引言：本文闡述了變電站變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的條件和要求，介紹了變電站變壓器容量選擇的原則，探討了變電站變壓器容量選擇及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的應(yīng)用。

變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是指在確保安全可靠運(yùn)行及滿足供電需求的基礎(chǔ)上，對(duì)變壓器負(fù)載實(shí)施經(jīng)濟(jì)調(diào)度，最大限度地降低變壓器的電能損耗。在節(jié)能的同時(shí)，還能降低運(yùn)行費(fèi)用，取得經(jīng)濟(jì)效益。因此，通過(guò)對(duì)變壓器的選擇及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行相關(guān)情況的研究，對(duì)城市電力系統(tǒng)的供電安全可靠性具有重要的意義。

一、變電站變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的條件和要求

1.1 合理調(diào)整變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式。①分列運(yùn)行的雙繞組變壓器時(shí)，在總供電負(fù)載不變的情況下，對(duì)二次側(cè)有聯(lián)絡(luò)線的應(yīng)對(duì)共用一臺(tái)或兩臺(tái)分列運(yùn)行方式進(jìn)行比較選擇。②并列運(yùn)行的雙（三）繞組變壓器時(shí)，根據(jù)負(fù)載特性曲線比較兩條負(fù)載特性曲線確定組合變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式。當(dāng)負(fù)載特性曲線無(wú)交點(diǎn)時(shí)，選用綜合功率空載損耗較小的變壓器運(yùn)行。

1.2 合理配置變電站內(nèi)的變壓器運(yùn)行。新建變電站分期建設(shè)，要結(jié)合最終規(guī)模和負(fù)荷增長(zhǎng)情況確定一期變壓器的容量。變壓器的負(fù)載率應(yīng)接近最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)域，一般在75%以下為最佳，若短期內(nèi)不進(jìn)行擴(kuò)建，變壓器不宜滿負(fù)荷運(yùn)行。選用變壓器的技術(shù)參數(shù)，充分考慮變壓器自身固有的綜合損耗，在負(fù)載損耗基本相同時(shí)，盡量選用空載損耗小的變壓器。

1.3變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要進(jìn)行負(fù)載經(jīng)濟(jì)調(diào)整。雙（三）繞組變壓器分列運(yùn)行時(shí)，應(yīng)合理分配變壓器間負(fù)載，使變壓器總功率損耗最小。對(duì)于單獨(dú)運(yùn)行的三繞組變壓器，應(yīng)通過(guò)變壓器二次側(cè)和三次側(cè)繞組負(fù)載的合理分配，使變壓器總的綜合功率損耗最小。在總用電量不變的情況下，為降低綜合功率損耗率，應(yīng)采用調(diào)整變壓器負(fù)荷率，調(diào)整變壓器相間不平衡負(fù)載和削峰填谷等技術(shù)措施。

1.4 變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行應(yīng)在優(yōu)選運(yùn)行段運(yùn)行。單臺(tái)變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)平均負(fù)載系數(shù)β的上限為1，下限為Pk/Po，（其中Pk為變壓器空載損耗，Po為額定負(fù)載損耗）；經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)優(yōu)選運(yùn)行段的平均負(fù)載系數(shù)β的上限為0.75，下限為1.33（Pk/Po）?，F(xiàn)在變壓器制造技術(shù)水平的不斷提高，變壓器的效率較高，變壓器的空載損耗大幅度降低，變壓器的最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行負(fù)載系數(shù)也在降低。

二、變電站變壓器容量選擇的原則

2.1為滿足供電N-1的可靠性準(zhǔn)則，變壓器容量的選擇要考慮事故和檢修狀態(tài)下，減少供電引起的經(jīng)濟(jì)損失和對(duì)社會(huì)的影響；對(duì)變電站密集區(qū)，由于變電站之間存在聯(lián)絡(luò)供電線路。

2.2變壓器容量選擇要因地制宜，既要考慮變壓器及其配套裝置的一次性投資的節(jié)約，又要考慮國(guó)家降損節(jié)能政策和變壓器長(zhǎng)期運(yùn)行中的功率損耗，對(duì)新上的變壓器應(yīng)優(yōu)先選用損耗參數(shù)良好、節(jié)電效果大、經(jīng)濟(jì)效益好、投資收回期短的新型變壓器，符合國(guó)家相關(guān)能效標(biāo)準(zhǔn)。

2.3對(duì)一般負(fù)荷的變電站，變電站一般裝設(shè)兩臺(tái)以上變壓器，保證供電運(yùn)行方式靈活，提高供電可靠性。

2.4變電站變壓器的額定容量應(yīng)要滿足全部用電設(shè)備總負(fù)荷的需要，從而能夠在投入后常年經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，避免變壓器長(zhǎng)期處于過(guò)負(fù)荷狀態(tài)運(yùn)行。

三、變電站變壓器容量選擇及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的應(yīng)用

35kV某變電站，原有兩臺(tái)4000kVA主變壓器，主要負(fù)荷是鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)與居民生活用電等。一般正常負(fù)荷達(dá)2500kVA，最高可達(dá)4000kVA，變電站原有兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行時(shí)可以滿足其用電需要。今年又要新增1200kVA負(fù)荷，該變電站原有變壓器的容量只能長(zhǎng)期并列運(yùn)行才能滿足需要，因此必須增加變電站變壓器的容量。變電站主變?cè)鋈莞脑鞎r(shí)，方案一：在原有兩臺(tái)主變的情況下再增加1臺(tái)4000kVA變壓器，隨負(fù)荷變化并列或停運(yùn)1～2臺(tái)變壓器；方案二：將其中一臺(tái)4000kVA主變壓器換成一臺(tái)6300kVA變壓器。

