調(diào)整配電變壓器運(yùn)行的可行性分析

孫 鑠 羅玉錄 張碩冰 胡繼軍

（1.廊坊供電公司，河北 廊坊065000；2.唐山供電公司，河北 唐山063000）

隨著電力企業(yè)的不斷發(fā)展，配電設(shè)備大量增加；建設(shè)節(jié)約型企業(yè)，旨在控制成本，減少資源的浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化是擺在現(xiàn)實(shí)的實(shí)際問題。經(jīng)濟(jì)效益是企業(yè)生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，精髓就是拒絕浪費(fèi)，浪費(fèi)消除了，利潤(rùn)自然就提高了，這是非常淺顯的道理。而電力企業(yè)的一切經(jīng)營(yíng)性工作的最終目的就是降低線損。作為配電網(wǎng)絡(luò)，在配電線路上能最直接反映線路損耗的就是變壓器的損耗，那就樣我們看看變壓器有哪些損耗。

1 變壓器損耗的特征

變壓器損耗分為空載損耗和負(fù)載損耗，其中空載損耗是一定的，只要變壓器連接到電網(wǎng)中，無論帶不帶負(fù)荷都一樣，這個(gè)數(shù)字可以從變壓器銘牌上直接查到。再就是負(fù)載損耗，這是個(gè)隨時(shí)都可能變化的值，和負(fù)荷大小有直接的關(guān)系。當(dāng)變壓器的銅損等于鐵損時(shí)，或者說固定損耗等于可變損耗時(shí)，變壓器的損耗最小，效率最高；這時(shí)的負(fù)載率為最佳負(fù)載率。例如，以S9型變壓器為例，當(dāng)變壓器滿載銅損與鐵損之比約等于3 時(shí)，而負(fù)載率約等于60%其效率最高，因此負(fù)載率維持在60%左右之間運(yùn)行最為理想。

2 當(dāng)前的現(xiàn)狀和提高配電變壓器的節(jié)能效益

以唐山供電公司為例，和平、河西兩區(qū)現(xiàn)共有配電變壓器2688 臺(tái)(其中一個(gè)配電間內(nèi)有“二臺(tái)變壓器”含二臺(tái)以上在同一個(gè)配電間內(nèi)“包括土建站、箱式站、開閉站”的共：562 臺(tái)變壓器），當(dāng)前的現(xiàn)狀是用電高峰基本多集中在“迎峰度夏”的6～10 月份，其他時(shí)間段負(fù)荷大多數(shù)都不大，基本上每臺(tái)變壓器負(fù)載率只能維持在30%左右運(yùn)行，能源消耗相當(dāng)嚴(yán)重。若從節(jié)能觀點(diǎn)上出發(fā)，應(yīng)盡量使變壓器負(fù)載率在接近最佳負(fù)載率的情況下運(yùn)行為好。采取合理的運(yùn)行方式和不斷地調(diào)整用電負(fù)荷，應(yīng)重點(diǎn)考慮“低壓做并聯(lián)”運(yùn)行是減少資源的浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化和最直接的問題。

3 停運(yùn)一臺(tái)變壓器低壓做并聯(lián)的可行性研究

3.1 解決變壓器低負(fù)載率，提高供電質(zhì)量的問題

配電變壓器是個(gè)電能消耗較大的用電設(shè)備，而對(duì)于配電網(wǎng)來說，配電“變壓器”在配電網(wǎng)隨處可見；如何使配電“變壓器”處于最佳的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)，這就有必要考慮“低壓做并聯(lián)”運(yùn)行。到底停運(yùn)一臺(tái)變壓器“低壓做并聯(lián)”運(yùn)行能夠增加利潤(rùn)、產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益嗎？

首先我們利用配電間內(nèi)有“二臺(tái)或以上變壓器”的為條件，根據(jù)季節(jié)不斷變化，變壓器為最佳負(fù)載率時(shí)獨(dú)立運(yùn)行，當(dāng)變壓器負(fù)載率較低階段采用“低壓做并聯(lián)”運(yùn)行，停運(yùn)“一臺(tái)變壓器”使另一臺(tái)“變壓器”處于最佳的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)的管理方式。這樣做在某一時(shí)段提高了“變壓器”使用率，又減少了“變壓器”在配網(wǎng)中的損耗和節(jié)約了能源。

其次，減少高消耗設(shè)備在配電線路的運(yùn)行，同時(shí)也能減少線損率、故障率，因此，有必要研究變壓器二次側(cè)“低壓做并聯(lián)”運(yùn)行，以此提高電網(wǎng)中配變負(fù)載率（又稱利用系數(shù)）的節(jié)能效益。

3.2 安全生產(chǎn)方面

停運(yùn)一臺(tái)變壓器“低壓做并聯(lián)”時(shí)，必須滿足兩臺(tái)變壓器為同一電源、低壓側(cè)為同一母線且相位正確，沒有低壓雙電源用戶的所有條件，然后操作上嚴(yán)格按照操作程序進(jìn)行操作。

