谈小型变电所增容对主变的选择

主要是就现在农村小型变电所(10000KVA以下)的增容或改造，对主变压器的选择进行探讨，从主变的有功、无功损耗，费用高低，运行维护等进行论述和探讨，在实际运用中，比较适用。
　　
　　小型变电所增容主变压器进入21世纪以来，随着改革开放的深入发展、农村经济的腾飞和农村电网改造工程带来的优势，使农村的用电负荷急剧增加，特别是乡镇企业的再度崛起，使一部分变电所的主变压器在严重超负荷运行，其现有容量已远远满足不了这日益急聚增长的用电负荷需要，已经到了必须增加变电所主变压器容量的程度。像东港市农电局北井子变电所就属于这种情况，这个变电所原有两台4000KVA主变压器并(解)列运行，主要负荷是滩涂养殖和乡镇工业与居民用电。由于去年新上了一个小型钛合金精炼厂(变压器总容量为2450KVA)，但这个钛合金厂的用电负荷不是固定不变的，随意性很大，变电所原有的两台4000KVA变压器并列运行时还可以满足其用电需要。但，该厂今年又要新上3500KVA的变压器负荷，需要再上增加一台4000KVA的变压器容量。而该变电所原有的主变容量就不能满足需要了，必须增加变电所主变压器的容量。对于这样的变电所增容改造，是再增加一台4000KVA主变好，还是将其中的一台4000KVA主变换成一台6300KVA主变好，这是我们经常遇到的问题，但，这个问题往往又不被注意。由于农村电网用电负荷的不稳定性很强，一般来说增加一台4000KVA的变压器无可非议，道理也很简单：一是运行方式较灵活；二是随负荷变化而停运一至二台主变压器以降低变损也较方便；三是事故范围可以缩小，若一台发生故障，其它两台可随时投入运行。但事情往往并非如此，我们只要通过简单的计算就会发现，采要一台6300KVA和一台4000KVA两台主变(方案AⅠ)运行，比用三台4000KVA主变同时运行(方案AⅡ)有很大的经济性，从电网的发展情况看也有很大的益处，可以不必再增加场地和附属设备等。
　　
　　现以目前该变电所正在使用的SJL型主变压器为例，可知其额定功率损耗为:
　　
　　SJL—4000/60P01=6.7KWPk1=30KW
　　
　　SJL—6300/60P02=9.8KWPk2=50KW
　　
　　这样，我们就可以根据变压器的损耗公式得出其年运行耗电量为：
　　
　　A=（PO+β2PK)·T·(KWH)
　　
　　考虑到2月份的春节用电和其它月的滩涂养殖用电等因素，结合我们掌握的的2003年该厂随意性用电负荷看，北井子变电所的2、5、6、10、12月用电较多，变电所为两台4000KVA变压器并列运行，既T1=3624小时，而其它7个月为单台4000KVA变压器运行，既T2=5136小时。如果钛合金厂全面生产而变电所两台主变压器（4000KVA+6300KVA）并列运行的话，并且假设运行负载率为β=0.7，那么，相对应的方案AⅠ为：6300KVA变压器有3624小时为70%负荷，单台运行时有5136小时为80%（β′=0.8)负荷，而4000KVA的变压器同样有3624小时为70%的负荷（β〃）。这两种方案的主变压器年损耗电量分别为：
　　
　　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）
　　
　　从两种方案的变压器年损耗电量比较看，相差51007.8KWH。由此看来，采用一台6300KVA和一台4000KVA变压器按钛合金厂的随意性用电而并解列运行，将比三台4000KVA变压器运行年节电51007.8KWH。如果折合成电费，按该变电所平均售电单价0.48元计算，每年可节约24483.75元。如果采用S7、S9或S11型节能变压器，经济效果将更佳。
　　
　　再从投资上看，一台6300KVA主变压器大约需35万元左右，比购一台4000KVA主变压器多花15万元。但，反之，又节省了一台4000KVA变压器约20万元，加之省去一次构架、二次构架、熔断器、隔离开关、主二次开关等约20万元，两种方案的总投资相差35万元。如果用这笔差价资金是完全可以解决6300KVA变压器的主一次开关保护和二次保护及互感器、开关的更换问题。这样，采用第一种方案不仅降低了主变压器无故的电能损耗，也大大提高了变压器的保护水平，而且还节省了大量的投资，可谓一举多得。
　　
　　从安全运行角度看，两台变压器的运行管理较三台变压器的运行管理容易的多。由于设备减少了，那么发生事故的概率也相应减少了许多。如果从系统发展和负荷增长的角度看，变电所变压器的容量在逐年增大，特别是农电系统的变电所，两台同容量变压器在负荷变化时并、解列运行的占80%以上，而且都有增容的趋势。就目前已有的4000KVA以下容量的变压器，因其容量过小，已无法再与其它容量的变压器并列运行，有的虽然可免强并列，但也极显其容量的不足，将被逐步淘汰。因此，在新购置主变压器时，建议容量不要小于5000KVA，以6300KVA以上为宜，当然这也要考虑实际情况而定。这样，对于以后新建和扩建的小型变电所之小容量变压器，就可从本系统内来调剂解决，因为购一台6300KVA主变压器可替换下来一台4000KVA变压器，如果购一台8000KVA主变压器也可以替换下两台4000KVA或两台3150KVA变压器，这样就可避免出现大量4000KVA及以下变压器被淘汰的局面。
　　
　　此外，由于变压器的事故率较低，而且检修周期也长，加上农村用电负荷绝大多数为三类负荷。那么，对于一个变电所乃至于一个农电局无备用变压器或备用容量不足的问题，可用替换下来的变压器集中备用来解决。这样，即可以减少设备的占用量，又具备了备用条件，这对提高电力企业的经济效益也是十分有力的，我们何乐而不为呢。