談小型變電所增容對(duì)主變的選擇
小型變電所增容主變壓器進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái),隨著改革開(kāi)放的深入發(fā)展、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的騰飛和農(nóng)村電網(wǎng)改造工程帶來(lái)的優(yōu)勢(shì),使農(nóng)村的用電負(fù)荷急劇增加,特別是鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的再度崛起,使一部分變電所的主變壓器在嚴(yán)重超負(fù)荷運(yùn)行,其現(xiàn)有容量已遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿(mǎn)足不了這日益急聚增長(zhǎng)的用電負(fù)荷需要,已經(jīng)到了必須增加變電所主變壓器容量的程度。像東港市農(nóng)電局北井子變電所就屬于這種情況,這個(gè)變電所原有兩臺(tái)4000KVA主變壓器并(解)列運(yùn)行,主要負(fù)荷是灘涂養(yǎng)殖和鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)與居民用電。由于去年新上了一個(gè)小型鈦合金精煉廠(變壓器總?cè)萘繛?450KVA),但這個(gè)鈦合金廠的用電負(fù)荷不是固定不變的,隨意性很大,變電所原有的兩臺(tái)4000KVA變壓器并列運(yùn)行時(shí)還可以滿(mǎn)足其用電需要。但,該廠今年又要新上3500KVA的變壓器負(fù)荷,需要再上增加一臺(tái)4000KVA的變壓器容量。而該變電所原有的主變?nèi)萘烤筒荒軡M(mǎn)足需要了,必須增加變電所主變壓器的容量。對(duì)于這樣的變電所增容改造,是再增加一臺(tái)4000KVA主變好,還是將其中的一臺(tái)4000KVA主變換成一臺(tái)6300KVA主變好,這是我們經(jīng)常遇到的問(wèn)題,但,這個(gè)問(wèn)題往往又不被注意。由于農(nóng)村電網(wǎng)用電負(fù)荷的不穩(wěn)定性很強(qiáng),一般來(lái)說(shuō)增加一臺(tái)4000KVA的變壓器無(wú)可非議,道理也很簡(jiǎn)單:一是運(yùn)行方式較靈活;二是隨負(fù)荷變化而停運(yùn)一至二臺(tái)主變壓器以降低變損也較方便;三是事故范圍可以縮小,若一臺(tái)發(fā)生故障,其它兩臺(tái)可隨時(shí)投入運(yùn)行。但事情往往并非如此,我們只要通過(guò)簡(jiǎn)單的計(jì)算就會(huì)發(fā)現(xiàn),采要一臺(tái)6300KVA和一臺(tái)4000KVA兩臺(tái)主變(方案AⅠ)運(yùn)行,比用三臺(tái)4000KVA主變同時(shí)運(yùn)行(方案AⅡ)有很大的經(jīng)濟(jì)性,從電網(wǎng)的發(fā)展情況看也有很大的益處,可以不必再增加場(chǎng)地和附屬設(shè)備等。
現(xiàn)以目前該變電所正在使用的SJL型主變壓器為例,可知其額定功率損耗為:
SJL—4000/60P01=6.7KWPk1=30KW
SJL—6300/60P02=9.8KWPk2=50KW
這樣,我們就可以根據(jù)變壓器的損耗公式得出其年運(yùn)行耗電量為:
A=(PO+β2PK)·T·(KWH)
考慮到2月份的春節(jié)用電和其它月的灘涂養(yǎng)殖用電等因素,結(jié)合我們掌握的的2003年該廠隨意性用電負(fù)荷看,北井子變電所的2、5、6、10、12月用電較多,變電所為兩臺(tái)4000KVA變壓器并列運(yùn)行,既T1=3624小時(shí),而其它7個(gè)月為單臺(tái)4000KVA變壓器運(yùn)行,既T2=5136小時(shí)。如果鈦合金廠全面生產(chǎn)而變電所兩臺(tái)主變壓器(4000KVA+6300KVA)并列運(yùn)行的話(huà),并且假設(shè)運(yùn)行負(fù)載率為β=0.7,那么,相對(duì)應(yīng)的方案AⅠ為:6300KVA變壓器有3624小時(shí)為70%負(fù)荷,單臺(tái)運(yùn)行時(shí)有5136小時(shí)為80%(β′=0.8)負(fù)荷,而4000KVA的變壓器同樣有3624小時(shí)為70%的負(fù)荷(β〃)。這兩種方案的主變壓器年損耗電量分別為:
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)
從兩種方案的變壓器年損耗電量比較看,相差51007.8KWH。由此看來(lái),采用一臺(tái)6300KVA和一臺(tái)4000KVA變壓器按鈦合金廠的隨意性用電而并解列運(yùn)行,將比三臺(tái)4000KVA變壓器運(yùn)行年節(jié)電51007.8KWH。如果折合成電費(fèi),按該變電所平均售電單價(jià)0.48元計(jì)算,每年可節(jié)約24483.75元。如果采用S7、S9或S11型節(jié)能變壓器,經(jīng)濟(jì)效果將更佳。
再?gòu)耐顿Y上看,一臺(tái)6300KVA主變壓器大約需35萬(wàn)元左右,比購(gòu)一臺(tái)4000KVA主變壓器多花15萬(wàn)元。但,反之,又節(jié)省了一臺(tái)4000KVA變壓器約20萬(wàn)元,加之省去一次構(gòu)架、二次構(gòu)架、熔斷器、隔離開(kāi)關(guān)、主二次開(kāi)關(guān)等約20萬(wàn)元,兩種方案的總投資相差35萬(wàn)元。如果用這筆差價(jià)資金是完全可以解決6300KVA變壓器的主一次開(kāi)關(guān)保護(hù)和二次保護(hù)及互感器、開(kāi)關(guān)的更換問(wèn)題。這樣,采用第一種方案不僅降低了主變壓器無(wú)故的電能損耗,也大大提高了變壓器的保護(hù)水平,而且還節(jié)省了大量的投資,可謂一舉多得。
從安全運(yùn)行角度看,兩臺(tái)變壓器的運(yùn)行管理較三臺(tái)變壓器的運(yùn)行管理容易的多。由于設(shè)備減少了,那么發(fā)生事故的概率也相應(yīng)減少了許多。如果從系統(tǒng)發(fā)展和負(fù)荷增長(zhǎng)的角度看,變電所變壓器的容量在逐年增大,特別是農(nóng)電系統(tǒng)的變電所,兩臺(tái)同容量變壓器在負(fù)荷變化時(shí)并、解列運(yùn)行的占80%以上,而且都有增容的趨勢(shì)。就目前已有的4000KVA以下容量的變壓器,因其容量過(guò)小,已無(wú)法再與其它容量的變壓器并列運(yùn)行,有的雖然可免強(qiáng)并列,但也極顯其容量的不足,將被逐步淘汰。因此,在新購(gòu)置主變壓器時(shí),建議容量不要小于5000KVA,以6300KVA以上為宜,當(dāng)然這也要考慮實(shí)際情況而定。這樣,對(duì)于以后新建和擴(kuò)建的小型變電所之小容量變壓器,就可從本系統(tǒng)內(nèi)來(lái)調(diào)劑解決,因?yàn)橘?gòu)一臺(tái)6300KVA主變壓器可替換下來(lái)一臺(tái)4000KVA變壓器,如果購(gòu)一臺(tái)8000KVA主變壓器也可以替換下兩臺(tái)4000KVA或兩臺(tái)3150KVA變壓器,這樣就可避免出現(xiàn)大量4000KVA及以下變壓器被淘汰的局面。
此外,由于變壓器的事故率較低,而且檢修周期也長(zhǎng),加上農(nóng)村用電負(fù)荷絕大多數(shù)為三類(lèi)負(fù)荷。那么,對(duì)于一個(gè)變電所乃至于一個(gè)農(nóng)電局無(wú)備用變壓器或備用容量不足的問(wèn)題,可用替換下來(lái)的變壓器集中備用來(lái)解決。這樣,即可以減少設(shè)備的占用量,又具備了備用條件,這對(duì)提高電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益也是十分有力的,我們何樂(lè)而不為呢。
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