电力论文：对配电变压器的经济运行探讨

　　对配电变压器的经济运行探讨
　　周仕均（贵州省黔东南州水利电力勘察设计院贵州黔东南州556000）
　　摘要：随着城市电网的不断发展，配电变压器的使用量不断增加，本文对配电变压器的运行数据，进行经济运行分析，通过定量计算使配电变压器运行在最佳经济区。
　　关键词：配电变压器；分析；定量计算；经济运行
　　1引言
　　配电变压器是电力系统最后一级的变压器，一般都是由10kV变为0.4kV，在工农业生产中及整个国计民生中是一种应用极为广泛的电气设备。其特点是，数量多、容量小、日负荷和季节性负荷曲线波动大，损失率也很大。开展配电变压器经济运行，充分利用现有设备条件，不花钱投资，也不增加操作量，只按负荷变化曲线，合理地分配负荷选择最佳运行方式，降低变压器损耗，节约大量有功电量和无功电量，提高功率因数。是实现电力系统降损节能，减少大气污染，绿色供电，提高企业经济效益的重要途径，下面对配电变压器经济运行进行分析和计算。
　　2新住宅小区配电变压器经济运行
　　随着社会经济不断发展，近年来房地产的迅速发展，新建了许多高层住宅小区，为了满足小区用电的需求，而且每户按4—6kW的用电容量报装，进行装配电气设备。由于新建的小区入住率低，从配网监测终端采集的用电负荷得知，最高负荷率普遍在10～15%以下，随着小区的入住率不断增加，但八、九月份最高负荷率为35%左右。配网监测终端KAS2120型，在线监测配电变压器的运行数据，通过GPRS公用无线通信网络通道，进行远距离监测，可及时、准确、有效地，将采集到运行数据反馈到后台，提供了科学依据。免去了运行人员靠人工抄录的数据，而人工抄录的数据，只能反映当时的运行数据，而不是配电变压器运行的真实数据。小区的供电方式采用单、双公变房，普遍安装配电变压器SC系列800kVA、1000kVA，目前，住宅小区共投运800kVA398台，容量318400kVA、1000kVA351台，容量351000kVA，随着新建住宅的建成配电变压器投运相继增加。为了减少“大马拉小车”现状，采用配电变压器“2-1”或“3-1”的供电方式，下面进行分析计算。
　　例：SCB9-1000kVA配电变压器参数：
　　P0=1.98kW；Pk=8.6kW；I0%=0.8%；Uk%=6%，经常负荷ß=9.5%，若停运一台配电变压器的节电效果。
　　解：ΔP=P0+ß2Pk（1—7）
　　=1.98+0.0952х8.6
　　=2.06（kW）
　　ΔP%=(ΔP/P+ΔP)х100%（1—8）
　　=(2.06/54+2.06)х100%
　　=3.67%
　　Q0=I0%Seх10-2（1—5）
　　=0.8х1000х10-2
　　=8(kavr)
　　Qk=Uk%Seх10-2（1—6）
　　=6х1000х10-2
　　=60(kavr)
　　ΔQ=Q0+ß2Qk（1—12）
　　=8+0.0952х60
　　=8.54(kavr)
　　ΔQ%=(ΔQ/P+ΔP)х100%（1—13）
　　=(8.54/54+2.06)х100%
　　=15.23%
　　如全年经济运行方式按360天计算，则可得出全年有功电量节约ΔWP=360х24х2.06=1.78万kWh，全年无功电量节约ΔWQ=360х24х8.54=7.38万kavr，如经济当量KQ=0.15，则全年总节电ΔWZ=ΔWP+KQΔWQ=1.78+0.15х7.38=2.89万kWh，全年节约电费Gd=2.89х0.61=1.76万元。
　　综合上述的讨论和计算说明，如能对小区的配电变压器合理使用，节电的潜力是很大的。
　　3同等容量配电变压器经济运行
　　由于市民的用电性质比较特殊，季节性强，日负荷和年负荷曲线波动大，因此配电变压器的负荷率，每年夏季7—9月的时间处于重载或满载的运行状态，而大部分的时间处于半载或轻载的运行状态。所以配电变压器的损失率都是很大的，由于配电变压器分布面广，使用数量较多，合理地开展配电变压器经济运行是很有必要。现将中海名都#1、#2公变房，进行分析计算，从配网监测终端采集的数据了解到负荷率，夏季最高负荷率分别为78.39%和69.85%，冬季最高负荷率分别为24.5%和21.9%。当夏季7—9月负荷率为65%及以上时，采用分列运行，其余时间采用单台配电变压器供电的运行方式。
　　例：两台SCB9-1000kVA配电变压器参数相同，P0=1.98kW；Pk=8.6kW；I0%=0.8%；Uk%=6%。#1公变房配电变压器负荷率ßA=24.5%；#2公变房配电变压器负荷率ßB=21.9%；COSΦ=0.9，求共用配电变压器的节电效果。
　　解：由于电房与电房之间距离近，联络线的损耗忽略不计。
