談小型變電所增容對主變的選擇

   小型變電所增容主變壓器進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著改革開放的深入發(fā)展、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的騰飛和農(nóng)村電網(wǎng)改造工程帶來的優(yōu)勢，使農(nóng)村的用電負(fù)荷急劇增加，特別是鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的再度崛起，使一部分變電所的主變壓器在嚴(yán)重超負(fù)荷運(yùn)行，其現(xiàn)有容量已遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了這日益急聚增長的用電負(fù)荷需要，已經(jīng)到了必須增加變電所主變壓器容量的程度。像東港市農(nóng)電局北井子變電所就屬于這種情況，這個(gè)變電所原有兩臺4000KVA主變壓器并（解）列運(yùn)行，主要負(fù)荷是灘涂養(yǎng)殖和鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)與居民用電。由于去年新上了一個(gè)小型鈦合金精煉廠（變壓器總?cè)萘繛?450KVA），但這個(gè)鈦合金廠的用電負(fù)荷不是固定不變的，隨意性很大，變電所原有的兩臺4000KVA變壓器并列運(yùn)行時(shí)還可以滿足其用電需要。但，該廠今年又要新上3500KVA的變壓器負(fù)荷，需要再上增加一臺4000KVA的變壓器容量。而該變電所原有的主變?nèi)萘烤筒荒軡M足需要了，必須增加變電所主變壓器的容量。對于這樣的變電所增容改造，是再增加一臺4000KVA主變好，還是將其中的一臺4000KVA主變換成一臺6300KVA主變好，這是我們經(jīng)常遇到的問題，但，這個(gè)問題往往又不被注意。由于農(nóng)村電網(wǎng)用電負(fù)荷的不穩(wěn)定性很強(qiáng)，一般來說增加一臺4000KVA的變壓器無可非議，道理也很簡單：一是運(yùn)行方式較靈活；二是隨負(fù)荷變化而停運(yùn)一至二臺主變壓器以降低變損也較方便；三是事故范圍可以縮小，若一臺發(fā)生故障，其它兩臺可隨時(shí)投入運(yùn)行。但事情往往并非如此，我們只要通過簡單的計(jì)算就會發(fā)現(xiàn)，采要一臺6300KVA和一臺4000KVA兩臺主變(方案AⅠ)運(yùn)行，比用三臺4000KVA主變同時(shí)運(yùn)行(方案AⅡ)有很大的經(jīng)濟(jì)性，從電網(wǎng)的發(fā)展情況看也有很大的益處，可以不必再增加場地和附屬設(shè)備等。

    現(xiàn)以目前該變電所正在使用的SJL型主變壓器為例，可知其額定功率損耗為：

    SJL—4000/60P01=6.7KWPk1=30KW

    SJL—6300/60P02=9.8KWPk2=50KW

    這樣，我們就可以根據(jù)變壓器的損耗公式得出其年運(yùn)行耗電量為：

    A=（PO+β2PK)·T·（KWH）

    考慮到2月份的春節(jié)用電和其它月的灘涂養(yǎng)殖用電等因素，結(jié)合我們掌握的的2003年該廠隨意性用電負(fù)荷看，北井子變電所的2、5、6、10、12月用電較多，變電所為兩臺4000KVA變壓器并列運(yùn)行，既T1=3624小時(shí)，而其它7個(gè)月為單臺4000KVA變壓器運(yùn)行，既T2=5136小時(shí)。如果鈦合金廠全面生產(chǎn)而變電所兩臺主變壓器（4000KVA+6300KVA）并列運(yùn)行的話，并且假設(shè)運(yùn)行負(fù)載率為β=0.7，那么，相對應(yīng)的方案AⅠ為：6300KVA變壓器有3624小時(shí)為70%負(fù)荷，單臺運(yùn)行時(shí)有5136小時(shí)為80%（β′=0.8)負(fù)荷，而4000KVA的變壓器同樣有3624小時(shí)為70%的負(fù)荷（β〃）。這兩種方案的主變壓器年損耗電量分別為：

