主要是就現(xiàn)在農(nóng)村小型變電所(10000KVA以下)的增容或改造,對主變壓器的選擇進行探討,從主變的有功、無功損耗,費用高低,運行維護等進行論述和探討,在實際運用中,比較適用。
小型變電所增容主變壓器進入21世紀以來,隨著改革開放的深入發(fā)展、農(nóng)村經(jīng)濟的騰飛和農(nóng)村電網(wǎng)改造工程帶來的優(yōu)勢,使農(nóng)村的用電負荷急劇增加,特別是鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的再度崛起,使一部分變電所的主變壓器在嚴重超負荷運行,其現(xiàn)有容量已遠遠滿足不了這日益急聚增長的用電負荷需要,已經(jīng)到了必須增加變電所主變壓器容量的程度。像東港市農(nóng)電局北井子變電所就屬于這種情況,這個變電所原有兩臺4000KVA主變壓器并(解)列運行,主要負荷是灘涂養(yǎng)殖和鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)與居民用電。由于去年新上了一個小型鈦合金精煉廠(變壓器總?cè)萘繛?450KVA),但這個鈦合金廠的用電負荷不是固定不變的,隨意性很大,變電所原有的兩臺4000KVA變壓器并列運行時還可以滿足其用電需要。但,該廠今年又要新上3500KVA的變壓器負荷,需要再上增加一臺4000KVA的變壓器容量。而該變電所原有的主變?nèi)萘烤筒荒軡M足需要了,必須增加變電所主變壓器的容量。對于這樣的變電所增容改造,是再增加一臺4000KVA主變好,還是將其中的一臺4000KVA主變換成一臺6300KVA主變好,這是我們經(jīng)常遇到的問題,但,這個問題往往又不被注意。由于農(nóng)村電網(wǎng)用電負荷的不穩(wěn)定性很強,一般來說增加一臺4000KVA的變壓器無可非議,道理也很簡單:一是運行方式較靈活;二是隨負荷變化而停運一至二臺主變壓器以降低變損也較方便;三是事故范圍可以縮小,若一臺發(fā)生故障,其它兩臺可隨時投入運行。但事情往往并非如此,我們只要通過簡單的計算就會發(fā)現(xiàn),采要一臺6300KVA和一臺4000KVA兩臺主變(方案AⅠ)運行,比用三臺4000KVA主變同時運行(方案AⅡ)有很大的經(jīng)濟性,從電網(wǎng)的發(fā)展情況看也有很大的益處,可以不必再增加場地和附屬設(shè)備等。
現(xiàn)以目前該變電所正在使用的SJL型主變壓器為例,可知其額定功率損耗為:
SJL—4000/60P01=6.7KWPk1=30KW
SJL—6300/60P02=9.8KWPk2=50KW
這樣,我們就可以根據(jù)變壓器的損耗公式得出其年運行耗電量為:
A=(PO+β2PK)·T·(KWH)
考慮到2月份的春節(jié)用電和其它月的灘涂養(yǎng)殖用電等因素,結(jié)合我們掌握的的2003年該廠隨意性用電負荷看,北井子變電所的2、5、6、10、12月用電較多,變電所為兩臺4000KVA變壓器并列運行,既T1=3624小時,而其它7個月為單臺4000KVA變壓器運行,既T2=5136小時。如果鈦合金廠全面生產(chǎn)而變電所兩臺主變壓器(4000KVA+6300KVA)并列運行的話,并且假設(shè)運行負載率為β=0.7,那么,相對應(yīng)的方案AⅠ為:6300KVA變壓器有3624小時為70%負荷,單臺運行時有5136小時為80%(β′=0.8)負荷,而4000KVA的變壓器同樣有3624小時為70%的負荷(β〃)。這兩種方案的主變壓器年損耗電量分別為:
AⅠ=(P02+β2PK2)·T1+(P02+β2PK2)·T1+(P01+β2PK1)·T2
?。剑?.8+0.62×50)×3624+(9.8+0.82×50)
×5134+(6.7+0.62×30)×3624
?。?05193.4(KWH)
AⅡ=3(P01+β2PK1)·T2+2(P02+β2PK2)·T1
=3(6.7+0.62×30)×3624+2(6.7+0.82×30)×5134
?。?56201.2(KWH)
AⅡ-AⅠ=456201.2-405193.4=51007.8(KWH)
從兩種方案的變壓器年損耗電量比較看,相差51007.8KWH。由此看來,采用一臺6300KVA和一臺4000KVA變壓器按鈦合金廠的隨意性用電而并解列運行,將比三臺4000KVA變壓器運行年節(jié)電51007.8KWH。如果折合成電費,按該變電所平均售電單價0.48元計算,每年可節(jié)約24483.75元。如果采用S7、S9或S11型節(jié)能變壓器,經(jīng)濟效果將更佳。
再從投資上看,一臺6300KVA主變壓器大約需35萬元左右,比購一臺4000KVA主變壓器多花15萬元。但,反之,又節(jié)省了一臺4000KVA變壓器約20萬元,加之省去一次構(gòu)架、二次構(gòu)架、熔斷器、隔離開關(guān)、主二次開關(guān)等約20萬元,兩種方案的總投資相差35萬元。如果用這筆差價資金是完全可以解決6300KVA變壓器的主一次開關(guān)保護和二次保護及互感器、開關(guān)的更換問題。這樣,采用第一種方案不僅降低了主變壓器無故的電能損耗,也大大提高了變壓器的保護水平,而且還節(jié)省了大量的投資,可謂一舉多得。
從安全運行角度看,兩臺變壓器的運行管理較三臺變壓器的運行管理容易的多。由于設(shè)備減少了,那么發(fā)生事故的概率也相應(yīng)減少了許多。如果從系統(tǒng)發(fā)展和負荷增長的角度看,變電所變壓器的容量在逐年增大,特別是農(nóng)電系統(tǒng)的變電所,兩臺同容量變壓器在負荷變化時并、解列運行的占80%以上,而且都有增容的趨勢。就目前已有的4000KVA以下容量的變壓器,因其容量過小,已無法再與其它容量的變壓器并列運行,有的雖然可免強并列,但也極顯其容量的不足,將被逐步淘汰。因此,在新購置主變壓器時,建議容量不要小于5000KVA,以6300KVA以上為宜,當然這也要考慮實際情況而定。這樣,對于以后新建和擴建的小型變電所之小容量變壓器,就可從本系統(tǒng)內(nèi)來調(diào)劑解決,因為購一臺6300KVA主變壓器可替換下來一臺4000KVA變壓器,如果購一臺8000KVA主變壓器也可以替換下兩臺4000KVA或兩臺3150KVA變壓器,這樣就可避免出現(xiàn)大量4000KVA及以下變壓器被淘汰的局面。
此外,由于變壓器的事故率較低,而且檢修周期也長,加上農(nóng)村用電負荷絕大多數(shù)為三類負荷。那么,對于一個變電所乃至于一個農(nóng)電局無備用變壓器或備用容量不足的問題,可用替換下來的變壓器集中備用來解決。這樣,即可以減少設(shè)備的占用量,又具備了備用條件,這對提高電力企業(yè)的經(jīng)濟效益也是十分有力的,我們何樂而不為呢。