高原环境下110kV城网迎峰过冬的可行性研究.pdf
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1、第 3 7卷第 8 期 2 0 0 9年 4月 1 6日 电 力 系统 保护 与控制 Po we r Sy s t e m Pr o t e c t i on a n d Cont r ol V b 1 3 7 NO 8 Ap r 1 6 ,2 0 09 高原环境下 1 1 O k V城 网迎峰过冬的可行性研究 刘春艳 ,李钊年 ,李文秀 ,王佐亮 ( 1 青海大学,青海 西宁 8 1 0 0 1 6 ;2 青海桥头铝电有限公司,青海 西宁 8 1 0 0 1 6 ) 摘要:针对高寒地区特殊的气象条件, 研究了 1 1 0 k V城网中提高导线温度的可行性及提高导线温度后主变的过载能力,并给
2、出了计算依据和结果。线路试运行结果表明, 将导线允许温度从 7 0 C提高到 8 0 C时, 除部分配套金具不能满足要求外,主变 及 其他 均能安全运行 。 关键词:高寒地区;导线容许温度; 主变;过载能力;输送容量 F e a s i b i l i t y s t u d y o f 1 1 0 k V u r b a n n e t wo r k r u n ni n g a t p o we r p e a k i n wi n t e r wi t h p l a t e a u e n v i r o n me n t LI U Chu n y a n1 ,LI Zh a o n
3、i a n , LI W e n x i u1,W ANG Zuo l i a ng 2 ( 1 Q i n g h a i U n i v e r s i t y , Xi n i n g 8 1 0 0 1 6 , C h i n a ; 2 Q i n g h a i Q i a o t o u Al u mi n i u m&P o w e r C o ,L t d , Xi n i n g 8 1 0 0 1 6 , C h i n a ) Ab s t r a c t : T h i s p a p e r s t u d i e s f e a s i b i l i t y a
4、 n d ma j o r t r a n s f o r me r S o v e r l o a d i n g a b i l i t y o f i m p r o v i n g t e mp e r a t u r e o f c o n d u c t i n g w i r e i n 1 1 0 k V u r b a n n e t wo r k i n a c o n d i t i o n o f s p e c i a l p l a t e a u e n v i r o n me n t t h e n p r o v i d e s c a l c u l a
5、t i o n b a s i s a n d r e s u l t s T h e t e s t r u n r e s u l t o f tr a n s mi s s i o n l i n e s h o w s t h a t i f w e i n c r e a s e p e r mi e d t e mp e r a t u r e o f c o n d u c ti n g wi r e f r o m 7 0 t o 8 O 。 the ma j o r t r ans f o f i n e r a n d o t h e r d e v i c e s c a
6、 n b e s a f e i n o p e r a t i o n e x c e p t t h a t a p a r t o f a u x i l i a r y a c c e s s o r i e s c an n o t me e t t h e n e e d Ke y w o r d s : h i g h a n d c o l d a r e a ; p e r m i t t e d t e m per a t u r e o f c o n d u c t i n g wi r e ; ma j o r t r ans f o r me r ; o v e r
7、 l o a d i n g a b i l i t y ; tran s mi s s i o n c a p a c i t y 中图分类号 : T M7 1 5 文献标识码 :A 文章编 号: 1 6 7 4 3 4 1 5 ( 2 0 0 9 ) 0 8 0 0 6 3 0 4 0 引言 随着国家对西部大开发战略的实施 ,青海 国民 经济得到了持续高速的发展,企业的生产能力得到 了大幅提高 ,人民生活质量逐步改善,电能供需矛 盾 日益突出,造成青海 电网缺 电严重。由于青海电 网的改造 已基本完成,网架结构已基本定型,输电 通道的输 电能力受到限制 ,电力供应与电网输送能 力严重不足的
8、问题 日益突出。青海电网 8 个 3 3 0 k V 变 电站中有 6 个主变容载比已超过规程规定 , 西宁、 海东、海北、海南 4个供电地区的 l 4个 1 l 0 k V变 电站接近满载运行,部分新增负荷处于待电投产状 态,电力传输 “ 瓶颈 ”问题 凸现。而到了冬季,由 于取暖负荷 的增加 以及各高耗能企业用 电负荷的大 幅增加,使 电力传输的 “ 瓶颈”问题更加突出。虽 然线路最初架设时是按负荷发展预测情况而选择导 线截面的,但 由于用电负荷的发展与社会经济的发 展密切相关,它随着地方经济的发展而变化,因此 存在不可预见性,实际也是如此。因此,在基本不 基金项目:青海大学中青年科研基金
9、项目 ( 2 0 0 8 一 Q G - 1 2 ) 改变现有线路的基础上增加 电网输送能力就成为符 合西部实际条件的、行之有效的方法 。 风速、日照、气温等 自然条件是影响导体允许载 流量的主要因素 。目前, 大部分国家均按照 自己国家 的自然环境,取用不同的风速、日照、气温和导线允 许温度等边界条件【 l , 2 】 。我国取用的边界条件为:环 境温度 3 5 ;风速 0 5 m s ;日照强度 i 0 0 0 W m ; 吸热系数 0 9 ;散热系数 0 9 ;导线允许温度 7 0 C。 考虑到高原环境下特殊的气候条件和是否能够在满 足导线热稳定的前提下达到输送更多功率的目的, 根 据青