3.1變電站變壓器增容方案一：擴(kuò)建新間隔，增加一臺(tái)4000kVA的主變，最大負(fù)載5200kVA時(shí)進(jìn)行運(yùn)行分析論證。

①當(dāng)原兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行，變壓器的負(fù)載系數(shù)β=S/Sn=5200kVA/8000kVA=65%。兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行時(shí)的有功損耗分別為：⊿P1=P01+β2PK1=4.56kW+β229.19kW=16.89kW。

⊿P2=P02+β2PK2=4.42kW+β229.44kW=16.86kW?？倱p耗功⊿P=⊿P1+⊿P2=33.75kW，同時(shí)也可得出乙變（2#）的損耗特性優(yōu)于甲變（1#）。②若增加第三臺(tái)變壓器，則變壓器的負(fù)載系數(shù)β=S/Sn=5200kVA/12000kVA=43.3%。三臺(tái)變壓器并列運(yùn)行時(shí)的有功損耗分別為：ΔP1=P01+β2PK1=4.56kW+β229.19kW=10.03kW。 ΔP2=P02+β2PK2=4.42kW+β229.44kW=9.94kW。

ΔP3=P03+β2PK3=5.15kW+β232kW=11.15kW。總損耗功：ΔP=ΔP1+ΔP2+ΔP3=31.12kW。三臺(tái)變壓器運(yùn)行較原兩臺(tái)運(yùn)行每年節(jié)約電能：A1=T×ΔP=8760h×（33.75-31.12）kW=23039kWh。

3.2變電站變壓器增容方案二：若更換其中一臺(tái)4000kVA變壓器為一臺(tái)6300kVA變壓器，最大負(fù)載為5200kVA時(shí)運(yùn)行分析論證。

①若單臺(tái)SZ9-6300/35的變壓器運(yùn)行時(shí)：其負(fù)載系數(shù)β=S/Sn=5200kVA/6300kVA=82.54%。變壓器的有功損耗ΔP1=P0+β2PK=7.3kW+β241kW=101.69kW。②若兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行時(shí)：其負(fù)載系數(shù)β=S/Sn=5200kVA/10300kVA=50.5%。由上述分析可知，乙變（2#）的損耗特性優(yōu)于甲變（1#），故選擇用6300kVA變壓器替換甲變（#1）。兩臺(tái)變壓器的有功損耗分別為ΔP1=P01+β2PK1=7.3kW+β241kW=17.75kW。ΔP2=P02+β2PK2=4.42kW+β229.44kW=11.93kW?？偣β蕮p耗ΔP=⊿P1+ΔP2=29.68kW。該方案兩臺(tái)變壓器運(yùn)行較原兩臺(tái)運(yùn)行每年節(jié)約電能為A2=T×ΔP=8760h×（33.75-29.68）kW=35653.2kWh。

3.3由以上兩方案分析可知：①方案二中單臺(tái)SZ9-6300/35的變壓器運(yùn)行時(shí)的功率損耗高于兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行時(shí)的損耗，故盡量采用兩臺(tái)主變并列運(yùn)行比較經(jīng)濟(jì)；并列運(yùn)行時(shí)，方案二比方案一能每年節(jié)約電能為：A=A2-A1=12614kWh，節(jié)約電能產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。②從投資上看，1臺(tái)6300kVA變壓器大約需35萬(wàn)元，比購(gòu)1臺(tái)4000kVA變壓器多花15萬(wàn)元。但反之又節(jié)省了1臺(tái)4000kVA變壓器約20萬(wàn)元，加之省去一次架構(gòu)、二次保護(hù)、熔斷器、隔離開(kāi)關(guān)、斷路器等約30萬(wàn)元，方案二總投資比方案一少35萬(wàn)元，用這筆差價(jià)資金是完全可以解決6300kVA變壓器的一次開(kāi)關(guān)保護(hù)和二次保護(hù)及互感器、斷路器的更換問(wèn)題。這樣，采用方案二不僅降低了變壓器的電能損耗，也大大提高了變壓器的保護(hù)水平，而且還節(jié)省了大量的投資。

結(jié)束語(yǔ)

變壓器容量的合理選擇是變電站建設(shè)運(yùn)行中非常重要的環(huán)節(jié)。在實(shí)際工作中，要提前計(jì)算變電站變壓器的容量，為變電站適當(dāng)選擇變壓器的臺(tái)數(shù)和容量，加強(qiáng)對(duì)變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行過(guò)程中各環(huán)節(jié)的監(jiān)控，從而更好地發(fā)揮出變壓器節(jié)能的功能，確保變壓器的安全可靠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

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[2]胡景生.變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行[M].北京：中國(guó)電力出版社.2011.

（作者單位：國(guó)網(wǎng)內(nèi)蒙古東部電力有限公司呼倫貝爾供電公司）

作者簡(jiǎn)介

韓文軍，男，漢族，大學(xué)本科，1977年出生，工程師，現(xiàn)從事電力工程技術(shù)規(guī)劃設(shè)計(jì)工作。