66kV變電站31500kVA主變壓器節(jié)能降耗改造

李紅軍

(東北輕合金有限責(zé)任公司， 哈爾濱 150060)

變電所的供電變壓器能耗的高低直接影響生產(chǎn)成本，供電電壓穩(wěn)定性又影響著工藝設(shè)備的控制精度，決定著產(chǎn)品質(zhì)量。一般工業(yè)企業(yè)的供電損耗主要由變壓器損耗(約占總損耗的70%)、各級輸電導(dǎo)線上的損耗(約占總損耗的25%)和其余損耗(約占總損耗的5%)組成。因此,降低供電損耗，通常主要從減少變壓器損耗和各級輸電導(dǎo)線的損耗以及合理提高運(yùn)行電壓入手。

早在上個世紀(jì)80年代中期，國家就強(qiáng)制性地采用S系列低損耗配電變壓器替代了高耗能變壓器。從1998年開始，又用S9系列配電變壓器取代了S7系列變壓器。但從長遠(yuǎn)來看，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變壓器在節(jié)能上已難有大的突破。近日通過中國電能成套設(shè)備公司(原國家電力設(shè)備部)在京召開的變壓器高效節(jié)能新產(chǎn)品應(yīng)用研討會上了解到，新型S11及以上系列低能耗變壓器在節(jié)能降耗方面取得了突破性進(jìn)展，S10、S11系列將是高能耗變壓器最好的替代產(chǎn)品。

我公司改造前供電變壓器為兩臺前蘇聯(lián)50年代老型號TДГ66kV、31500kVA變壓器，其能耗高、負(fù)載率低(最高僅為54%),嚴(yán)重制約著供電變壓器的節(jié)能及設(shè)備的增容更新。此次進(jìn)行改造，選用了SZF10有載調(diào)壓變壓器替代老型號變壓器，保證了供電電壓在基準(zhǔn)電壓以上5%～10%合理點(diǎn)運(yùn)行，同時大大降低了變壓器的能耗。

1 SZF10有載調(diào)壓變壓器的特點(diǎn)及精度控制

1.1 SZF10有載調(diào)壓變壓器的特點(diǎn)

線圈采用優(yōu)質(zhì)無氧銅材料、具有非常好的導(dǎo)電效果；鐵芯采用優(yōu)質(zhì)冷軋晶粒取向高導(dǎo)磁硅鋼片，45℃斜接縫壓接，接縫及毛刺小于0.02mm；油箱采用磁屏蔽箱式油箱，片式散熱器，底吹式風(fēng)扇；150μm環(huán)氧樹脂丙烯樹脂涂料漆膜具有高附著、高腐蝕力；各種絕緣采用倒角無毛刺處理，能很好降低局放。由于采用以上先進(jìn)優(yōu)質(zhì)工藝，SZF10有載調(diào)壓變壓器具有功率因數(shù)高、能耗低、過負(fù)載能力強(qiáng)、噪音低、熱穩(wěn)定性高等顯著特點(diǎn)。

1.2 SZF10有載調(diào)壓變壓器電壓調(diào)節(jié)精度控制分析

改造后1#SZF10、2#SZF10有載調(diào)壓技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 SZF10、31500kVA有載調(diào)壓變壓器調(diào)壓技術(shù)參數(shù)

由表1參數(shù)指標(biāo)可知1#、2#SZF10主變有載調(diào)壓共分成16個有載調(diào)壓擋位，采用國內(nèi)先進(jìn)有載調(diào)壓器及并聯(lián)控制器，分單臺手動調(diào)節(jié)及自動聯(lián)調(diào)兩種調(diào)節(jié)方式。手動調(diào)節(jié)通過有載調(diào)壓器實(shí)現(xiàn)，其中1～9(9a)擋為升壓有載調(diào)、總升壓調(diào)壓范圍為66 000～72 600V， 9a、9b、9c三擋為66 000V標(biāo)準(zhǔn)電壓升壓降壓平滑過度區(qū)(66 000V標(biāo)準(zhǔn)工作擋位為9c)，9(9c)-17擋為降壓8擋有載調(diào)壓，總降壓調(diào)壓范66 000～59 400V，每擋有載調(diào)壓精度可達(dá)1.25%，執(zhí)行調(diào)整時間1s，有載調(diào)壓精度可達(dá)1.25%；自動聯(lián)調(diào)采用并聯(lián)控制器自動控制兩臺有載調(diào)壓器，使兩臺變壓器實(shí)現(xiàn)同步、同幅值 調(diào)節(jié)，且控制器的響應(yīng)精度達(dá)到20ms，且具有全數(shù)字顯示及遠(yuǎn)方控制功能；現(xiàn)改造后設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，電壓調(diào)節(jié)精確穩(wěn)定，控制電壓穩(wěn)定，確保在基準(zhǔn)電壓66 000V以上5%～10%最佳點(diǎn)，運(yùn)行穩(wěn)定節(jié)能降耗效果顯著。

