唐家祥

（泉州配售電有限公司，福建 泉州 362000）

引言

社會經濟的快速發(fā)展對電力能源供應提出了更高要求，在電力生產和供應過程中，資源消耗巨大，對電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展造成巨大威脅。變電站主變壓器的運行經濟性直接影響著電網經濟效益，為解決電力資源的供需矛盾，必須采取有效措施降低電網消耗，特別是主變壓器的消耗。選擇合理的主變壓器運行方式，可以實現經濟運行目標，在為社會經濟發(fā)展提供穩(wěn)定支持的同時，將各項不必要的能耗降至最低。因此，有必要對變電站的主變壓器經濟運行方式進行研究。

本文以福建泉州某供電公司為例，該公司負責某自供區(qū)35 kV、10 kV 輸配電設備運維管理及供售電服務。目前供區(qū)維護管理7 條35 kV 供電線路、5 條10 kV 供電線路，共有用電企業(yè)15 戶，2020 年實現銷售電量18 427 萬kW·h，2021 年銷售電量15 360.41萬kW·h。

變壓器的經濟運行變壓器的經濟運行是一種使變壓器運行費用最低化的運行方式。就牽引變電所而言，變壓器的備用量很大，如果變壓器都投入運行，變壓器的負荷率很低，此時變壓器的工作效率也會很低，是不經濟的。因此，要想使變壓器始終保持在較高的效率下運行，就必須對其運行狀態(tài)實施科學管理，根據負荷的變化，調整好變壓器的工作臺數，使變壓器始終工作在經濟運行狀態(tài)。

1 項目改造的必要性和可行性

1.1 必要性

福建泉州某供電公司35 kV/10 kV 開關設備運行年限已近20 年，設備陳舊、維修成本高，繼續(xù)運行存在較大安全隱患，不能保障某供區(qū)供電安全可靠運行。35 kV 高壓室現有出線間隔已滿，滿足不了新增業(yè)擴客戶需求。利用現有高壓室進行改造，存在改造空間有限、安全距離不夠、工期長及作業(yè)不安全問題，不具備現場改造條件，需重新建設35 kV/10 kV 高壓開關室以滿足新設備的安裝要求。該改造工程符合《福建省電力設施建設保護和供用電秩序維護條例》規(guī)定。項目的建設對促進某供電公司自供區(qū)產業(yè)結構、技術結構等的調整優(yōu)化有著積極的推動意義。

1.2 可行性分析

經對自供區(qū)水電站3 號機近10 年（2010—2020年）發(fā)電量的觀察，3 號機總發(fā)電量約60 000 萬kW·h。當自供區(qū)水電站單獨開3 號機組發(fā)電時，采用110 kVⅠ、Ⅱ段母線并列方式運行，3 號機組所發(fā)電量基本在自供區(qū)自供銷售；只有少量上省網；豐水季節(jié)，自供區(qū)水電站同時開1 號、2 號、3 號機組發(fā)電，需采用110 kVⅠ、Ⅱ段母線分段方式運行，3 號機組所發(fā)電量只能全部上省網；通過多年統(tǒng)計，3 號機組發(fā)電量約30 000 萬kW·h 通過山泉線直接送入省網。近10 年自供區(qū)水電站發(fā)電量送入省網約50 000 萬kW·h，因此，3 號機發(fā)電量占自供區(qū)水電站送入省網的電量達60%。自供區(qū)用電近10 年來也有所發(fā)展，但增加量不大，用電量由2010 年的16 000 萬kW·h 增加至2020年的21 000 萬kW·h。水電站發(fā)電量能直接在自供區(qū)內消化的基本上是1 號、2 號發(fā)電機的電量，兩臺機組多年平均發(fā)電量約10 000 萬kW·h。

1.3 項目改造的基本情況以及方案（見下頁圖1）

配變是電網向用戶供電的載體，配變的經濟運行是企業(yè)降低電力成本要素。配變相對于其他電氣設備而言，其運行效率是很高，但運行中自身也會產生損耗，而變損大小與運行效率有關。從降損角度講，配變的滿載運行其效率并非最佳，若長期滿載運行，不僅效率下降，而且還會增加變損，長期超載還會縮短使用壽命，甚至可能釀成事故。