　　ΔP=PA0-2ßAßBPk（3—26）
　　=1.98-2х0.245х0.219х8.6
　　=1.06（kW）
　　QA0=QB0=I0%Seх10-2（1—5）
　　=0.8х1000х10-2
　　=8(kavr)
　　QAk=QBK=Uk%Seх10-2（1—6）
　　=6х1000х10-2
　　=60(kavr)
　　ΔQ=QA0-2ßAßBQAk（3—26）
　　=8-2х0.245х0.219х60
　　=1.56(kavr)
　　无功经济当量KQ=0.15，则总的功率节约为：
　　ΔP=ΔP+KQΔQ
　　=1.06+0.15х1.56=1.29（kW）
　　由此可见，不花钱投资也不增加操作量，仅改变配电变压器运行方式，每小时可节约有功功率1.06kW，相当降低配电变压器有功用电单耗35.98%，节约无功功率1.56kavr，相当降低配电变压器无功用电单耗67.18%，九个月节约电量为0.84万kWh，。通过上述分析计算，随着住宅小区的入住率提高和现有条件的公变房采用“2-1”的运行方式，节电的潜力是可以挖潜。
　　4调整负荷实现配电变压器经济运行
　　按配电变压器技术特性合理地经济分配负荷，使负荷曲线趋于平稳，配电变压器运行在最佳经济区，减少配电变压器的有功功率损失和无功功率消耗，提高功率因数和电能质量。
　　5加强科学管理配电变压器经济运行
　　调整技术特性差异大的配电变压器，使技术特性好的配电变压器正常运行，让技术特性差的配电变压器做后备或退出运行，配电变压器运行年久，缺陷较多，应考虑更换新的S11、S13、S15、SCB10、SG11、非晶等低损耗特性好的配电变压器。选择配电变压器容量时，应充分考虑配电变压器经济运行，采用无功补偿，提高功率因数，采取措施改善设备的通风散热环境，降低配电变压器的温升，增加配电变压器出力。
　　6配电变压器“大马拉小车”的技术分析
　　“大马拉小车”就是说配电变压器轻负荷运行，配电变压器容量没有得到充分利用，运行效率低，增大了损失率一浪费了电量。配电变压器负荷小到什么程度，才算是“大马拉小车”呢？也就是说划分配电变压器“大马拉小车”的技术经济标准，必须通过定量计算，下面举例分析计算：
　　例：一台10/0.4kV，SCB9-1000kVA的配电变压器，经常负荷为265kW，COSΦ=0.9，其容量利用率为29.44%，小于30%的界限，应为“大马拉小车”，若更换一台10/0.4kV，SCB9-315kVA的配电变压器，利用率可达到93%，两台配电变压器的参数分别为：PDO=1.98kW，PXO=0.99kW，PDK=8.6kW，PXK=3.67kW，若更换SCB9-315kVA的配电变压器节电效果。
　　解：（1）根据习惯计算：
　　ΔΔP=PDO-PXO=1.98-0.99=0.99（kW）
　　（2）按严密计算：
　　ΔΔP=PDO-PXO+ß2D【PDK-(SDN/SXN)2PXK】
　　=1.98-0.99+0.29442【8.6-（1000/315）2х3.67】
　　=0.99-2.46=-1.47（kW）
　　根据上述计算结果，如果配电变压器全年运行时间取360日，按习惯计算方法更换SCB9-315kVA的配电变压器，全年节约电量0.86万kWh；但按严密计算的结果，更换SCB9-315kVA的配电变压器，不仅不节电，反而全年多浪费电力1.28万kWh，这就是说把浪费电力当节电计算之例，这是为什么呢？主要是习惯的计算方法忽略了负载损失之故。当1000kVA的配电变压器带265kW时，其负载损失却小于315kVA的配电变压器带相同负载损失为2.46kW，此值远大于两台配电变压器空载损失之差0.99kW。
　　习惯性错误的计算方法，不仅对确定配电变压器“大马拉小车”节电效果上出现错误，同时也引起配电变压器运行方式上错误，习惯性地认为：小容量配电变压器能承担的负荷，就不用两台配电变压器运行；误认为这样做就能节电，实际上这样做，在某些情况下是存在着把浪费电力当作节电效果。
　　通过上述分析，从节电角度来说，在某些情况下配电变压器“大马拉小车”不仅不如“中马拉小车”，反而不如“大马拉小车”，如何判定“大马拉小车”，必须通过具体分析定量计算才能确定，不能想当然。
　　7结束语
　　1）新小区入住率低，负荷率普遍在10～15%，确实存在不少配电变压器“大马拉小车”现象，根据负荷采用共用配电变压器的运行方式。
　　2）市民的用电性质比较特殊，季节性强，针对这一特点，采用配电变压器“2-1”的运行方式。
　　3）对于一台配电变压器，不应将负荷率作为衡量“大马拉小车”的依据，必须通过定量分析计算。同样的负荷，容量大的配电变压器产生的损耗，在一定条件下会小于容量小的配电变压器产生的损耗。