3.3 穩(wěn)定的管理及措施

a）做好停運(yùn)一臺(tái)變壓器的統(tǒng)一管理：

“低壓做并聯(lián)”后的運(yùn)行方式由“生產(chǎn)調(diào)度班”實(shí)行統(tǒng)一管理，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)負(fù)荷不斷變化的狀況，由操作隊(duì)分別作出相應(yīng)的變壓器“倒回”或“倒出”，并同時(shí)將所有的運(yùn)行資料當(dāng)天分別發(fā)送到有關(guān)部門（如急修班、用電負(fù)控班）。

b）做好停運(yùn)一臺(tái)變壓器“恢復(fù)”和“防盜”的措施：

（1）恢復(fù)時(shí)嚴(yán)格按照規(guī)程規(guī)定試驗(yàn)合格后恢復(fù)運(yùn)行

（2）加強(qiáng)運(yùn)行員的責(zé)任心，做好變壓器的負(fù)荷檢測(cè)及統(tǒng)計(jì)

（3）對(duì)停運(yùn)的變壓器安裝防盜裝置

c）安裝配電變壓器過負(fù)荷報(bào)警器

4 通過計(jì)算實(shí)例看經(jīng)濟(jì)效益

廊坊供電公司所管轄的金橋站內(nèi)有甲、乙兩臺(tái)S9－500/10 變壓器，平時(shí)甲變負(fù)載率均為35%、乙變負(fù)載率均為30%兩臺(tái)變壓器負(fù)載率合計(jì)為65%。正好符合采用“低壓做并聯(lián)”運(yùn)行，停運(yùn)“一臺(tái)變壓器”使另一臺(tái)“變壓器”處于最佳的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)的管理方式。那么我們就以金橋站為例，計(jì)算其變壓器負(fù)載率為65%時(shí)的實(shí)際損耗。以下數(shù)值以廠家提供的為依據(jù)：

空載損耗 nl=p0＋kq0=p0＋k(i0%Se/100)

=0.8＋(0.1×0.01×500/100)=0.805kW

負(fù)載損耗 ll=〔pf＋kqf〕β2=〔pf＋k(ud%Se/100)〕β2

= 〔4.3＋(0.1×0.045×500/100)〕×0.652=1.826kW

變壓器總損耗=空載損耗＋負(fù)載損耗=0.805kW＋1.826kW=2.631kW

式中p0——變壓器額定空載有功損耗，即鐵損kw；

q0——變壓器額定勵(lì)磁功率，kvar；

pf——變壓器額定負(fù)載有功損耗，即銅損kw；

β——變壓器的負(fù)載率，%；

qf——變壓器額定負(fù)載漏磁功率，kvar；

k——無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量，按變壓器在電網(wǎng)中的位置取值，一般可取k=0.1kw/kvar；

i0%——變壓器空載電流，%；

ud%——變壓器阻抗電壓，%；

Se——變壓器額定容量，kva。

通過計(jì)算看出了變壓器的實(shí)際損耗，我們按每臺(tái)變壓器去除“迎峰度夏”的4 個(gè)月，其年運(yùn)行小時(shí)數(shù)取5880h；那么每臺(tái)變壓器年損耗應(yīng)為：15470.28kW，按照現(xiàn)行居民電價(jià)每度0.5 元計(jì)算，就無形浪費(fèi)了7735.14 元。

5 效益分析

實(shí)例計(jì)算說明：由于配電變壓器存在損耗，而我們配電變壓器負(fù)載率（利用系數(shù)）也存在可利用的空間?，F(xiàn)廊坊市區(qū)內(nèi)一個(gè)配電間內(nèi)有“二臺(tái)變壓器” 含二臺(tái)以上在同一個(gè)配電間內(nèi)的共有：562 臺(tái)變壓器，在負(fù)載率較輕時(shí)采用停運(yùn)一臺(tái)變壓器“低壓做并聯(lián)”運(yùn)行，可節(jié)約281臺(tái)變壓器的電量損失； 全部都按S9－500/10 變壓器計(jì)算，合計(jì)節(jié)約電量：4，347，148 kW、節(jié)省電費(fèi)合計(jì)：2，173，574 元，降損、節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益顯著。

可見“低壓做并聯(lián)”運(yùn)行是減少資源的浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益最大化。

6 風(fēng)險(xiǎn)分析

“低壓做并聯(lián)”運(yùn)行，首先按時(shí)段做好變壓器負(fù)荷監(jiān)測(cè)工作，防止變壓器過負(fù)荷；考慮用戶設(shè)備是對(duì)稱負(fù)載還是不對(duì)稱負(fù)載，以免發(fā)生由于相序不同造成對(duì)稱負(fù)載用戶反轉(zhuǎn)；現(xiàn)場(chǎng)核對(duì)變壓器容量、低壓母聯(lián)開關(guān)載流量，是否滿足“低壓做并聯(lián)”運(yùn)行的條件；通過以上的研究分析，本項(xiàng)目是在原有配電網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上進(jìn)行，技術(shù)、安全上不成問題，經(jīng)濟(jì)效益可觀，改變變壓器運(yùn)行后實(shí)現(xiàn)了最佳的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)，滿足了配電網(wǎng)絡(luò)的安全運(yùn)行，保證供電的可靠性，提高供電的質(zhì)量，因此可以認(rèn)為調(diào)整變壓器運(yùn)行這一改造項(xiàng)目是可行的。

7 結(jié)束語(yǔ)

調(diào)整配電變壓器運(yùn)行方式目的不單純是消除浪費(fèi)，更是為了消除其線路損耗。只有不斷更新的途徑才能從根本上使設(shè)備損耗降低、效率提高，改善經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到節(jié)能減排的效果。

［1］天津電力公司.變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行[M].天津:天津科技技術(shù)出版社，2011：22－29.

［2］國(guó)家電網(wǎng)公司.電力工程變壓器檢修[M].北京：中國(guó)電力出版社，2012：112-143.