利用ＥＸＣＥＬ進(jìn)行雙主變經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的優(yōu)化計(jì)算

摘要：變電所主變的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，是電網(wǎng)系統(tǒng)節(jié)能降耗的重要一環(huán)，本文介紹了利用常用的辦公軟件EXCEL對(duì)雙主變經(jīng)濟(jì)運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算的方法。

關(guān)鍵詞：主變；經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；節(jié)能降耗

1前言

變壓器是電力系統(tǒng)中利用率最高的電氣設(shè)備之一，而在電力系統(tǒng)中，各級(jí)變壓器的累積總損耗可占20~25％。在極力提倡發(fā)展節(jié)能型社會(huì)的今天，合理選擇變壓器運(yùn)行方式，優(yōu)化主變的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，降低變壓器的損耗，對(duì)節(jié)能降耗有不可忽視的意義和作用。本文介紹利用辦公軟件OFFICE家族中的EXCEL軟件，對(duì)雙主變經(jīng)濟(jì)運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，繪制經(jīng)濟(jì)運(yùn)行曲線的方法。

2理論依據(jù)

2.1變壓器損耗組成

變壓器損耗分為空載損耗、負(fù)載損耗及附加損耗：

空載損耗包括鐵芯中磁滯和渦流損耗及空載電流在初級(jí)線圈電阻上的損耗，前者稱為鐵損，后者稱為銅損。由于空載電流很小，銅損可以略去不計(jì)，因此，空載損耗基本上就是鐵損。且當(dāng)電源電壓一定時(shí)，鐵損基本上是一個(gè)固定值，鐵損也稱為不變損耗。

負(fù)載損耗是指變壓器初、次級(jí)線圈中電流在電阻上產(chǎn)生的銅損耗及勵(lì)磁電流在勵(lì)磁電阻上產(chǎn)生的鐵損耗。當(dāng)電流為額定電流時(shí)，后者很小，可以不計(jì)，故主要是電流在初、次級(jí)線圈電阻上的銅損。在此，銅損即為可變損耗。

損耗包括附加鐵損及附加銅損，由于這兩種損耗數(shù)量很小，又難以測(cè)定，可以不計(jì)。

總之，變壓器的損耗主要是不變損耗和可變損耗。

2.2變壓器損耗計(jì)算公式

單臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)的功率損耗可用公式表示為：

kfz1——#1主變的負(fù)載系數(shù)；

kfz2——#2主變的負(fù)載系數(shù)；

Ｓe１——#1主變的額定容量，MVA；

Se2——#2主變的額定容量，MVA；

Ｕd1%——#1主變的短路電壓百分?jǐn)?shù)；

Ｕd2%——#2主變的短路電壓百分?jǐn)?shù)；

P——變壓器的有功負(fù)荷，MW；

3利用EXCEL繪制雙主變經(jīng)濟(jì)運(yùn)行曲線

下面以本網(wǎng)區(qū)35kV白沙變電站為例，介紹利用EXCEL計(jì)算繪制雙主變經(jīng)濟(jì)運(yùn)行曲線的方法。

在“白沙變主變經(jīng)濟(jì)運(yùn)行曲線”工作簿中建立三個(gè)工作表，分別為“數(shù)據(jù)錄入”、“中間計(jì)算”及“結(jié)果、圖表”。

3.1數(shù)據(jù)錄入表

在數(shù)據(jù)錄入表中錄入兩臺(tái)主變的基本參數(shù)，具體參數(shù)內(nèi)容見(jiàn)下圖：

其中：

總負(fù)荷-有功負(fù)荷——初始值為100kW，步進(jìn)值為100kW，終止值為兩臺(tái)主變額定有功容量，為計(jì)算相應(yīng)負(fù)荷情況下的損耗提供數(shù)據(jù)列表；

#1主變-空載無(wú)功損耗——公式內(nèi)容為“=數(shù)據(jù)錄入?yún)^(qū)!E5/100*數(shù)據(jù)錄入?yún)^(qū)!E3”；

