供電中主變最佳運行方式的選擇

摘要:從經濟效益和安全方面定性地分析主變壓器最佳運行方式。

關鍵詞:變壓器 運行方式 優化

1 經濟供電主變運行方式分析

變壓器的經濟運行，在很多書刊中都有過論述，但在生產實踐中，能夠正確運用的并不多見，特別是存在兩臺變壓器時，不少人認為一臺變壓器運行，一臺停用，可以減少一臺變壓器的損耗，應該是最經濟的運行方式。但事實并不完全如此，要獲得最佳經濟效益，必須根據變壓器的不同容量;不同型號以及不同運行方式，經過實際計算和比較后，才能做出正確的選擇。

1.1 對于相同參數的兩臺變壓器

以我礦兩臺SLF8000/35的主變壓器為例，其參數如下表:

我礦實際平均負荷電流IN=560A，平均功率因數cosφ=0.97。 由于功率因數比較高，忽略主變的無功損耗。

1.1.1 一臺變壓器運行時，其負荷率為β=560/733=76.4%，變壓器的有功損耗為:ΔP1=ΔP0+β2ΔP1=39.91kw。

1.1.2 兩臺變壓器并列運行時，其負荷率為β'=β=38.2%，變壓器有功損耗為:ΔP2=2[ΔP0+(β')2ΔP1]=33.08kw。

1.1.3 兩臺變壓器分列運行時，總損耗ΔP3隨著兩臺變壓器負荷率的變化而不同。經過計算，當β1β2>ΔP0/2ΔP1時ΔP3<ΔP1;當β1-β2時，分別運行的損耗最低，且ΔP3-ΔP2。

1.1.4 不同運行方式損耗比較:合理調整兩臺變壓器負荷率，使β1β2>ΔP0/2ΔP1;則ΔP1>ΔP3>ΔP2;當β1=β2時，則ΔP3=ΔP2。在我礦現有負荷情況下:ΔP=ΔP1-ΔP2=6.83kw。由此可見，在現有負荷下，兩臺主變并列運行比一臺變壓器單獨運行，要節約電耗6.83kw。

1.1.5 分析ΔP1、ΔP2與β之間的關系:假定要求ΔP1<ΔP2則ΔP0+βΔP1<2(ΔP0+β'2ΔP1)推導出β< 也就是說，對于參數相同的

主變壓器，若折算到單臺時負荷率β< ，則運行一臺變壓器損耗

較小;若折算到單臺時負荷率β> ，則兩臺主變并列運行時損耗最小。

1.2 對于不同參數的兩臺變壓器 理論上，當變壓器負荷率在40%～60%時損耗較低，但當存在多臺不同容量的變壓器時，就不能教條地生搬硬套，而必須進行具體計算。

某礦主變壓器部分技術參數如下:

由于該礦產量萎縮，實際平均負荷電流只有320A，正好在SL1-6300/35變壓器經濟運行區，因此一直是SL1-6300/35變壓器作為主用，而SFL-1000/35變壓器作為備用。

1.2.1 若SL1-6300/35變壓器單獨運行時，其負荷率為β1=340/577.4=58.9%，則其有功損耗為:ΔP1=ΔP01+β12ΔP11=31.23kw

1.2.2 若SFL1-1000/35變壓器單獨運行時，其負荷率為 β2=340/916.4=37.1%，則其有功損耗為:ΔP2=ΔP02+β22ΔP12=24.04kw

1.2.3 兩臺變壓器分列運行時，ΔP01+ΔP02>ΔP1，很明顯，損耗高，且運行方式比較復雜，不作深入討論。

1.2.4 兩臺不同參數變壓器損耗比較:ΔP=ΔP1-ΔP2=7.19kw

由此可見，當有多臺變壓器時，即使負荷率在某一臺變壓器的經濟運行區，不經過實際計算，也不能確定其最佳選擇方案。該礦若運行SFL1-1000/35主變壓器，則比運行SL1-6300/35主變壓器要減少損耗7.19kw。

2 安全供電主變運行方式分析

在煤礦，如果發生供電中斷事故，不僅會運行影響煤炭產量，還會導致設備損壞，甚至有可能發生人身傷害事故，因此對煤礦供電，首先保證供電可靠。如何保護供電的可靠性，一是要盡可能減少停電次數，縮短停電時間;二是要可能縮小停電范圍。

2.1 不同運行方式下的短路參數

以我礦供電系統為例，見下圖:

不同運行方式短路參數如下表:

2.2 運行方式比較

2.2.1 一臺運行，一臺備用 系統阻抗最大，短路電流小，短路量小，沖擊電流小，對供電系統危害小，破壞性小。因短路容量小，出現越級跳閘的可能性也較小。但當母線短路或6kv側出線保護失靈，出現越級跳閘時，會引起全礦停電，影響范圍大。

2.2.2 兩臺主變并列運行 系統阻抗最小，短路電流大，短路容量也大，沖擊電流大，對系統危害大，破壞力強。因短路容量大，出現越級跳閘的可能性較大。當6kv側出線保護失靈而出現越級跳閘或母線短路，會引起全礦停電，對煤礦安全生產危害大。

2.2.3 兩臺主變分列運行 短路參數及危害與單獨一臺使用時相同，但當出現6kv側出線保護失靈而出現越級跳閘或母線短路時，全礦只有部分停電，同時因短路容量小，出現越級跳閘的可能性也越小，對煤礦安全生產危害小。

3 安全經濟效益

我礦兩臺主變分列運行后，每年節電約7*104kw.h，且由于采區供電保護失靈而引起全礦停電事故也基本杜絕，達到最佳運行狀態。

4 結論

為保證煤礦供電的最佳運行，應從安全供電和經濟效益等綜合考慮。

4.1 對于容量相同、型號一致的主變壓器，當單臺負荷率小于

時，宜選擇單臺主變壓器運行;當單臺負荷率大于 ，

宜選擇兩臺主變壓器分列運行;并適當調整負荷，使兩臺主變壓器負荷率盡量一致。

4.2 對于兩臺不同容量的變壓器，宜按照最經濟的原則合理選擇一臺變壓器運行。

參考文獻:

[1]崔景岳，劉思沛，聶文龍編著《煤礦供電》.