基于中浩配电网的潮流计算分析

高洪英

（唐山中浩化工有限公司，河北唐山 063611）

0.引言

潮流计算是配电网分析的基础，是配电网安全运行的前提，传统上大部分技术人员对网内损耗仅有一个大概的估计，并没有实际计算过，本文主要是结合中浩配电网的接线方式，运行负荷，设备参数进行手工计算。

1.配电网潮流分布简介

中浩公司配电网主要有3 个电压等级，110kV、10kV、400/690v。110kV 变电站为室内变电站，110kV GIS 开关设备经主变压器变压为10kV，经10kV 电缆为各个生产装置配置的10kV 配电室供电。各区域配电室变压器主要为干式箱体变压器，分为10kV/0.4kV 和10kV/0.69kV 两种。

2.等值电路及模型

电缆：中浩110kV 变电站为本公司内部4 个10kV 配电站供电，最长距离1.78km，最短0.32km。外供中润202 开闭所最长电缆路径2.6km，因此电缆模型采取Π字型。变压器分为两种：一种为110/10kV 油浸式主变，另一种是10/0.4kV 干式变压器，均为双绕组。

3.电压降落

考虑到外供中润202 开闭所出线电缆2.6km 最长，负荷最大，压降最大，将其作为计算对象。为保障此出线首、末端母线电压均在合格范围内，务必求出用户最大负荷时的压降。现以110kV 站10kV 母线电压为10.4kV 和10kV时计算压降。如表1 所示。

表1 电缆压降

用户最大供电容量为Smax=15000kVA，负荷侧有同步电机，功率因数按0.98 考虑，

电缆参数为：3(ZR-YJV-10-3×240)，电抗引自本文表5 出线2 数据，为R=0.03ΩX=0.087Ω（单位长度电缆阻抗值引自《供电工程师技术手册》 刘介才主编）[1]。

数据表明：相同运行工况下电缆首端电压不同时，电缆上造成的压降相差明显。

特别在极端运行方式下一条线路带全部外供电用户时，除去考虑供电开关柜的断路器触头发热承受能力及散热情况外，线路上供电功率的压降对用电负荷及系统会造成重大安全隐患，压降过低时会造成电动机起动转矩过小（电机转矩与电压平方成正比），系统内电机启动失败或是反复重启，一方面拉垮负荷侧母线电压，造成系统崩溃。所以必须110kV 变电站母线电压至少要在10.4kV ～10.5kV[1]。

两条线路分带负荷时，电源侧母线电压保持在10.3kV ～10.4kV 就比较适宜。

其他馈线电缆长度短，负荷7350 以下，du＜0.25kV，负荷侧最低电压能保持在10.05kV ～10.15kV，完全能保证供电安全。

所以能确定正常运行方式下，110kV 变电站10kV 母线电压保持在10.3kV ～10.4kV，各个配电站10kV 母线电压质量。

4.功率损耗计算

4.1 变压器损耗

各类变压器参数（注：由于运行数据为变化量，最后计算结果必定存在偏差，同种容量的变压器参数采取的近似值）如表2 所示。

表2 各类变压器参数

根据公式：

S2为变压器实际视在功率。

（1）主变损耗如表3 所示。

表3 主变损耗

（2）干式变压器损耗汇总：由于干变参数按照容量分类近似，为计算简便，只计算干式变压器的(S2/SN)2采用简易的线性关系进行叠加计算。如表4 所示。

表4 干式变压器损耗汇总

配电网内全部变压器功率损耗约270kW，如果折算电能（平均电价按0.57 元/kWh）每月约19400kWh，电价约110808 元/月。

4.2 线路损耗

电缆线路等值电路流过功率时，会产生功率损耗，与功率的大小、母线电压、电缆参数有关。计算公式为：ΔS=(S2/U2)(R+jX)。

线路损耗主要考虑10kV 出线电缆的损耗，即110kV 变电站10kV 母线出线线路损耗和各个10kV 站母线上10kV电缆出线损耗。有ZR-YJV-10-3×240 和ZR-YJV-10-3×120电缆两种：引用手册数据：两种电缆参数分别为：电阻0.09Ω/km，电抗：0.087Ω/km 和电阻0.18Ω/km，电抗：0.095Ω/km（注意：S和U为同一端电气参数，此处为电源侧首端）。

（1）110kV 站10kV 出线损耗如表5 所示。

表5 110kV站10kV出线损耗表

（2）各个10kV 站10kV 出线功率损耗如表6 所示。

表6 10kV站10kV出线功率损耗

为了便于计算各个10kV 配电站 馈线长度取平均长度，电阻R=0.18Ω/km，电抗X=0.095Ω/km,视在功率取平方和（满足电气工程的需要以及运行实际，各站10kV 母线电压近似同10.2kV）。

由计算汇总表可知，110kV 变电站10kV 出线所带负荷大，线路长功率损耗相比于各个站馈线，损耗还是相差较大的，作为重点考察对象，当负荷固定时母线电压10.4与10kV 供电电压每提升0.1kV 每年可以减少损耗69336度，约38620.15 元，10.4 与10kV 相比运行十年计算节约154.48 万元，经济效益客观。

5.结语

通过电网潮流计算可以为经济运行、安全运行提供理论数据依据，抛却传统模糊概念，能科学、定量确定电压降落、功率损耗。潮流计算只是一种比较基础的工作，确定电压分布、功率损耗重点分布，可以进一步结合功率因数的调整、投退电容器、发电机无功对母线电压进行管控达到电压偏差在合格范围内，进而降低线路、变压器损耗达到经济运行的目的。