調整配電變壓器運行的可行性分析

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）

隨著電力企業的不斷發展，配電設備大量增加；建設節約型企業，旨在控制成本，減少資源的浪費，實現經濟效益的最大化是擺在現實的實際問題。經濟效益是企業生存和發展的基礎，精髓就是拒絕浪費，浪費消除了，利潤自然就提高了，這是非常淺顯的道理。而電力企業的一切經營性工作的最終目的就是降低線損。作為配電網絡，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載損耗，其中空載損耗是一定的，只要變壓器連接到電網中，無論帶不帶負荷都一樣，這個數字可以從變壓器銘牌上直接查到。再就是負載損耗，這是個隨時都可能變化的值，和負荷大小有直接的關系。當變壓器的銅損等于鐵損時，或者說固定損耗等于可變損耗時，變壓器的損耗最小，效率最高；這時的負載率為最佳負載率。例如，以S9型變壓器為例，當變壓器滿載銅損與鐵損之比約等于3 時，而負載率約等于60%其效率最高，因此負載率維持在60%左右之間運行最為理想。

2 當前的現狀和提高配電變壓器的節能效益

以唐山供電公司為例，和平、河西兩區現共有配電變壓器2688 臺(其中一個配電間內有“二臺變壓器”含二臺以上在同一個配電間內“包括土建站、箱式站、開閉站”的共：562 臺變壓器），當前的現狀是用電高峰基本多集中在“迎峰度夏”的6～10 月份，其他時間段負荷大多數都不大，基本上每臺變壓器負載率只能維持在30%左右運行，能源消耗相當嚴重。若從節能觀點上出發，應盡量使變壓器負載率在接近最佳負載率的情況下運行為好。采取合理的運行方式和不斷地調整用電負荷，應重點考慮“低壓做并聯”運行是減少資源的浪費，實現經濟效益最大化和最直接的問題。

3 停運一臺變壓器低壓做并聯的可行性研究

3.1 解決變壓器低負載率，提高供電質量的問題

配電變壓器是個電能消耗較大的用電設備，而對于配電網來說，配電“變壓器”在配電網隨處可見；如何使配電“變壓器”處于最佳的經濟運行狀態，這就有必要考慮“低壓做并聯”運行。到底停運一臺變壓器“低壓做并聯”運行能夠增加利潤、產生經濟效益嗎？

首先我們利用配電間內有“二臺或以上變壓器”的為條件，根據季節不斷變化，變壓器為最佳負載率時獨立運行，當變壓器負載率較低階段采用“低壓做并聯”運行，停運“一臺變壓器”使另一臺“變壓器”處于最佳的經濟運行狀態的管理方式。這樣做在某一時段提高了“變壓器”使用率，又減少了“變壓器”在配網中的損耗和節約了能源。

其次，減少高消耗設備在配電線路的運行，同時也能減少線損率、故障率，因此，有必要研究變壓器二次側“低壓做并聯”運行，以此提高電網中配變負載率（又稱利用系數）的節能效益。

3.2 安全生產方面

停運一臺變壓器“低壓做并聯”時，必須滿足兩臺變壓器為同一電源、低壓側為同一母線且相位正確，沒有低壓雙電源用戶的所有條件，然后操作上嚴格按照操作程序進行操作。

3.3 穩定的管理及措施

a）做好停運一臺變壓器的統一管理：

“低壓做并聯”后的運行方式由“生產調度班”實行統一管理，根據現場負荷不斷變化的狀況，由操作隊分別作出相應的變壓器“倒回”或“倒出”，并同時將所有的運行資料當天分別發送到有關部門（如急修班、用電負控班）。

b）做好停運一臺變壓器“恢復”和“防盜”的措施：

（1）恢復時嚴格按照規程規定試驗合格后恢復運行

（2）加強運行員的責任心，做好變壓器的負荷檢測及統計

（3）對停運的變壓器安裝防盜裝置

c）安裝配電變壓器過負荷報警器

4 通過計算實例看經濟效益

廊坊供電公司所管轄的金橋站內有甲、乙兩臺S9－500/10 變壓器，平時甲變負載率均為35%、乙變負載率均為30%兩臺變壓器負載率合計為65%。正好符合采用“低壓做并聯”運行，停運“一臺變壓器”使另一臺“變壓器”處于最佳的經濟運行狀態的管理方式。那么我們就以金橋站為例，計算其變壓器負載率為65%時的實際損耗。以下數值以廠家提供的為依據：

空載損耗 nl=p0＋kq0=p0＋k(i0%Se/100)

=0.8＋(0.1×0.01×500/100)=0.805kW

負載損耗 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——變壓器額定勵磁功率，kvar；

pf——變壓器額定負載有功損耗，即銅損kw；

β——變壓器的負載率，%；

qf——變壓器額定負載漏磁功率，kvar；

k——無功經濟當量，按變壓器在電網中的位置取值，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。

通過計算看出了變壓器的實際損耗，我們按每臺變壓器去除“迎峰度夏”的4 個月，其年運行小時數取5880h；那么每臺變壓器年損耗應為：15470.28kW，按照現行居民電價每度0.5 元計算，就無形浪費了7735.14 元。

5 效益分析

實例計算說明：由于配電變壓器存在損耗，而我們配電變壓器負載率（利用系數）也存在可利用的空間。現廊坊市區內一個配電間內有“二臺變壓器” 含二臺以上在同一個配電間內的共有：562 臺變壓器，在負載率較輕時采用停運一臺變壓器“低壓做并聯”運行，可節約281臺變壓器的電量損失； 全部都按S9－500/10 變壓器計算，合計節約電量：4，347，148 kW、節省電費合計：2，173，574 元，降損、節能經濟效益顯著。

可見“低壓做并聯”運行是減少資源的浪費，實現了經濟效益最大化。

6 風險分析

“低壓做并聯”運行，首先按時段做好變壓器負荷監測工作，防止變壓器過負荷；考慮用戶設備是對稱負載還是不對稱負載，以免發生由于相序不同造成對稱負載用戶反轉；現場核對變壓器容量、低壓母聯開關載流量，是否滿足“低壓做并聯”運行的條件；通過以上的研究分析，本項目是在原有配電網絡的基礎上進行，技術、安全上不成問題，經濟效益可觀，改變變壓器運行后實現了最佳的經濟運行狀態，滿足了配電網絡的安全運行，保證供電的可靠性，提高供電的質量，因此可以認為調整變壓器運行這一改造項目是可行的。

7 結束語

調整配電變壓器運行方式目的不單純是消除浪費，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備損耗降低、效率提高，改善經濟效益達到節能減排的效果。

［1］天津電力公司.變壓器經濟運行[M].天津:天津科技技術出版社，2011：22－29.

［2］國家電網公司.電力工程變壓器檢修[M].北京：中國電力出版社，2012：112-143.