10、海 电力公司所提供的参数, 我们将导线允许的最 高温度定为 8 0 C来进行研究。 通过提高现有线路导线工作温度 的方法而增 加线路输送容量,国内对于此类项 目的关注和研究 是从 2 0 0 3年底开始的,到 目前 , 一些率先进行尝试 性探索的供 电企业 已经获得 了一些值得借鉴的经 验。华东电网公司在 2 0 0 3年度夏前成功地将常州一 无锡一 苏州双回路 5 0 0 k V线路的导线稳定输送限额 从 2 2 0 MW 提高到了 2 6 0 2 8 0 Mw;广州、郑州、 大连局均 采用 预防性试验 规程 中修试 年 限的上 限 6 4 电力系统保护与控制 值,将变压器、断路器等设备的修
11、试周期由一年一 次改为三年一次,减少了设备的停电时间,提高了 设备的出力。 本文选取西宁 1 1 0 k V城网中应用较 多的两种 导线 L G J 1 8 5 3 0 和 L G J 2 4 0 4 0 , 对影响线路导线载流 量的一些 因素进行了分析, 对线路在高寒地区气象 条件下的导线载流量进行 了修正, 从而达到 了提高 线路输送容量的 目的。并根据变压器的实际运行情 况 ,通过计算等值空气温度确定冬季高峰负载超铭 牌容量运行的能力, 满足变压器运行时绕组温度的 限制, 从而在不影响变压器寿命的前提下, 重新核定 了变压器 的超铭牌容量运行能力, 确保变压器在安 全运行 的前提下, 尽
12、量挖掘变压器正常超铭牌容量 运行能力, 以满足电力负载不断增长的需要 。 1 导线载流量的计算模型 输 电线的热容模型 以线路的热平衡方程为基 础建立。由于 I E E E 7 3 8 1 9 9 3标准 。 中考虑的因素全 面, 基于此标准得出导体稳定导线载流量计算式为 式 中 : q 为导线对流 散热, q 为 导线 辐射散热 , 为导线 日照吸热, ,为导线电流值, n ( 5) 为导 线在温度 时的交流电阻值 。 1 1风速对导线载流量的影响 当辐射系数与吸热系数不同时,对于两种不同 型号的导线,风速从 0 5 m s变为 1 m s ,导线允 许载流量的变化如表 1 所示。 表 1风
13、速 与导线载流量的关系 T a b 1 T h e r e l a t i o n s h i p b e t we e n wi n d s p e e d a n d c o n d u c t i n g 最 高 允 许 温 度 导线载流量 A 载流增量( ) 风速 m S 。 。 ( ) 1 8 5 m il l 2 4 0 1111 12 1 8 5i n m 2 2 4 0IIll Il。 辐射系数 f = 0 5 ,吸热系数 a = 0 5 O 5 7 0 4 0 7 0 4 6 9 7 l _ 0 7 0 4 8 3 2 5 5 3 5 1 8 7 1 8 7 0 5 8 0
14、4 6 9 7 5 5 3 1 1 O 8 0 5 5 3 5 6 5 1 6 l 7 8 l 7 8 辐射系数 = 0 9 ,吸热系数 d = O 9 O 5 7 0 3 9 8 3 4 6 7 2 1 O 7 0 4 7 1 2 5 5 2 6 l 8 3 l 8 3 0 5 8 0 4 7 2 8 5 5 7 0 1 O 8 0 5 5 2 3 6 5 0 1 1 6 8 1 6 8 由表 1 可见, 在 7 0 C和 8 0 0 C时对于两种型号的 导线,当风速从 0 5提高到 1 O时,对于旧线载流 量分别提高 1 8 3 :N I 1 6 8 , 对于新线载流量分别提 高 1 8
15、7 和 1 7 8 。 而对于不同截面的导线, 其载流 量的提高比例是相同的。 1 2环境温度对载流量的影响 当辐射系数与吸热系数不同时,对于两种不同 型号的导线, 当环境温度从 4 0 降低为 3 5 时, 导 线允许载流量的变化如表 2所示 。 表 2 环境温度与导线 载流量的关系 Ta b 2 The r e l a t i o ns hi p b e t we e n e n vi r on me n t a l t e mp e r a t u r e a n d c o n d u c t i n g w i r e c a r r y i n g c a p a c i t y
16、环境 导线 最 高 允 导线载流量 I 载流增量( ) 温度 ( ) 许温度 ( ) 1 8 5 m m 2 2 4 0 1 8 5 ll 2 2 4 0 m 辐射系数 f = O 5 ,吸热系数 口= O 5 3 5 7 0 4 8 8 9 5 7 4 9 9 6 9 7 4 0 7 0 4 4 6 2 5 2 4 2 3 5 8 0 5 5 8 4 6 5 7 6 6 9 6 9 4 0 8 0 5 2 2 6 6 1 5 2 辐射系数 = O 9 ,吸热系数 a = O 9 3 5 7 0 4 8 1 6 5 6 5 8 1 0 9 7 5 4 0 7 0 4 3 4 1 5 0 8 9
17、 3 5 8 0 5 61 O 6 6 0 9 1 1 2 7 5 4 0 8 0 5 2 2 1 6 1 4 6 由表 2可见, 在 7 0 和 8 0 时对于两种型号的 导线,当环境温度从 4 0 降低到 3 5 时, 对于旧线 载流量分别提高约 1 1 和 7 5 ,对于新线载流量分 别提高约 9 7 和 6 9 。 而对于不同截面的导线, 其 载流量的提高比例大致相 同。 1 3导线允许温度对载流量的影响 当导线允许温度从 7 0 C 变化到 8 0 C时,导体 载流量的变化如表 3所示。 表 3 导线允许温度 与载流量的关系 ( 环境温度为 3 5 C) Ta b 3 Th e r
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- 高原 环境 110 kV 城网迎峰 过冬 可行性研究
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