（湖南省水利廳，湖南長沙 410007）

1 概述

某單位10 kV 專用變配電室電器主接線圖如圖1 所示，變配電室從市電網(wǎng)引入兩路10 kV 進(jìn)線，一路為主電源，另一路為備用電源，采用雙電源、單母線分段的方式供電，一般情況由主電源供電，母聯(lián)斷路器為閉合狀態(tài)，當(dāng)主電源發(fā)生故障或檢修停電時，自動切換至備用電源。0.4 kV 低壓配電裝置采用單母線分段供電，各分段母線間設(shè)有聯(lián)絡(luò)斷路器。變配電室共裝有6 臺有載調(diào)壓干式電力變壓器，其中1T、2T、3T 為630 kVA，5T、6T 為800 kVA，4T 為1 250 kVA。1T、2T 與3T，5T 與6T 可并列運(yùn)行。

2 變配電室安全運(yùn)行管理

變配電室安全事故主要是觸電事故、電器火災(zāi)和爆炸，導(dǎo)致安全事故的主要原因是人的不安全行為、設(shè)備的不安全狀態(tài)和環(huán)境管理的不到位造成的。為了防止安全事故發(fā)生，應(yīng)從人員、設(shè)備、環(huán)境管理等方面采取相應(yīng)的措施。

圖1 某單位10 kV 專用變配電室電器主接線圖

1）人員管理。人的不安全行為是導(dǎo)致安全事故的主要因素。從事10 kV 變配電室運(yùn)行維護(hù)和管理的人員必須取得高壓類電工進(jìn)網(wǎng)作業(yè)許可證。在進(jìn)行設(shè)備巡查、切換、維修等作業(yè)時，正確佩戴或使用安全防護(hù)用品，嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行，嚴(yán)禁違章指揮、違規(guī)操作。同時，要積極參加業(yè)務(wù)培訓(xùn)和安全培訓(xùn)，熟練掌握高低壓設(shè)備的技術(shù)數(shù)據(jù)、工作性能和操作方法，增強(qiáng)安全意識，樹立安全理念。

2）設(shè)備管理。設(shè)備的不安全狀態(tài)是造成安全事故的物質(zhì)基礎(chǔ)。電器設(shè)備的預(yù)防性試驗是測試變配電設(shè)備技術(shù)參數(shù)的主要手段，是發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷和安全隱患的主要途徑，是變配電室安全運(yùn)行的重要保障。因此，要按照《電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程》的要求，定期開展設(shè)備的預(yù)防性試驗，對試驗中發(fā)現(xiàn)的安全隱患，及時進(jìn)行處理，嚴(yán)禁設(shè)備“帶病”運(yùn)行。同時，要對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，研究其變化規(guī)律，預(yù)測設(shè)備老化程度，提前做好更換維修計劃。

3）環(huán)境管理。不安全的環(huán)境因素是引發(fā)安全事故的直接原因。影響變配電室安全運(yùn)行的環(huán)境因素主要是溫度、濕度、雷電，環(huán)境溫度過高會引發(fā)電器火災(zāi)或爆炸事故，環(huán)境濕度過大或凝露會使設(shè)備絕緣降低，引發(fā)短路或觸電事故，直擊雷和感應(yīng)雷會造成設(shè)備及控制回路損害。因此，運(yùn)行值班人員要注意觀察室內(nèi)溫度、濕度的變化，當(dāng)室內(nèi)溫度超過25℃、濕度超過60%時，要及時開啟降溫、除濕設(shè)備，確保環(huán)境符合相關(guān)要求。

4）制度管理。變配電室制度化管理是其安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障。建立健全工作票、操作票、交接班、設(shè)備巡回檢查、設(shè)備定期試驗輪換等制度和相關(guān)的獎懲措施，在工作中嚴(yán)格執(zhí)行。編制安全事故應(yīng)急預(yù)案，簽訂安全責(zé)任狀，使與變配電室安全運(yùn)行有關(guān)的人員都負(fù)有保證安全的責(zé)任，增強(qiáng)安全責(zé)任心。

