電力論文：對(duì)配電變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行探討

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　　對(duì)配電變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行探討
　　周仕均（貴州省黔東南州水利電力勘察設(shè)計(jì)院貴州黔東南州556000）
　　摘要：隨著城市電網(wǎng)的不斷發(fā)展，配電變壓器的使用量不斷增加，本文對(duì)配電變壓器的運(yùn)行數(shù)據(jù)，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析，通過定量計(jì)算使配電變壓器運(yùn)行在最佳經(jīng)濟(jì)區(qū)。
　　關(guān)鍵詞：配電變壓器；分析；定量計(jì)算；經(jīng)濟(jì)運(yùn)行
　　1引言
　　配電變壓器是電力系統(tǒng)最后一級(jí)的變壓器，一般都是由10kV變?yōu)?.4kV，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中及整個(gè)國計(jì)民生中是一種應(yīng)用極為廣泛的電氣設(shè)備。其特點(diǎn)是，數(shù)量多、容量小、日負(fù)荷和季節(jié)性負(fù)荷曲線波動(dòng)大，損失率也很大。開展配電變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，充分利用現(xiàn)有設(shè)備條件，不花錢投資，也不增加操作量，只按負(fù)荷變化曲線，合理地分配負(fù)荷選擇最佳運(yùn)行方式，降低變壓器損耗，節(jié)約大量有功電量和無功電量，提高功率因數(shù)。是實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)降損節(jié)能，減少大氣污染，綠色供電，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑，下面對(duì)配電變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行進(jìn)行分析和計(jì)算。
　　2新住宅小區(qū)配電變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行
　　隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，近年來房地產(chǎn)的迅速發(fā)展，新建了許多高層住宅小區(qū)，為了滿足小區(qū)用電的需求，而且每戶按4—6kW的用電容量報(bào)裝，進(jìn)行裝配電氣設(shè)備。由于新建的小區(qū)入住率低，從配網(wǎng)監(jiān)測終端采集的用電負(fù)荷得知，最高負(fù)荷率普遍在10～15%以下，隨著小區(qū)的入住率不斷增加，但八、九月份最高負(fù)荷率為35%左右。配網(wǎng)監(jiān)測終端KAS2120型，在線監(jiān)測配電變壓器的運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過GPRS公用無線通信網(wǎng)絡(luò)通道，進(jìn)行遠(yuǎn)距離監(jiān)測，可及時(shí)、準(zhǔn)確、有效地，將采集到運(yùn)行數(shù)據(jù)反饋到后臺(tái)，提供了科學(xué)依據(jù)。免去了運(yùn)行人員靠人工抄錄的數(shù)據(jù)，而人工抄錄的數(shù)據(jù)，只能反映當(dāng)時(shí)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，而不是配電變壓器運(yùn)行的真實(shí)數(shù)據(jù)。小區(qū)的供電方式采用單、雙公變房，普遍安裝配電變壓器SC系列800kVA、1000kVA，目前，住宅小區(qū)共投運(yùn)800kVA398臺(tái)，容量318400kVA、1000kVA351臺(tái)，容量351000kVA，隨著新建住宅的建成配電變壓器投運(yùn)相繼增加。為了減少“大馬拉小車”現(xiàn)狀，采用配電變壓器“2-1”或“3-1”的供電方式，下面進(jìn)行分析計(jì)算。
　　例：SCB9-1000kVA配電變壓器參數(shù)：
　　P0=1.98kW；Pk=8.6kW；I0%=0.8%；Uk%=6%，經(jīng)常負(fù)荷ß=9.5%，若停運(yùn)一臺(tái)配電變壓器的節(jié)電效果。
　　解：ΔP=P0+ß2Pk（1—7）
　　=1.98+0.0952х8.6
　　=2.06（kW）