理論與實踐表明，配變負載系數與運行效率有關，只有當配變負載系數為50%時，運行效率最高，或且說，配變運行中只有鐵損等于銅損時，效率最高，變損最小，這表明提高運行效率，將蘊涵著降損的潛能。

然而事物總是一分為二，如果僅一味強調提高運行效率，這雖然能降低變損，卻往往忽略了一個敏感而實際的問題，即如何減少設備一次性投資和容量電費。

在自供區(qū)水電站110 kV 升壓站靠水庫右岸防汛公路旁空地上新建1 座35 kV/10 kV高壓室。因該項目建設用地土地使用權證歸屬調政府水資源配中心所有，經與水資源調配中心溝通協(xié)調，同意由水資源調配中心出資新建一座單層鋼砼結構房屋，房屋建成后再以租賃形式出租給福建泉州某供電公司用于該項目35 kV 配電裝置室設備用房。項目建筑面積270 m2，層高5 m，建設占地面積約為1 600 m2。

項目擬新建安裝35 kV 高壓開關柜23 臺及相應二次保護裝置；新建安裝10 kV 高壓開關柜17 臺及相應二次保護裝置；新建安裝2 套10 kV 高壓無功補償裝置；遷移2 臺35 kV/10 kV 變壓器。

改造現有35 kV 配電裝置室用于35 kV/10 kV 變壓器10 kV 側配電裝置室及保護裝置室。

升級改造供區(qū)5 條10kV配電線路總計約6000m。

1.4 投資預算

項目預計動態(tài)投資金額為1 570 萬元，其中建筑工程投資金額300 萬元（含新建35 kV 配電裝置室房屋建設金額120 萬元）；電氣設備投資金額1 000 萬元；10 kV 配電線路改造投資金額270 萬元。項目建設資金由自供區(qū)供電公司自籌。

1.5 項目改造的經濟性

35 kV/10 kV 高壓室及10 kV 線路改造工程的效益主要體現在保障供區(qū)供電安全性上。同時，35 kV/10 kV 高壓室開關設備更新改造后，增加了出線間隔，可滿足新增業(yè)擴客戶需求，提高供電規(guī)模和供電收益。

2 改造過程

福建泉州某自供區(qū)用電由自供區(qū)水電站1 號主變（50 000 kVA）和2 號主變（25 000 kVA）分別通過35 kVⅠ、Ⅱ段母線供電。因兩臺主變容量相差過大，阻抗電壓不同，無法并列運行。當自供區(qū)水電站1 號主變年檢或是35 kVⅡ段母線用電企業(yè)滿負荷運行時，經常造成自供區(qū)水電站2 號主變過載的情況，使得水電站安全運行存在較大的安全隱患。長期以來，特別是在枯水期，當水電站不開機或只開1 號機組時，35 kV 母線電壓低于額定值，電能品質無法保證，嚴重影響電力用戶產品品質，同時也制約著自供區(qū)的發(fā)展。通過對自供區(qū)用戶用電設備容量的初步調研和統(tǒng)計，當用電同時系數達1.0 時（正常情況約為0.7～0.8左右），電站35 kVⅠ、Ⅱ段母線的負載將分別達到42 000 kVA 和23 000 kVA，在夏天高峰段還會更高。為確保自供區(qū)水電站兩臺主變的安全運行，需對自供區(qū)用戶負荷進行錯峰用電或直接限制用電措施。

綜上，水電站3 號主變非常有必要由雙圈變改造成三線圈有載調壓變壓器。一是在枯水期通過有載調壓來調升35 kV 母線電壓，提高電能品質。二是在110 kVⅠ、Ⅱ段母線分段方式運行時，3 號主變可通過35 kV 側向自供區(qū)部分負荷供電，從而避免了3 號機組發(fā)電量只能上國網的局面。價格方面，當前代購代銷國網電價（0.360 2 元/kW·h）和自供區(qū)供電電價（0.416 元/kW·h）相差0.055 8 元，因此，改造后可節(jié)約售電成本，提高供電收入。

3 結論

變壓器的合理調整與經濟運行，能在實際生產工作中給企業(yè)帶來較大的經濟效益，但必須選擇高效節(jié)能設備。同時根據福建地區(qū)四季雨水變化較大的實際情況及用電負荷的高低及時調整負荷。二者結合起來，才能實現企業(yè)經營的最大效益。