3 變配電室經(jīng)濟(jì)運(yùn)行管理

變配電室的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行管理，就是要在保證安全的前提下，通過技術(shù)和管理措施，使變配電設(shè)備及線路在低損耗狀態(tài)下運(yùn)行，以提高電能利用率。變配電室的損耗主要包括線路損耗和變壓器損耗。

3.1 降低線路損耗的措施

線路損耗是指電能通過輸電線路傳輸而產(chǎn)生的能量損耗，主要包括三部分：一是電流流經(jīng)導(dǎo)線造成的損耗，二是線間和線對接之間的絕緣有漏電造成的損耗，三是架空線路帶電部分的電暈放電造成的損耗。由于后面兩部分損耗極小，一般只考慮電流流經(jīng)導(dǎo)線造成損耗。電流流經(jīng)導(dǎo)線造成損耗可按下列公式計算[2]：

根據(jù)式（1）可知，線損與功率的平方、線路電阻成正比，與電壓的平方、功率因數(shù)的平方成反比，對已投運(yùn)的變配電系統(tǒng)來說，線路電阻基本不變。因此，降低線路損耗可從以下四方面采取措施：

1）合理減少負(fù)荷功率。要根據(jù)負(fù)荷情況合理投運(yùn)用電設(shè)備，避免“大馬拉小車”，減少無謂的負(fù)荷功率，提高效率。同時，調(diào)整均衡用電負(fù)荷與平衡三相負(fù)荷，以提高現(xiàn)有設(shè)備的利用率，降低線損。

2）合理提高線路電壓。通過調(diào)整變壓器分接頭或安裝有載調(diào)壓裝置，適當(dāng)提高負(fù)載線路電壓，以降低線路損耗。但電壓不能過高，避免發(fā)生過電壓而影響電能質(zhì)量、增加變壓器損耗。

3）提高功率因數(shù)。根據(jù)負(fù)荷變化自動投切無功補(bǔ)償裝置，提高功率因數(shù)，保證變配電系統(tǒng)在高功率因數(shù)下運(yùn)行，降低線路損耗。

4）降低管理線損。在變配電室運(yùn)行過程中，加強(qiáng)線路維護(hù)和檢修，開展經(jīng)常性的用電檢查，定期進(jìn)行負(fù)荷實測，計算線損率并進(jìn)行分析，及時發(fā)現(xiàn)由于管理不完善所產(chǎn)生的電量損失，以降低管理線損。

3.2 降低變壓器損耗的措施

變壓器在變壓和傳遞電功率的過程中，會產(chǎn)生一定的有功功率損失，其損失約占整個供配電系統(tǒng)損失的30%[2]。因此，降低變壓器損耗是變配電室經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的主要環(huán)節(jié)。在運(yùn)行過程中要通過優(yōu)選變壓器的運(yùn)行方式、合理調(diào)整負(fù)荷、改善運(yùn)行條件等措施，降低變壓器損耗，提高變壓器的運(yùn)行效率。

3.2.1 優(yōu)選變壓器的運(yùn)行方式

1）對于有多臺變壓器的變配電室，應(yīng)優(yōu)先選擇綜合功率損耗小的變壓器投入運(yùn)行。由于變壓器的綜合功率損耗隨著負(fù)荷由小變大呈先下降后增加的變化規(guī)律。因此，負(fù)荷過小或過大都會增加變壓器的功率損耗。在運(yùn)行過程中要根據(jù)負(fù)荷情況，合理選擇變壓器投運(yùn)，使實際負(fù)荷在額定負(fù)荷的50%～70%，以減小綜合功率損耗。容量、負(fù)荷率相同的情況下，2 臺及以上變壓器的總損耗大于1 臺變壓器的損耗。因此，在滿足負(fù)荷要求的前提下，選擇變壓器數(shù)量少的組合方式運(yùn)行較為經(jīng)濟(jì)。

