唐家祥

（泉州配售電有限公司，福建 泉州 362000）

引言

社會經(jīng)濟的快速發(fā)展對電力能源供應(yīng)提出了更高要求，在電力生產(chǎn)和供應(yīng)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(jīng)濟性直接影響著電網(wǎng)經(jīng)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(wǎng)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(xiàn)經(jīng)濟運行目標(biāo)，在為社會經(jīng)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(jīng)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(fù)責(zé)某自供區(qū)35 kV、10 kV 輸配電設(shè)備運維管理及供售電服務(wù)。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(xiàn)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(jīng)濟運行變壓器的經(jīng)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(fù)荷率很低，此時變壓器的工作效率也會很低，是不經(jīng)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(xué)管理，根據(jù)負(fù)荷的變化，調(diào)整好變壓器的工作臺數(shù)，使變壓器始終工作在經(jīng)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(guān)設(shè)備運行年限已近20 年，設(shè)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(xiàn)有出線間隔已滿，滿足不了新增業(yè)擴客戶需求。利用現(xiàn)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(xiàn)場改造條件，需重新建設(shè)35 kV/10 kV 高壓開關(guān)室以滿足新設(shè)備的安裝要求。該改造工程符合《福建省電力設(shè)施建設(shè)保護和供用電秩序維護條例》規(guī)定。項目的建設(shè)對促進某供電公司自供區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)等的調(diào)整優(yōu)化有著積極的推動意義。

1.2 可行性分析

經(jīng)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(dāng)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(wǎng)；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(wǎng)；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(wǎng)。近10 年自供區(qū)水電站發(fā)電量送入省網(wǎng)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(wǎng)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(nèi)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(wǎng)向用戶供電的載體，配變的經(jīng)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(shè)備而言，其運行效率是很高，但運行中自身也會產(chǎn)生損耗，而變損大小與運行效率有關(guān)。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(fù)載系數(shù)與運行效率有關(guān)，只有當(dāng)配變負(fù)載系數(shù)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(diào)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(shè)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(shè)用地土地使用權(quán)證歸屬調(diào)政府水資源配中心所有，經(jīng)與水資源調(diào)配中心溝通協(xié)調(diào)，同意由水資源調(diào)配中心出資新建一座單層鋼砼結(jié)構(gòu)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(shè)備用房。項目建筑面積270 m2，層高5 m，建設(shè)占地面積約為1 600 m2。

項目擬新建安裝35 kV 高壓開關(guān)柜23 臺及相應(yīng)二次保護裝置；新建安裝10 kV 高壓開關(guān)柜17 臺及相應(yīng)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(xiàn)有35 kV 配電裝置室用于35 kV/10 kV 變壓器10 kV 側(cè)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(yù)算

項目預(yù)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(shè)金額120 萬元）；電氣設(shè)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(shè)資金由自供區(qū)供電公司自籌。

1.5 項目改造的經(jīng)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(xiàn)在保障供區(qū)供電安全性上。同時，35 kV/10 kV 高壓室開關(guān)設(shè)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?nèi)萘肯嗖钸^大，阻抗電壓不同，無法并列運行。當(dāng)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(fù)荷運行時，經(jīng)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(dāng)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(zhì)無法保證，嚴(yán)重影響電力用戶產(chǎn)品品質(zhì)，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(shè)備容量的初步調(diào)研和統(tǒng)計，當(dāng)用電同時系數(shù)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(fù)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(fù)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(diào)壓變壓器。一是在枯水期通過有載調(diào)壓來調(diào)升35 kV 母線電壓，提高電能品質(zhì)。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(cè)向自供區(qū)部分負(fù)荷供電，從而避免了3 號機組發(fā)電量只能上國網(wǎng)的局面。價格方面，當(dāng)前代購代銷國網(wǎng)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(jié)論

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