王海入 张朋朋
华信咨询设计研究院有限公司 浙江杭州 310052
摘要：变压器的经济运行必须要坚持一定的原则，例如安全原则和供电可靠的原则，可以通过采用投退变压器的方式、改变电网运行的方式来减少变压器“大马拉小车”这种情况出现的频率，必须在最大限度内降低变压器的电能损失。
关键词：变电站；主变压器；节能
引言
变电所的供电变压器能耗的高低直接影响生产成本，供电电压稳定性又影响着工艺设备的控制精度，决定着产品质量。一般工业企业的供电损耗主要由变压器损耗(约占总损耗的70%)、各级输电导线上的损耗(约占总损耗的25%)和其余损耗(约占总损耗的5%)组成。因此，降低供电损耗，通常主要从减少变压器损耗和各级输电导线的损耗以及合理提高运行电压入手。
1变电站传统主变压器运行方式的弊端问题分析
变电站中技术工作人员对主变压器的运行方式存在理解偏差，他们仅仅从负荷电流是否超出主变压器额定电流数值范围来确定是否要对主变运行方式进行改变。具体到操作方面，技术工作人员在发现负荷电流小于等于容量主变额定电流时，则会直接选择投运额定容量偏小的主变；在发现负荷电流大于等于容量主变额定电流时，则会直接选择投运额定容量偏大的主变；在发现负荷电流大于大容量主变额定电流时，才会同时并行选择投运两台主变。由此可总结得出一点，如果负荷电流≤大容量主变额定电流时，变电站损耗会相应减小，这种做法即可理解为主动减少一台主变压器的空载损耗负荷电流流量。客观分析，该做法是缺乏正确合理性的，因为它仅仅考虑了主变空载损耗问题，而忽视了主变负载损耗与投运负荷电流二者之间关系，一旦负荷电流小于50%额定电流时，就一定会出现主变压器空载损耗超过负载损耗的情况，此时只有通过降低空载损耗才能降低主变压器变损。反之，如果负荷电流大于50%额定电流时，负载损耗则会直接超过空载损耗，此时需要通过降低负载损耗做到对主变压器整体损耗的有效控制。可以见得变电所中主变压器及其损耗问题与负荷电流之间有着千丝万缕的复杂关系，如果不能弄清二者关系就很容易出现运行弊端问题或操作错误，导致变电所生产工作效率大幅度降低。
2变电站主变压器最佳节能运行方式
2.1最佳节能设计方案
可为主变压器采用全新的散热功能部件与散热方式，配合新控制电路，在保证交换能力不降低的情况下降低电机与风扇体积，即利用多个重量较强的小经营风扇排成矩阵组合，实现针对性降噪节能优化，改变冷却风向，将原有的外排风系统改变为内吸风系统，并在导风筒进口位置安装消音防尘过滤网，结合滤网过滤减少灰尘吸附效果，提高风吹冷却能力。再一方面，要在冷却器的空腔位置加入管状残了片并进行间歇式喷雾，利用降水蒸发作用为主变设备降温，提高设备内部的热交换能力。总体来讲，就是要在硬件层面上首先做到风噪水平降低与机械噪声降低，达到综合节能降噪的良好效果。以下给出具体的冷却节能系统设计内容。为变电站主变压器进行新型冷却系统设计，其系统中的具体构成部件应该包括了进水管、水箱、水位控制阀、水泵、出水管、过滤器、分水器、温度控制器以及防尘消音面板，其具体操作要点如下：（1）进行水箱水位控制。要打开进水总阀，保证水能顺利流入水箱位置，配合水位控制阀自动控制净水位置，当水满后进水总阀会自动关闭。（2）进行风量控制。通过温度控制器与变频装置组成将新型冷却系统的操作温度控制在0℃～50℃较大范围内，且工作频率设置为10Hz～50Hz，其中这一工作频率对应系统风机的额定负载能力。
2.2最佳节能运行方式研究
为了有效找到变电站主变压器的最佳节能运行方式，必须首先明确它的最佳运行方式条件，可选择在同一个坐标图上绘制多点关系，例如
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等多点关系曲线图，在途中寻找到主变压器变损最小且与负荷电流能呈现正确关系的关系曲线，如图2。如图2，结合两台变电站中的主变压器损耗负荷电流关系曲线图展开分析，其中可以观察到两台主变压器的损耗负荷电流动态变化情况，即AB、BC和CD所组成的曲线代表了两台主变压器的损耗最小最佳运行曲线。以下分析3种情况：如果
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，就有
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，此时需单独投运变电站中的B主变压器；如果
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，就有
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，此时需要单独投运变电站中的B2主变压器；如果
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，就有
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，此时证明两台主变压器正在并行运行且变损表现最小。结合上述3种结果进行计算得出结论为
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时，变电站内两台主变压器的并列运行变损处于最小值状态里如果有
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，则可选择单独投运一台主变压器即可将变损降到最低水平。通常情况下，还可通过主动改变变电站中的主变压器运行方式或运行时机选择来实现节能运行，满足节能效果要求。具体做法就是结合负荷电流的偏离最低变损曲线拐点进行分析，结合其变化趋势决定负荷电流的拐点内容，考虑到这一拐点内容动态幅度较大且无法准确确定，可选择在不改变原有主变运行方式的基础之上选择两种不同的主变压器运行方式，如此也可将变损差压缩到最低值。不过在操作过程中应该考虑到负荷电流偏离点越来越远这一问题，具体来讲还要结合实际情况随机改变主变压器的运行方式，以求达到变损最小值。为此，变电站技术工作人员应该在自动操控体系中加入主变压器编程控制模块，利用模糊控制原理合理编制控制程序，有效规避断路器出现频繁动作以消耗甚至损坏主变压器。
3实例分析
本公司改造前供电变压器为两台前苏联50年代老型号TДГ66kV、31500kVA变压器，其能耗高、负载率低(最高仅为54%)，严重制约着供电变压器的节能及设备的增容更新。此次进行改造，选用了SZF10有载调压变压器替代老型号变压器，保证了供电电压在基准电压以上5%～10%合理点运行，同时大大降低了变压器的能耗。两台变压器于2007年9月29日进行再线改造，于11月3日改造完毕，改造后1SZF10、2SZF10有载调压变压器运行至今，有载调压精度可达1.25%，变压器平均温升为20℃，比改造前降低15℃，变压器噪音低，平均负载率为75%比改造前提高25%，相当于增加了16000kVA供电容量，变压器损耗大大降低，每月节省电费4～5万元。如将全公司99台高能耗二级变电站变压器全部更换成S10、S11系列节能型变压器，每月将给公司节省电能耗30万kW·h，节约费用15万元，每年节省180万元，六年可收回全部投资成本。如采用以节能款支付设备改造投资，将会给公司带来更显著的经济效益。据有关专家推算，目前我国变压器的市场需求量为9800万kW·A，如果全部由S10、S11系列型变压器替代传统变压器，每年可减少有功电量16．9亿kW·h，折合人民币8．6亿元。
结语
本文专门针对变电站中多台主变压器的最佳节能硬件设计方案以及最佳节能运行方式进行了选择和操作应用分析，旨在实现变电站的节能生产操作优化，改变传统的主变压器运行方式，去除纰漏问题，提高变电站的全年生产经济效益。
参考文献
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