談小型變電所增容對主變的選擇

   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展、農村經濟的騰飛和農村電網改造工程帶來的優勢，使農村的用電負荷急劇增加，特別是鄉鎮企業的再度崛起，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，已經到了必須增加變電所主變壓器容量的程度。像東港市農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，主要負荷是灘涂養殖和鄉鎮工業與居民用電。由于去年新上了一個小型鈦合金精煉廠（變壓器總容量為2450KVA），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容量就不能滿足需要了，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，這是我們經常遇到的問題，但，這個問題往往又不被注意。由于農村電網用電負荷的不穩定性很強，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現，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)有很大的經濟性，從電網的發展情況看也有很大的益處，可以不必再增加場地和附屬設備等。

    現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月份的春節用電和其它月的灘涂養殖用電等因素，結合我們掌握的的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而變電所兩臺主變壓器（4000KVA+6300KVA）并列運行的話，并且假設運行負載率為β=0.7，那么，相對應的方案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

    ＝（9.8+0.62×50）×3624+（9.8+0.82×50）

    ×5134+（6.7+0.62×30）×3624

    ＝405193.4（KWH）

    AⅡ＝3（P01+β2PK1）·T2+2（P02+β2PK2）·T1

    ＝3（6.7+0.62×30）×3624+2（6.7+0.82×30）×5134

    ＝456201.2（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，每年可節約24483.75元。如果采用S7、S9或S11型節能變壓器，經濟效果將更佳。

    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，又節省了一臺4000KVA變壓器約20萬元，加之省去一次構架、二次構架、熔斷器、隔離開關、主二次開關等約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保護和二次保護及互感器、開關的更換問題。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。由于設備減少了，那么發生事故的概率也相應減少了許多。如果從系統發展和負荷增長的角度看，變電所變壓器的容量在逐年增大，特別是農電系統的變電所，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，就可從本系統內來調劑解決，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，加上農村用電負荷絕大多數為三類負荷。那么，對于一個變電所乃至于一個農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，即可以減少設備的占用量，又具備了備用條件，這對提高電力企業的經濟效益也是十分有力的，我們何樂而不為呢。