變電站主變的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方案探究

路璐 劉煒

摘 要：主變的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行就是要盡量降低主變運(yùn)行過(guò)程中的損耗，提高經(jīng)濟(jì)效益。本文首先分析了變電站的主變運(yùn)行相關(guān)的內(nèi)容，然后從理論上解析了經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的理論計(jì)算；最后通過(guò)對(duì)具體某縣區(qū)的電網(wǎng)主變不同運(yùn)行方案的對(duì)比，進(jìn)一步闡述了經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的意義和經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：主變；經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；方案

1 變電站主變的運(yùn)行分析

由于電網(wǎng)中電能的使用量是隨時(shí)間變化的，變壓器運(yùn)行時(shí)輸出的電能也就隨之變化，在不同的用電量情況下變壓器的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性是不同的。通常我們將變壓器由滿(mǎn)負(fù)荷到空負(fù)荷運(yùn)行區(qū)域分為經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)域、不良運(yùn)行區(qū)域和最劣運(yùn)行區(qū)域。我們將變壓器的工作負(fù)荷與其額定負(fù)荷的比值稱(chēng)之為該變壓器的負(fù)載系數(shù)。不同的負(fù)載系數(shù)對(duì)應(yīng)著不同的功率損失和工作效率，我們將工作效率最高時(shí)的負(fù)載系數(shù)稱(chēng)之為最佳負(fù)載系數(shù)。

我們研究主變的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的必要性是什么呢？下面從三個(gè)方面進(jìn)行簡(jiǎn)要分析：1開(kāi)展變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行工作是節(jié)能減排工作的重要組成部分。隨著工業(yè)的發(fā)展與經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，能源短缺問(wèn)題與環(huán)境壓力問(wèn)題成為當(dāng)今影響全球持續(xù)發(fā)展的主要問(wèn)題。近年來(lái)，我國(guó)加大了節(jié)能減排力度，要求電力系統(tǒng)減少損耗，開(kāi)展變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行工作就是電力系統(tǒng)節(jié)能降耗的一個(gè)重要組成部分。2開(kāi)展變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行工作是積極應(yīng)對(duì)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)環(huán)境的重要措施。近年來(lái)，受金融風(fēng)暴的影響，部分省的供電量出現(xiàn)了同比下滑的趨勢(shì)，部分變電站出現(xiàn)大馬拉小車(chē)的現(xiàn)象，需要采用相應(yīng)的技術(shù)與管理手段，來(lái)改變這種高損耗現(xiàn)象。3開(kāi)展變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行工作是電力工業(yè)深化改革與市場(chǎng)發(fā)展的必然選擇。變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行涉及到備用容量、無(wú)功支持等電力市場(chǎng)輔助服務(wù)項(xiàng)目。在現(xiàn)有環(huán)境下，這些項(xiàng)目單純依靠行政命令等手段很難達(dá)到較好的運(yùn)行空間，需要運(yùn)用技術(shù)、法律與市場(chǎng)等多種手段，促進(jìn)變壓器的運(yùn)行方式進(jìn)一步優(yōu)化。

2 變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的理論計(jì)算

在實(shí)際運(yùn)用中由于電網(wǎng)中總功率波動(dòng)較大，通常會(huì)選擇兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行的方式。下面分別具體介紹一臺(tái)變壓器和兩臺(tái)變壓器同時(shí)運(yùn)行時(shí)的情況。

無(wú)論是一臺(tái)主變還是多臺(tái)主變運(yùn)行，損耗都是隨著用電量的改變而變化的。當(dāng)一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，如果總負(fù)荷功率為S，每臺(tái)變壓器的空載損耗時(shí)為△P0，每臺(tái)變壓器的負(fù)載損耗為△PK，每臺(tái)變壓器的的額定容量為SN時(shí)，則有功損耗

△Pt=△P0+（△PK/SN）×S2；

如果是兩臺(tái)主變并列運(yùn)行，這時(shí)有功損耗為：

△Pt=△P01+△P02=×S2；

我們從數(shù)學(xué)的角度看，有功功率損耗是關(guān)于總負(fù)荷功率的二次函數(shù)，假設(shè)主變A和B的容量相同，在A和B單獨(dú)運(yùn)行和并列運(yùn)行時(shí)的功率損耗如圖所示（見(jiàn)圖1）。

