方法仍然較好地篩選出問題配變。某臺配變過載時長占比為2.27%的配變,其負(fù)載率分布和曲線如圖4所示。
圖3 某供電所某月配變過載載時長分布
圖4 某供電所某月某配變過載情況
如圖4所示,過載時長超過2%時,已經(jīng)經(jīng)常間歇性發(fā)生配變過載的情況,影響設(shè)備安全。所以,該判定方法是準(zhǔn)確有效的。
本文提出的基于配變歷史數(shù)據(jù)特征的配變重過載判斷方法,通過負(fù)載率的值以及對應(yīng)時長占比綜合判斷,能夠有效找出長期存在重過載異常的配變。經(jīng)過某一供電所的實際案例檢驗,該方法能準(zhǔn)確有效識別出重過載配變,及時指導(dǎo)業(yè)務(wù)人員進(jìn)行相應(yīng)的配變異常排查。