　　ΔP%=(ΔP/P+ΔP)х100%（1—8）
　　=(2.06/54+2.06)х100%
　　=3.67%
　　Q0=I0%Seх10-2（1—5）
　　=0.8х1000х10-2
　　=8(kavr)
　　Qk=Uk%Seх10-2（1—6）
　　=6х1000х10-2
　　=60(kavr)
　　ΔQ=Q0+ß2Qk（1—12）
　　=8+0.0952х60
　　=8.54(kavr)
　　ΔQ%=(ΔQ/P+ΔP)х100%（1—13）
　　=(8.54/54+2.06)х100%
　　=15.23%
　　如全年經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式按360天計(jì)算，則可得出全年有功電量節(jié)約ΔWP=360х24х2.06=1.78萬kWh，全年無功電量節(jié)約ΔWQ=360х24х8.54=7.38萬kavr，如經(jīng)濟(jì)當(dāng)量KQ=0.15，則全年總節(jié)電ΔWZ=ΔWP+KQΔWQ=1.78+0.15х7.38=2.89萬kWh，全年節(jié)約電費(fèi)Gd=2.89х0.61=1.76萬元。
　　綜合上述的討論和計(jì)算說明，如能對(duì)小區(qū)的配電變壓器合理使用，節(jié)電的潛力是很大的。
　　3同等容量配電變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行
　　由于市民的用電性質(zhì)比較特殊，季節(jié)性強(qiáng)，日負(fù)荷和年負(fù)荷曲線波動(dòng)大，因此配電變壓器的負(fù)荷率，每年夏季7—9月的時(shí)間處于重載或滿載的運(yùn)行狀態(tài)，而大部分的時(shí)間處于半載或輕載的運(yùn)行狀態(tài)。所以配電變壓器的損失率都是很大的，由于配電變壓器分布面廣，使用數(shù)量較多，合理地開展配電變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是很有必要。現(xiàn)將中海名都#1、#2公變房，進(jìn)行分析計(jì)算，從配網(wǎng)監(jiān)測終端采集的數(shù)據(jù)了解到負(fù)荷率，夏季最高負(fù)荷率分別為78.39%和69.85%，冬季最高負(fù)荷率分別為24.5%和21.9%。當(dāng)夏季7—9月負(fù)荷率為65%及以上時(shí)，采用分列運(yùn)行，其余時(shí)間采用單臺(tái)配電變壓器供電的運(yùn)行方式。
　　例：兩臺(tái)SCB9-1000kVA配電變壓器參數(shù)相同，P0=1.98kW；Pk=8.6kW；I0%=0.8%；Uk%=6%。#1公變房配電變壓器負(fù)荷率ßA=24.5%；#2公變房配電變壓器負(fù)荷率ßB=21.9%；COSΦ=0.9，求共用配電變壓器的節(jié)電效果。
　　解：由于電房與電房之間距離近，聯(lián)絡(luò)線的損耗忽略不計(jì)。
　　ΔP=PA0-2ßAßBPk（3—26）
　　=1.98-2х0.245х0.219х8.6
　　=1.06（kW）
　　QA0=QB0=I0%Seх10-2（1—5）
　　=0.8х1000х10-2
　　=8(kavr)
　　QAk=QBK=Uk%Seх10-2（1—6）
　　=6х1000х10-2
　　=60(kavr)
　　ΔQ=QA0-2ßAßBQAk（3—26）
　　=8-2х0.245х0.219х60
　　=1.56(kavr)
　　無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量KQ=0.15，則總的功率節(jié)約為：
　　ΔP=ΔP+KQΔQ
　　=1.06+0.15х1.56=1.29（kW）
　　由此可見，不花錢投資也不增加操作量，僅改變配電變壓器運(yùn)行方式，每小時(shí)可節(jié)約有功功率1.06kW，相當(dāng)降低配電變壓器有功用電單耗35.98%，節(jié)約無功功率1.56kavr，相當(dāng)降低配電變壓器無功用電單耗67.18%，九個(gè)月節(jié)約電量為0.84萬kWh，。通過上述分析計(jì)算，隨著住宅小區(qū)的入住率提高和現(xiàn)有條件的公變房采用“2-1”的運(yùn)行方式，節(jié)電的潛力是可以挖潛。
　　4調(diào)整負(fù)荷實(shí)現(xiàn)配電變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行
　　按配電變壓器技術(shù)特性合理地經(jīng)濟(jì)分配負(fù)荷，使負(fù)荷曲線趨于平穩(wěn)，配電變壓器運(yùn)行在最佳經(jīng)濟(jì)區(qū)，減少配電變壓器的有功功率損失和無功功率消耗，提高功率因數(shù)和電能質(zhì)量。