2）對有多臺變壓器并列運(yùn)行的變配電室，應(yīng)按負(fù)荷的變化規(guī)律，選擇最佳組合方式運(yùn)行。變配電室的負(fù)荷都是不斷變化的，運(yùn)行過程中要根據(jù)負(fù)荷的變化及變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行圖標(biāo)，增減變壓器的臺數(shù)，使其損耗達(dá)到最小。多臺變壓器并列運(yùn)行時，投入或切斷變壓器的臺數(shù)可分別按式（2）、式（3）計算[1]：

以1T、2T、3T 并列運(yùn)行為例，計算分析多臺變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式，1T、2T、3T 均為順特SCZB10-630/10變壓器，其參數(shù)如下：

額定容量SN=630 kVA，空載損耗P0=1 416 W，短路損耗PDN=6 463 W，已投入運(yùn)行變壓器臺數(shù)n=2。

將以上參數(shù)代入式（2），得S＞722 kVA，代入式（3），得S＜417 kVA，即當(dāng)負(fù)荷大于722 kVA 時，投運(yùn)3 臺變壓器較為經(jīng)濟(jì)，當(dāng)負(fù)荷小于417 kVA時，投運(yùn)1 臺變壓器運(yùn)行比較經(jīng)濟(jì)，負(fù)荷大于417 kVA 小于722 kVA 時，投運(yùn)2 臺變壓器運(yùn)行較為經(jīng)濟(jì)。由于用電負(fù)荷是不斷變化的，如果按此頻繁切換，不僅影響系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，也會影響變壓器、斷路器等設(shè)備的使用壽命。

在實際運(yùn)行過程中，通過對日用電負(fù)荷的變化情況進(jìn)行統(tǒng)計分析，繪制日用電負(fù)荷的變化曲線，如圖2 為冬季某天的日用電負(fù)荷變化曲線圖、圖3 為夏季某天的日用電負(fù)荷的變化曲線圖，從曲線的變化可以看出，不管是在冬季還是夏季，用電負(fù)荷在每日6 時開始持續(xù)上升，而在16 時開始持續(xù)下降。因此，在運(yùn)行中，要根據(jù)日用電負(fù)荷的變化規(guī)律和變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行圖表，每天進(jìn)行2 次切換較為經(jīng)濟(jì)合理，即每天6 時開始用電負(fù)荷持續(xù)增加，當(dāng)用電負(fù)荷超過臨界值時再投入1 臺變壓器，從16 時開始用電負(fù)荷持續(xù)減小，當(dāng)用電負(fù)荷超過臨界值時切斷1 臺變壓器。

3.2.2 合理調(diào)整用電負(fù)荷

在安全、經(jīng)濟(jì)、合理的條件下，通過調(diào)整負(fù)荷，避免變壓器空載、輕載運(yùn)行，提高負(fù)荷率；在負(fù)荷側(cè)安裝并聯(lián)電容器，提高功率因數(shù)，降低變壓器損耗。

3.2.3 改善運(yùn)行環(huán)境

由于變壓器繞組的電阻是隨著溫度的升高而增大的，因此，在運(yùn)行中加強(qiáng)變配電室通風(fēng)，及時開啟降溫設(shè)備，以降低變壓器的溫度，減小繞組電阻，從而減小變壓器損耗。

圖2 1 月21 日用電負(fù)荷曲線示意圖

圖3 8 月20 日用電負(fù)荷曲線示意圖

3.2.4 加強(qiáng)損耗管理

加強(qiáng)用電負(fù)荷的統(tǒng)計分析，總結(jié)負(fù)荷的變化規(guī)律，繪制各種負(fù)荷下變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行圖表，健全變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的技術(shù)檔案，更換已被國家列入淘汰類的變壓器。

4 結(jié)語

做好10 kV 專用變配電室的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，不僅可以節(jié)約電能，減少運(yùn)行費(fèi)用，提高經(jīng)濟(jì)效益，也可以提高社會效益，意義重大。本文通過理論計算，并結(jié)合實踐經(jīng)驗進(jìn)行分析，總結(jié)了10 kV 專用變配電室安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的技術(shù)措施和管理方法，以供交流學(xué)習(xí)。