2 應(yīng)用實(shí)踐

兩臺變壓器于2007年9月29日進(jìn)行再線改造，于11月3日改造完畢，改造后1SZF10、2SZF10有載調(diào)壓變壓器運(yùn)行至今，有載調(diào)壓精度可達(dá)1.25%，變壓器平均溫升為20℃，比改造前降低15℃，變壓器噪音低，平均負(fù)載率為75%比改造前提高25%，相當(dāng)于增加了16 000kVA供電容量，變壓器損耗大大降低，每月節(jié)省電費(fèi)4～5萬元。

3 節(jié)能降耗改造效果

3.1 改造前變壓器損耗

改造前原TДГ66kV、31500kVA變壓器技術(shù)參數(shù)見表2。

表2 改造前變壓器技術(shù)參數(shù)

根據(jù)表2及變壓器損耗公式可以計算改造前變壓器功損耗：

2006年公司全年消耗總有功電量21 227萬kW·h(兩臺變壓器)、總額定容量63 000kV·A

平均負(fù)載率：β=全年總有功電量/變壓器總額定容量×30(天)×24(小時)×12(月)=21 227×104/2×31500×30×24×12=39%(數(shù)據(jù)含義)

(1) 1TДГ有功損耗:

△Pb1=Po+Tβ2×Pd=67.96+1.2×0.392×192.5=103.0951kW

式中：T-負(fù)載波動系數(shù)(三班運(yùn)轉(zhuǎn)工礦企業(yè)T=1.2)。

一年綜合有功損耗:

Pb1=△Pb×24×30×12=137.0591×24×30×12=890 741.664kW

(2) 2TДГ有功損耗 ：

△Pb2=Po+Tβ2×Pd=69.1+1.2×0.392×196.4=104.880 1kW

一年綜合有功損耗:

Pb2=△Pb×24×30×12=104.880 1×24×30×12=906 163.693 1kW

1 TДГ和2TДГ一年綜合損耗:

Pb=Pb1+Pb2=1 796 905.357kW

按平均電費(fèi)0.56元/kW計算改造前年損耗電費(fèi)為：

1 796 905.357×0.56=1 006 267.348元=100.626 7萬元。

3.2 改造后有載調(diào)壓變壓器損耗

改造后SZF10、66kV、3150kVA有載調(diào)壓變壓器技術(shù)參數(shù)見表3。

表3 有載調(diào)壓變壓器技術(shù)參數(shù)

根據(jù)表3及變壓器損耗公式可以計算改造后變壓器有功損耗：

T-負(fù)載波動系數(shù)(三班運(yùn)轉(zhuǎn)工礦企業(yè)T=1.2)

(1) 1SZF10有功損耗 ：

△Pb1=Po+Tβ2×Pd=24.336+1.2×0.392×137.258=49.3883kW

一年綜合有功損耗：

Pb1=△Pb×24×30×12=49.3883×24×30×12=426715.1726kW

(2) 2SZF10有功損耗 ：

△Pb2=Po+Tβ2×Pd=25.24+1.2×0.392×138.778=50.5698kW

一年綜合有功損耗：

Pb2=△Pb×24×30×12=50.5698 ×24×30×12=436922.7312kW

1 SZF10和2 SZF10一年綜合損耗：

Pb=Pb1+Pb2=426 715.172 6+436 922.731 2=863 637.903 8kW

按平均電費(fèi)0.56元/kW計算改造后年損耗電費(fèi)為：

863 637.903 8×0.56=48.364萬元

改造后年節(jié)約能耗電費(fèi)為：100.626 7-48.364=52.262 7萬元

此次改造共計投資486.382 7萬元，兩臺舊變壓器回收折算費(fèi)用為92萬元，投資回收期T=(486.382 7-92)/52.262 7=7.5年(改造后新型SZF10有載調(diào)壓變壓器，負(fù)載率可以提高到75%～80%)

4 推廣前景

如將全公司99臺高能耗二級變電站變壓器全部更換成S10、S11系列節(jié)能型變壓器，每月將給公司節(jié)省電能耗30萬kW·h，節(jié)約費(fèi)用15萬元，每年節(jié)省180萬元，六年可收回全部投資成本。如采用以節(jié)能款支付設(shè)備改造投資，將會給公司帶來更顯著的經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)有關(guān)專家推算，目前我國變壓器的市場需求量為9 800萬kW·A，如果全部由S10、S11系列型變壓器替代傳統(tǒng)變壓器，每年可減少有功電量16.9億kW·h，折合人民幣8.6億元。

[1]王士政.主編.工礦企業(yè)電氣工程師手冊[M].北京：中國水利水電出版社，2002.

[2]王寧會.電氣工程師(供配電)實(shí)用手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

[3]金代中.主編.電工速查速算手冊[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.