　　5加強(qiáng)科學(xué)管理配電變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行
　　調(diào)整技術(shù)特性差異大的配電變壓器，使技術(shù)特性好的配電變壓器正常運(yùn)行，讓技術(shù)特性差的配電變壓器做后備或退出運(yùn)行，配電變壓器運(yùn)行年久，缺陷較多，應(yīng)考慮更換新的S11、S13、S15、SCB10、SG11、非晶等低損耗特性好的配電變壓器。選擇配電變壓器容量時(shí)，應(yīng)充分考慮配電變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，采用無功補(bǔ)償，提高功率因數(shù)，采取措施改善設(shè)備的通風(fēng)散熱環(huán)境，降低配電變壓器的溫升，增加配電變壓器出力。
　　6配電變壓器“大馬拉小車”的技術(shù)分析
　　“大馬拉小車”就是說配電變壓器輕負(fù)荷運(yùn)行，配電變壓器容量沒有得到充分利用，運(yùn)行效率低，增大了損失率一浪費(fèi)了電量。配電變壓器負(fù)荷小到什么程度，才算是“大馬拉小車”呢？也就是說劃分配電變壓器“大馬拉小車”的技術(shù)經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)，必須通過定量計(jì)算，下面舉例分析計(jì)算：
　　例：一臺(tái)10/0.4kV，SCB9-1000kVA的配電變壓器，經(jīng)常負(fù)荷為265kW，COSΦ=0.9，其容量利用率為29.44%，小于30%的界限，應(yīng)為“大馬拉小車”，若更換一臺(tái)10/0.4kV，SCB9-315kVA的配電變壓器，利用率可達(dá)到93%，兩臺(tái)配電變壓器的參數(shù)分別為：PDO=1.98kW，PXO=0.99kW，PDK=8.6kW，PXK=3.67kW，若更換SCB9-315kVA的配電變壓器節(jié)電效果。
　　解：（1）根據(jù)習(xí)慣計(jì)算：
　　ΔΔP=PDO-PXO=1.98-0.99=0.99（kW）
　　（2）按嚴(yán)密計(jì)算：
　　ΔΔP=PDO-PXO+ß2D【PDK-(SDN/SXN)2PXK】
　　=1.98-0.99+0.29442【8.6-（1000/315）2х3.67】
　　=0.99-2.46=-1.47（kW）
　　根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，如果配電變壓器全年運(yùn)行時(shí)間取360日，按習(xí)慣計(jì)算方法更換SCB9-315kVA的配電變壓器，全年節(jié)約電量0.86萬kWh；但按嚴(yán)密計(jì)算的結(jié)果，更換SCB9-315kVA的配電變壓器，不僅不節(jié)電，反而全年多浪費(fèi)電力1.28萬kWh，這就是說把浪費(fèi)電力當(dāng)節(jié)電計(jì)算之例，這是為什么呢？主要是習(xí)慣的計(jì)算方法忽略了負(fù)載損失之故。當(dāng)1000kVA的配電變壓器帶265kW時(shí)，其負(fù)載損失卻小于315kVA的配電變壓器帶相同負(fù)載損失為2.46kW，此值遠(yuǎn)大于兩臺(tái)配電變壓器空載損失之差0.99kW。
　　習(xí)慣性錯(cuò)誤的計(jì)算方法，不僅對(duì)確定配電變壓器“大馬拉小車”節(jié)電效果上出現(xiàn)錯(cuò)誤，同時(shí)也引起配電變壓器運(yùn)行方式上錯(cuò)誤，習(xí)慣性地認(rèn)為：小容量配電變壓器能承擔(dān)的負(fù)荷，就不用兩臺(tái)配電變壓器運(yùn)行；誤認(rèn)為這樣做就能節(jié)電，實(shí)際上這樣做，在某些情況下是存在著把浪費(fèi)電力當(dāng)作節(jié)電效果。
　　通過上述分析，從節(jié)電角度來說，在某些情況下配電變壓器“大馬拉小車”不僅不如“中馬拉小車”，反而不如“大馬拉小車”，如何判定“大馬拉小車”，必須通過具體分析定量計(jì)算才能確定，不能想當(dāng)然。
　　7結(jié)束語
　　1）新小區(qū)入住率低，負(fù)荷率普遍在10～15%，確實(shí)存在不少配電變壓器“大馬拉小車”現(xiàn)象，根據(jù)負(fù)荷采用共用配電變壓器的運(yùn)行方式。
　　2）市民的用電性質(zhì)比較特殊，季節(jié)性強(qiáng)，針對(duì)這一特點(diǎn)，采用配電變壓器“2-1”的運(yùn)行方式。
　　3）對(duì)于一臺(tái)配電變壓器，不應(yīng)將負(fù)荷率作為衡量“大馬拉小車”的依據(jù)，必須通過定量分析計(jì)算。同樣的負(fù)荷，容量大的配電變壓器產(chǎn)生的損耗，在一定條件下會(huì)小于容量小的配電變壓器產(chǎn)生的損耗。