如何提高輸電變壓器利用率

孫琪

摘 要：在分析輸電變壓器利用率相關指標的基礎上，提出提高輸電變壓器利用率的方法，包括提高負載率、提高負荷率、提高壽命率等方面。

關鍵詞：變壓器；利用率；負載率

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.05.131

0 引言

在資源節約型社會建設背景下，輸電與配電的經濟性越來越受到業界的重視，輸電變壓器在工作中利用率依然有待提升，對此分析其利用率相關指標，并提出提升利用率的方法是十分必要的。

1 輸電變壓器利用率相關指標

有關輸電變壓器的利用率，不僅考慮其輸配電能的成本高低，也要考慮其自身的利用效率，輸電變壓器的利用率相關指標包括負載率、負荷率和設備壽命率三個方面。

（1）負載率。負載率是最大負荷時刻的負荷與配變容量的比值，該指標能夠反映各種工作模式中能夠對負荷滿足的程度，同時也能夠體現變壓器等設備的安全性。在實踐中，負載率越高，說明變壓器的有效利用率越高。事實上，復雜率的高低由兩個方面所決定，分別是安全準則和發展裕度，二者之間具有獨立性。在安全準則下，線路的聯絡對象越多，其負載能力就越強。

（2）負荷率。是在一定的時間范圍中平均負荷和最大負荷之間的比值。該指標一定程度上能夠反映規定時間內負荷變動情況，同時也體現了電氣設備的利用程度。負荷率的值越高，則輸配電設備的利用率也越高。

（3）壽命率。設備的實際使用壽命與標準使用壽命的比值。設備的標準使用壽命，在其設計生產后就被設置好，并在設備使用說明書中體現，但實際運行中會受到使用環境、負載與負荷情況的影響，因此會有所差異。如果壽命率在1以上，則間接地提升了設備利用率，降低了輸電成本。

2 提高輸電變壓器利用率的方法

2.1 提升負荷率

具體措施包括兩個方面：

（1）降低峰谷差。工業和居民用電量在一天中有峰谷現象，其中居民用電一般晚間18-21時是高峰期，而凌晨則是用電低谷期，工業用電則白天是高峰期，晚上為低谷期。降低兩者之間的用電量差距，能夠使得負荷更加穩定，進一步提升負荷率和變壓器的利用率。在具體實踐中，無論是對工業用電還是居民用電，都應該采用分時電價的機制，對高峰期的用電量調高電價，相反對低谷期的用電調低電價。利用市場價格的調節作用來達到削峰填谷的目的。事實上，這種措施不僅能夠提升各類設備包括變壓器的利用率，同時也有利于輸配電的安全穩定。現階段我國依然有不少地區因為技術等原因沒有采用分時計價，這需要地方供電公司盡快完善。

（2）對負荷類型合理搭配。在電網的終端，不同用電設備的用電時間、用電方式各有不同，對此將不同用電時間段的設備進行搭配，同樣可以具有彌補峰谷差的效果。負荷類型搭配成果如果是一天中負荷沒有波動，則可以使得供電效率達到最優，但這種模式是很難達成的。實踐中，我們可以通過工業園中多種類型用電企業分布的方式盡量使得其用電總量波動減小。另外，在居民用電中，隨著智能家電的興起，也應該促使智能家電廠商實現分時分量用電功能，比如能夠在白天多用電，晚間少用電，并保障設備功能。

2.2 提升負載率

主要通過優化接線模式和配置無功補償設備兩個方面來達到提升負載率的效果。

（1）優化接線模式。以公用網絡為例，目前其主要的接線模式包括單環網型、兩供一備、雙環網型、多分段N聯絡、三供一備、輻射型、非典型，不同的模式帶來的供電利用率是不同的，可靠性也有差異。其中兩供一備模式理論上可使得線路利用率最大為2/3，三供一備模式理論上可使得線路利用率最大為3/4，同時都擁有較高的供電可靠性；單輻射模式則理論上能夠使得線路利用率最大為1，但其可靠性較低；雙環網和多分段N網絡模式其理論最大線路利用率只有1/2，但供電可靠性較高；同樣“2-1”和“3-1”接線模式均具有較高的供電可靠性，其理論最大利用率分別是1/2和2/3。除了單輻射模式外，其他模式均符合N-1準則。對此為提升負載率，有必要根據供電可靠性的實際需求，選擇線路利用率更高的模式。

（2）配置無功補償設備。在功率三角形中，假定用戶的有功功率是不變的，如果功率因數變小，則就需要更多的無功功率。在實際操作中，我們會以有功功率來衡量其工作效率，通常用電設備都無法達到額定功率，對此業界通常會通過其他方式來增加設備容量，由此將會減弱設備利用率，也會使得線路損耗加大。由此可見，為了提升設備的利用率，需要減小設備容量，對其進行無功補償。

在實際操作中，最好的方法是就地補償，這樣能夠減少無功傳輸，加大損耗。當然，所有的補償都采用就地的方式是很難實現的，也具有一定的危險性和成本壓力。因此需要將分級補償、集中裝設、分散裝設三種方式充分結合，以避免補償過度。

2.3 提高壽命率

為提高變壓器的使用壽命，需要對其運行狀態進行實時監測，同時也要加強退役管理。

（1）加強運行狀態的監測。通過會采用一定的量值對其狀態優劣進行衡量，比如1代表最優，0代表最差。在實時監測中，如果發現該值的波動較大，或者低于一個設定的值，就應該判定為異常，并進行替換或維修。

（2）在實際運行中，變壓器會受到惡劣天氣、溫差變化等環境因素的影響，可以對其周邊環境進行均衡考慮，以得到正確判斷。同時為提升變壓器的壽命率，需要對變壓器的工作環境進行保護，防止溫濕度、光照等造成其過度老化和損耗。在實踐中，需要工作人員的定期排查，在一些極端天氣后立即排查，以加強環境管理。

（3）加強變壓器退役管理。按照變壓器的實際性能參數和說明書，制定以月度為周期的退役計劃，并基于對其狀態測定的值，嚴格進行退役管理。在確定對某個變壓器執行退役時，要按照其實際情況，撰寫退役意見書，并在企業內部做好相關手續，包括鑒定、審核等。對于閑置但依然有再利用價值的變壓器，則需要保障倉庫的合適環境，以使得設備能夠保持良好的狀態。在設備需要再次使用時，要對其進行全方位的檢查并進行試用，以免出現問題。

在設備確定以退役報廢并走完相關程序后，有必要對其進行報廢物資的評估、備案和處置，具體的處置方式包括廠家回收、廢品交易等。

參考文獻：

[1]劉剛，池騁，孫立鵬，等.溫度分布不均勻對±500kV換流變壓器二維非正弦穩態交直流復合電場的影響分析[J/OL].中國電機工程學報：1-9.