一、问题的提出:
淅川县位于豫、鄂、陕三省交界丹江口水库主要淹没区, 国家南水北调中线工程渠首所在地。通过二十余年改革开放的发展和国家对库区移民优惠政策的实施,使淅川电网基本形成了依托华中、南连丹江、西联西北,三网供电,优势互补,运行灵活的网架结构。现在年供电能力达22.5亿kwh。但是由于历史的原因和所处地理环境位置的特殊性,我县部分重负荷工业用户集中在县城附近.从而造成输电距离过长,用户受端电压负偏移较大的现象。尤其是我局所辖110KV丹铝线,导线型号LGJQ-300,全长87.5km。带我县年产5万吨铝产品的电解铝厂负荷。该厂在由丹江口水电厂供电时,受端母线电压约在88—93KV之间,一定程度上造成了该厂电解铝槽出力不够而影响正常生产。同时,丹铝线也因损耗过大而导致我局营销成本增高.如何在丹江口水电厂丰水期对淅川电网优惠供电的时段内,提高该铝厂电压质量,最大限度的降损节能,提高供电可靠性,已是我局亟待探索解决的课题。由鉴于丹江口水电厂丰水期间投入发电机组台数较多,且电解铝厂无功缺额较少的实际情况。我局经过慎重的技术论证和经济比较分析,并报请有关方面同意,决定在丹铝110KV线路中间46km处,自筹资金建一座150MVA的自耦变压器升压站,对线路进行中二次升压,以保证丰水期和枯水期两电网间相互倒送时的电压质量。现将技术方案的及改造后的经济效益作一简单介绍,供同行参考并祈请指正。
二、经济技术比较:
1、升压前丹铝110KV线路末端电压及功耗:
已知条件:导线型号LGJQ-300,线路长度L=87.5km,导线电阻R=0.11Ω/km,导线电抗X=0.382Ω/km,丹江口水电厂110K V母线电压UN=110KV,线路平均负荷P=100MW,Q=50MVAR。
(1)电压损失:
① 由cosφ=P/ =100/=0.894
② 由sinφ=Q/=50/=0.447
③ 由I=P/ UNCOSФ10—3=100/ ×112×0.894×10—3=576A
由ΔU = ×[IN×(R×L×COSФ+X×L×sinφ)]= ×576×(0.11×87.5×0.894+0.382×87.5×0.447)=23490V
铝厂站110KV母线实际电压:UL=UN-ΔU=112000-23485=88510V
(2)功率损耗:由ΔP=3I2R10-3=3×5762×(0.11×87.5×10-3)=9580KW
(3)电量损失:按年丹江口水电厂对淅川电解铝厂最大供电时间系数0.75计算,则:
ΔP=8760×0.75×9580=62940600kw.h
(4)经济损失:按丹江口电厂对淅川电网供电平均电价每kwh/0.215元计算:则每年我局仅此线路线损电费:62940600×0.215=13532229元。
2、升压改造后丹铝110KV线路末端电压及功耗:
(1)丹江至凤凰升压站线路电压损失及功耗:线路长度L=46km,其它已知条件不变:
①由ΔU= ×IN×(R×L×COSф+X×L×Sinφ)= ×576×(0.11×46×0.894+0.382×46×0.447)=12349V
凤凰升压站110KV母线电压:UF=112000-12349=99651V
②功率损耗:由ΔP1=3I2R10-3=3×5762×0.11×46×10-3=5036KW
(2)凤凰站电压升至119KV后,凤凰至铝厂段线路长度L=41.5km
电压损失及功耗:
①由IN=P/ UNCOSф=100/ 119×0.894×103 =542A
②由ΔU= ×IN×(R×L×COSф+X×L×Sinф)= ×542×(0.11×41.5×0.894+0.382×41.5×0.447)]=10483V
③铝厂站110母线实际电压:UL=119000-10482=108518V
④功率损耗:
a、线路功率损耗:
由ΔP2=3×I2×R×10-3=3×5422×0.11×41.5××10-3=4023KW
b、自耦电力变功率损耗:
按西安中特变压器厂提供OSFZ9-15000/110型变压器参数:空载损耗:PO=59KW,短路损耗:Pd=140KW。主变所带视在功率:由S=P/COSФ代入数据,S=100000/0.894=111856KVA,
自耦变压器功率损:
Pb=P0+Pd(S/SB)2=59+140×(11856/150000)2=136.8KW
(4)总功率损耗:丹江至凤凰ΔP1=4498KW 自耦变损耗:ΔPb=136.8KW
凤凰至铝厂 ΔP2=4325KW
ΔP∑=ΔP1+ΔPb+ΔP2=5036+136.8+4023=9196KW
(5)电量损失:计算条件同上述:
ΔP∑=8760×0.75×9196=60240330kwh/年