    AⅠ＝（P02+β2PK2）·T1+（P02+β2PK2）·T1+（P01+β2PK1）·T2

    ＝（9.8+0.62×50）×3624+（9.8+0.82×50）

    ×5134+（6.7+0.62×30）×3624

    ＝405193.4（KWH）

    AⅡ＝3（P01+β2PK1）·T2+2（P02+β2PK2）·T1

    ＝3（6.7+0.62×30）×3624+2（6.7+0.82×30）×5134

    ＝456201.2（KWH）

    AⅡ-AⅠ＝456201.2－405193.4＝51007.8（KWH）

    從兩種方案的變壓器年損耗電量比較看，相差51007.8KWH。由此看來，采用一臺6300KVA和一臺4000KVA變壓器按鈦合金廠的隨意性用電而并解列運(yùn)行，將比三臺4000KVA變壓器運(yùn)行年節(jié)電51007.8KWH。如果折合成電費(fèi)，按該變電所平均售電單價(jià)0.48元計(jì)算，每年可節(jié)約24483.75元。如果采用S7、S9或S11型節(jié)能變壓器，經(jīng)濟(jì)效果將更佳。

    再從投資上看，一臺6300KVA主變壓器大約需35萬元左右，比購一臺4000KVA主變壓器多花15萬元。但，反之，又節(jié)省了一臺4000KVA變壓器約20萬元，加之省去一次構(gòu)架、二次構(gòu)架、熔斷器、隔離開關(guān)、主二次開關(guān)等約20萬元，兩種方案的總投資相差35萬元。如果用這筆差價(jià)資金是完全可以解決6300KVA變壓器的主一次開關(guān)保護(hù)和二次保護(hù)及互感器、開關(guān)的更換問題。這樣，采用第一種方案不僅降低了主變壓器無故的電能損耗，也大大提高了變壓器的保護(hù)水平，而且還節(jié)省了大量的投資，可謂一舉多得。

    從安全運(yùn)行角度看，兩臺變壓器的運(yùn)行管理較三臺變壓器的運(yùn)行管理容易的多。由于設(shè)備減少了，那么發(fā)生事故的概率也相應(yīng)減少了許多。如果從系統(tǒng)發(fā)展和負(fù)荷增長的角度看，變電所變壓器的容量在逐年增大，特別是農(nóng)電系統(tǒng)的變電所，兩臺同容量變壓器在負(fù)荷變化時(shí)并、解列運(yùn)行的占80%以上，而且都有增容的趨勢。就目前已有的4000KVA以下容量的變壓器，因其容量過小，已無法再與其它容量的變壓器并列運(yùn)行，有的雖然可免強(qiáng)并列，但也極顯其容量的不足，將被逐步淘汰。因此，在新購置主變壓器時(shí)，建議容量不要小于5000KVA，以6300KVA以上為宜，當(dāng)然這也要考慮實(shí)際情況而定。這樣，對于以后新建和擴(kuò)建的小型變電所之小容量變壓器，就可從本系統(tǒng)內(nèi)來調(diào)劑解決，因?yàn)橘徱慌_6300KVA主變壓器可替換下來一臺4000KVA變壓器，如果購一臺8000KVA主變壓器也可以替換下兩臺4000KVA或兩臺3150KVA變壓器，這樣就可避免出現(xiàn)大量4000KVA及以下變壓器被淘汰的局面。

    此外，由于變壓器的事故率較低，而且檢修周期也長，加上農(nóng)村用電負(fù)荷絕大多數(shù)為三類負(fù)荷。那么，對于一個(gè)變電所乃至于一個(gè)農(nóng)電局無備用變壓器或備用容量不足的問題，可用替換下來的變壓器集中備用來解決。這樣，即可以減少設(shè)備的占用量，又具備了備用條件，這對提高電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益也是十分有力的，我們何樂而不為呢。