變電站主變?nèi)萘亢团_數(shù)選擇的計算分析

【摘 要】首先分析了變電站主變?nèi)萘颗c臺數(shù)的確定原則，并在此基礎(chǔ)上變電站主變?nèi)萘亢团_數(shù)選擇的計算進行論述。期望通過本文的研究能夠?qū)ψ冸娬局髯兊暮侠磉x擇提供依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】變電站 變壓器 容量 臺數(shù)

1 變電站主變?nèi)萘颗c臺數(shù)的確定原則

在電網(wǎng)規(guī)劃和變電工程建設(shè)中，變電站主變壓器容量和臺數(shù)的正確選擇是一個非常重要的環(huán)節(jié)，其不但直接關(guān)系到整個電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運行，而且還與變電站的運行經(jīng)濟性密切相關(guān)。為了有效避免變電站主變壓器容量和臺數(shù)選擇不當?shù)膯栴}發(fā)生，在確定主變?nèi)萘亢团_數(shù)時應(yīng)當遵循以下原則：其一，電廠升壓站配套的主變，配置原則應(yīng)采用單元制，即每臺發(fā)電機對應(yīng)一臺主變，主變?nèi)萘颗c發(fā)電機容量相匹配，并根據(jù)經(jīng)濟性選擇三相一體式或單相分體式變壓器。其二，新建的變電站主變壓器的容量應(yīng)當能夠滿足變電站未來5-10年規(guī)劃負荷的需要，同時，還應(yīng)當能夠滿足供電區(qū)域范圍內(nèi)用電負荷增長的需要。其三，存在重要負荷等級的變電站應(yīng)考慮一臺主變壓器故障或檢修停運時，剩余變壓器容量在計及過負荷能力后的允許時間內(nèi)，能夠確保電力用戶的一、二級負荷。如果是常規(guī)變電站，當一臺主變壓器因故障或是檢修停運后，剩余的變壓器應(yīng)當能夠確保全部負荷的70-80%。其四，雖然選擇單臺大容量變壓器能夠降低成本，但考慮供電運行方式靈活性的要求，應(yīng)當盡可能采用多臺變壓器供電。其五，在對變電站內(nèi)主變壓器的容量進行選擇時，必須對變壓器及其配套裝置的一次性投資予以充分考慮，同時，還要嚴格執(zhí)行國家降損節(jié)能的政策。其六，對于變電站相對比較密集的區(qū)域，且各個變電站之間能夠形成手拉手環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)時，主變壓器的容量可以適當減小。其七，若新建的變電站采用分期的方式進行建設(shè)，在考慮未來負荷增長的前提下，首期單臺主變的容量應(yīng)當根據(jù)變電站的最終建設(shè)規(guī)模予以確定，并且要保證變壓器的負載率無限接近于最佳經(jīng)濟運行區(qū)域，即在75%以下。如果短時期內(nèi)沒有擴建計劃，則變壓器不宜滿負荷運行。

2 變電站主變?nèi)萘亢团_數(shù)選擇的計算

在對變電站主變?nèi)萘亢团_數(shù)進行選擇的過程中，除了要滿足供電可靠性的要求之外，經(jīng)濟性也是必須考慮的一個關(guān)鍵性因素，基于這一前提，可以采用最小費用法進行計算，選取費用現(xiàn)值最小的方案作為最優(yōu)方案，則主變?nèi)萘颗c臺數(shù)的經(jīng)濟最優(yōu)目標函數(shù)如下：

在上式當中，代表方案j的費用現(xiàn)值；、、分別代表方案j的綜合投資、年運行費用、固定資產(chǎn)剩余值；n代表使用年限（一般可取25a）；代表投資回收率（可取0.08）；代表折現(xiàn)系數(shù)。本次計算中所使用的原始數(shù)據(jù)如表1和表2所示。

表1 變電站造價估算

在對變電站主變壓器容量和臺數(shù)進行優(yōu)化選擇時，一般可分為兩種情況：一種是不考慮進線和出現(xiàn)的影響，只按照負荷變化及建設(shè)投資和運維費用進行比較，從而得出最優(yōu)解；另一種則是將主變?nèi)萘?、臺數(shù)以及接線方式等因素結(jié)合到一起，求出最優(yōu)解。由于本文是從經(jīng)濟性的角度進行研究，所以選擇第一種情況進行分析。計算結(jié)果如圖1所示。

表2 主變損耗情況

圖1 不同容量和臺數(shù)下的變電站總費用現(xiàn)值

可見，變電站的負荷越大、負荷增長速度越快，大容量主變在經(jīng)濟上越有利?；谶@一前提，當負荷年增長超過16MW時，無論初期負荷如何，均應(yīng)當選用240MVA容量的主變；若是負荷增長的速度相對比較緩慢，則可以選用180MVA容量的主變；只有當負荷基礎(chǔ)最小且增長速度緩慢時，選用120MVA容量的主變才是最為經(jīng)濟的。需要特殊闡明的一點是，當負荷規(guī)模較大且發(fā)展速度較快時，大容量主變的單位容量造價最低，所以從建設(shè)規(guī)模的層面上看，其經(jīng)濟性最佳。

由于主變臺數(shù)多的方案當中擴建較多，工程實踐表明，擴建的費用一般都比新建費用少，所以主變臺數(shù)多的方案經(jīng)濟性較好。同時，主變臺數(shù)多，其運行效率也會顯著提升，便可以主變?nèi)萘揩@得有效利用。故只要電網(wǎng)負荷不受限制，變電站建設(shè)時，應(yīng)盡可能選擇主變臺數(shù)較多的方案作為最終方案。

3 結(jié)論

綜上，變電站建設(shè)過程中，主變?nèi)萘颗c臺數(shù)的選擇是重中之重，為了確保選擇的合理性，必須綜合考慮多方面因素。本文從經(jīng)濟性的角度對變電站主變?nèi)萘颗c臺數(shù)的選擇計算進行了分析，期望可以為同類工程提供參考依據(jù)。

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作者簡介：

王海山（1983-），男，山東青島人，學(xué)歷：學(xué)士，研究方向：電力工程技術(shù)管理。