#1主變-短路無(wú)功損耗——公式內(nèi)容為“=數(shù)據(jù)錄入!E7/100*數(shù)據(jù)錄入!E3”；

#1主變-功率損耗——在對(duì)應(yīng)的各種負(fù)載情況下的主變損耗，公式內(nèi)容為“=IF(A3<=數(shù)據(jù)錄入!$E$3，數(shù)據(jù)錄入!$E$6+數(shù)據(jù)錄入!$E$8*(中間計(jì)算!A3/數(shù)據(jù)錄入!$E$3*數(shù)據(jù)錄入!$E$9)^2，”“)”，式中使用了IF判斷語(yǔ)句，使負(fù)載超過(guò)#1主變?nèi)萘考赐Ｖ褂?jì)算；

#1主變-最佳負(fù)載率——在此負(fù)載率下，主變運(yùn)行最經(jīng)濟(jì)，公式內(nèi)容為\"=((數(shù)據(jù)錄入!E6+0.1*中間計(jì)算!B3)/(數(shù)據(jù)錄入!E8+0.1*中間計(jì)算!C3))^0.5\"；

#2主變計(jì)算公式參考以上#1主變計(jì)算公式，需將引用#1主變參數(shù)改為引用#2主變參數(shù)。

并列運(yùn)行-#1主變負(fù)載系數(shù)--兩臺(tái)主變并列運(yùn)行時(shí)，#1主變的負(fù)載系數(shù)，公式內(nèi)容為\"=(A3/(數(shù)據(jù)錄入!$E$3*數(shù)據(jù)錄入!$E$9))*((數(shù)據(jù)錄入!$E$14/數(shù)據(jù)錄入!$E$10)/(數(shù)據(jù)錄入!$E$7/數(shù)據(jù)錄入!$E$3+數(shù)據(jù)錄入!$E$14/數(shù)據(jù)錄入!$E$10))\"；

并列運(yùn)行-#2主變負(fù)載系數(shù)--兩臺(tái)主變并列運(yùn)行時(shí)，#2主變的負(fù)載系數(shù)，公式內(nèi)容為\"=(A3/(數(shù)據(jù)錄入!$E$10*數(shù)據(jù)錄入!$E$16))*((數(shù)據(jù)錄入!$E$7/數(shù)據(jù)錄入!$E$3)/(數(shù)據(jù)錄入!$E$7/數(shù)據(jù)錄入!$E$3+數(shù)據(jù)錄入!$E$14/數(shù)據(jù)錄入!$E$10))\"；

并列運(yùn)行-并列損耗功率--兩臺(tái)主變并列運(yùn)行時(shí)，損耗總和，公式內(nèi)容為\"=IF(A3<=數(shù)據(jù)錄入!$E$3+數(shù)據(jù)錄入!$E$10，數(shù)據(jù)錄入!$E$6+數(shù)據(jù)錄入!$E$13+數(shù)據(jù)錄入!$E$8*中間計(jì)算!J3^2+數(shù)據(jù)錄入!$E$15*中間計(jì)算!K3^2，\"\")\"。

3.3結(jié)果、圖表

在下面的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行曲線圖中，X軸源數(shù)據(jù)為中間計(jì)算表的\"總負(fù)荷-有功負(fù)荷\"列，#1主變損耗曲線源數(shù)據(jù)為中間計(jì)算表的\"#1主變-功率損耗\"列，#2主變損耗曲線源數(shù)據(jù)為中間計(jì)算表的\"#2主變-功率損耗\"列，并列運(yùn)行損耗曲線源數(shù)據(jù)為中間計(jì)算表的\"并列運(yùn)行-并列損耗功率\"列。

\"主變經(jīng)濟(jì)運(yùn)行數(shù)據(jù)\"表中，\"單列運(yùn)行臨界功率\"為#1、#2主變單列運(yùn)行曲線的交叉點(diǎn)對(duì)應(yīng)的X坐標(biāo)數(shù)據(jù)，本例的兩臺(tái)主變單列運(yùn)行曲線無(wú)交叉，因此其數(shù)據(jù)為空；\"并列運(yùn)行臨界功率\"則為并列運(yùn)行曲線與#1、#2主變單列運(yùn)行曲線的兩個(gè)交叉點(diǎn)中最高交叉點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的X坐標(biāo)數(shù)據(jù)，主變負(fù)載達(dá)到此數(shù)據(jù)時(shí)，則兩臺(tái)主變并列運(yùn)行的損耗是最小的。