住宅小区供电容量配置对线损的影响

科尼威尔工业有限公司上海代表处供稿

2010年08月11日

摘要

本文分析对比了不同类型住宅小区的实际负荷与配变配置容量，并对变压器在不同负荷水平下的损耗值进行理论计算。结合配网技术原则中对住宅小区配置容量要求的变动，分析合理配置配变容量对降低线损的实际意义。

       当前上海电网面临着线损居高不下的严峻形势，造成国有资产不断损失，加强技术线损的管理与分析，降低设备空载损耗是降低线损的有效措施之一。技术线损主要包括线路、变压器、变电站电容器、电抗器和主变压器的冷却散热装置等产生的损耗，以及变电站生产用电和二次装置通过电流发热等无法计量的其他损耗。据资料统计，变压器损耗约占总损耗的30%。目前大部分新建住宅小区内的配电变压器普遍存在着严重的轻载现象，合理配置变压器容量对降低线损具有实际意义。
       住宅小区配电变压器的现状
       对两类较具代表性的住宅小区进行了数据统计，分析目前配电变压器的负载情况与居民的用电负荷水平。
       1）浦东地区建成于九十年代初期的某老式动迁小区，入住率高且住户流动性不大，其建筑面积约为25万平方米，共设六座配电站供电，总装接容量9600kVA，每平方米配置容量约38.4W。夏峰与春秋季的最高负荷分别为357A与107A，负荷密度分别约为24.7W/平方米与7.4W/平方米。
       2）浦东地区建成若干年的某新建商品房小区，也已有较高的入住率，其建筑面积近20万平方米，共设六座配电站供电，总装接容量14100kVA，每平方米配置容量约为70.5W。夏峰与春秋季的最高负荷分别为261A与97A，负荷密度分别约为22.6W/平方米与8.5W/平方米。
       但对于入住率还较低的小区，负荷密度将远低于该水平，小区内的配电变压器负载水平也极低。

住宅小区配变负载情况与用电负荷水平

老式动迁小区配变的夏峰与春秋季负载率曲线

新建商品房小区配变的夏峰与春秋季负载率曲线

       配电变压器的最佳负载率
       一、配电变压器损耗概念
       配电变压器的损耗包括空载损耗和负载损耗。空载损耗是指变压器在额定电压下，铁芯内因励磁电流引起磁通周期性变化时产生的损耗，它仅与变压器的自身特性和运行电压有关，不随负载变化。负载损耗是指变压器在额定负载运行时，一、二次绕组流过额定电流，在绕组中产生的损耗，包括基本损耗和附加损耗两部分。负载损耗不仅与配电变压器自身特性有关，而且随配电变压器负载的增大而增大，因此变压器损耗主要受负荷变化影响的铜耗决定。
       二、配电变压器损耗计算实例
       油浸式变压器以S11-800为例、干式变压器以SCB10-800为例，在cosø=0.8时，分别对变压器的损耗进行计算，结果及损耗曲线如下所示。

油浸式及干式800kVA变压器在cosø=0.8时不同负荷下的损耗率

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S11-800变压器在cosø=0.8时的损耗曲线

SCB10-800变压器在cosø=0.8时的损耗曲线

    从变压器功率损耗来看，利用率在40％－60％间为变压器损耗率最低、经济运行最好的情况。
    住宅小区配电变压器容量的配置
    ◆配变容量配置原则
    一、原先根据《上海中、低压电网配置原则及典型设计》，住宅小区内变压器的配置容量是按如下原则进行计算的：
    1）普通商品房（外环线内）：变压器配置容量=S=0.76Pzj；
    2）普通商品房（外环线外）：变压器配置容量=S×0.9=0.68Pzj；
    3）市属配套商品房和中低价普通商品房（市属及区属）、各类动迁房：变压器配置容量=S×0.86=0.65P zj；
    4）农民宅基地：变压器配置容量=S×0.76=0.57P zj。
    二、2009年6月《上海中、低压电网配置原则及典型设计》修订后，结合当前住宅小区内配变负载率普遍较低的情况与降低线损的最终目标，对住宅    小区内变压器的配置容量标准进行了调整，具体计算方式如下：
    1）对于普通商品房：变压器配置容量=S=0.66Pcy；
    2）对于市属配套商品房和中低价普通商品房（市属及区属）、各类动迁房：变压器配置容量=S×0.9= 0.594Pcy；
    3）对于农民宅基地：变压器配置容量=S×0.8=0.528Pcy。
    住宅小区K型站、P型站、箱变布点按以上标准计算，结合初期配置的单台配变、箱变容量综合考虑：K型站、P型站土建按最终规模建设，但初期站内配变容量应按最终规模降一至二档配置。如K型站单台配变最终规模应按1250kVA考虑，初期先配置800kVA。P型站单台配变应按800kVA考虑，初期先配置500kVA。箱变单台容量应按最终规模降一档配置，如WX型站箱变单台最终规模应按500kVA考虑，初期先配置315kVA。
    其中S为变压器配置容量，P zj为小区总装接容量，Pcy为小区常用装接容量（不含备用）。
    以上计算公式均为考虑配电站内需满足N-1的原则，即配电站内2台变压器负载率控制在65%以下；若为预装式变压器，其最高负载率以不超过额定容量为宜。
    ◆配置标准变化后对变压器损耗的影响
    城区内X万平方米的住宅小区，用户的总申请装接容量为Pzj，其中常用容量为Pcy，备用容量为Pby，Pzj=Pcy+Pby。则按原先的配置标准计算，需配置的变压器容量为0.76Pzj；按新配置标准计算，需配置的变压器容量为0.66Pcy。在住宅小区的变压器设备投运初期至低入住率的若干年中，变压器的最高负载率水平基本维持在20%以内。参照变压器损耗曲线，住宅小区实际负荷为P，P越小，变压器损耗率曲线越陡，二种配置标准下变压器损耗差值就越大。因此，新的配变配置标准原则有利于提高变压器有效率，降低线损。
    此外，在住宅小区建成初期阶段，配变容量适当降一至二档配置，可提高单台变压器的负载率约10%，使变压器损耗向负载率曲线的低值平稳区段移动，降低变压器损耗。