通過(guò)圖像可以直觀的看出電網(wǎng)負(fù)荷小于S1時(shí)，主變A單獨(dú)運(yùn)行最經(jīng)濟(jì)；當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷在S1到S2之間時(shí)主變B單獨(dú)運(yùn)行最經(jīng)濟(jì)；當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷大于S2時(shí)A、B并列運(yùn)行最經(jīng)濟(jì)。在實(shí)際應(yīng)用中，隨著負(fù)荷的變化要實(shí)時(shí)改變運(yùn)行方案，使得運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性盡量提高。在確定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)時(shí)首先要保證在主變的容量范圍內(nèi)。

3 不同方案的對(duì)比

對(duì)于農(nóng)村地區(qū)的用電情況比較復(fù)雜，用電總量不是很大，且電網(wǎng)損失比重卻比較高，對(duì)于該類(lèi)地區(qū)的主變?cè)O(shè)置就應(yīng)該根據(jù)具體的情況而綜合考慮。通過(guò)調(diào)查我們了解到某縣E地區(qū)和F地區(qū)年用電情況如下表（見(jiàn)表1）。

表中反映了該縣E區(qū)和F區(qū)不同時(shí)期的用電情況，其中高峰期通常在夏季5到8月份，低谷期在冬春季12到4月份左右。E區(qū)設(shè)置兩臺(tái)10000千伏安的主變，低谷時(shí)期僅一臺(tái)主變運(yùn)行；F區(qū)設(shè)置兩臺(tái)10000千伏安主變，低谷期一臺(tái)主變外加2000千伏安主變并列運(yùn)行。以上面已知統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，可以計(jì)算出在不同主變運(yùn)行情況下經(jīng)濟(jì)效益?？伤愕肊區(qū)低谷時(shí)期主變損耗約為70萬(wàn)千瓦時(shí)，按照目前電網(wǎng)收費(fèi)0.49元每千瓦時(shí)計(jì)算，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)到34萬(wàn)元。F區(qū)年低谷時(shí)期電能損耗為20萬(wàn)千瓦時(shí)，直接經(jīng)濟(jì)損失9.8萬(wàn)元。E區(qū)和F區(qū)兩地的年均負(fù)載相差不多，但通過(guò)不容的主變運(yùn)行方式可使得F區(qū)的經(jīng)濟(jì)損失下降20多萬(wàn)元，僅為E區(qū)的29%。由此可見(jiàn)，合理的主變運(yùn)行方式可有效降低電能的損耗，從而降低經(jīng)濟(jì)損失。

從投入和產(chǎn)出的角度講，增加一臺(tái)2000千伏安的主變總投資約為47萬(wàn)元，按照以上所得計(jì)算結(jié)果只需兩年就可將投入收回。在主變經(jīng)濟(jì)壽命期內(nèi)粗略估算可獲得剪輯效益400多萬(wàn)元。從節(jié)能的角度講，可以每年節(jié)約電能50萬(wàn)千瓦時(shí)，減少二氧化碳等有害廢氣排放幾百?lài)?，?duì)環(huán)境也是大有裨益的。

4 結(jié)束語(yǔ)

變電站主變的運(yùn)行主要考慮其電能的損失，電能的損耗越小經(jīng)濟(jì)效益自然就越高。主變的運(yùn)行方案的合理選擇可以提高經(jīng)濟(jì)效益，還能為電網(wǎng)提供更加優(yōu)質(zhì)的供電效果，同時(shí)還間接的減少了環(huán)境的污染，可謂是一舉多得。在今后的主變經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中還有很多工作要做，要進(jìn)一步克服技術(shù)、網(wǎng)架、管理等薄弱環(huán)節(jié)的影響，開(kāi)展基礎(chǔ)性分析研究和技術(shù)手段的應(yīng)用，同時(shí)要強(qiáng)化管理，切實(shí)推進(jìn)主變的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行工作。