10kV專用變配電室安全經(jīng)濟運行管理

（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，各分段母線間設有聯(lián)絡斷路器。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 可并列運行。

2 變配電室安全運行管理

變配電室安全事故主要是觸電事故、電器火災和爆炸，導致安全事故的主要原因是人的不安全行為、設備的不安全狀態(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，應從人員、設備、環(huán)境管理等方面采取相應的措施。

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致安全事故的主要因素。從事10 kV 變配電室運行維護和管理的人員必須取得高壓類電工進網(wǎng)作業(yè)許可證。在進行設備巡查、切換、維修等作業(yè)時，正確佩戴或使用安全防護用品，嚴格按照操作規(guī)程進行，嚴禁違章指揮、違規(guī)操作。同時，要積極參加業(yè)務培訓和安全培訓，熟練掌握高低壓設備的技術數(shù)據(jù)、工作性能和操作方法，增強安全意識，樹立安全理念。

2）設備管理。設備的不安全狀態(tài)是造成安全事故的物質(zhì)基礎。電器設備的預防性試驗是測試變配電設備技術參數(shù)的主要手段，是發(fā)現(xiàn)設備缺陷和安全隱患的主要途徑，是變配電室安全運行的重要保障。因此，要按照《電力設備預防性試驗規(guī)程》的要求，定期開展設備的預防性試驗，對試驗中發(fā)現(xiàn)的安全隱患，及時進行處理，嚴禁設備“帶病”運行。同時，要對試驗數(shù)據(jù)進行分析，研究其變化規(guī)律，預測設備老化程度，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)電器火災或爆炸事故，環(huán)境濕度過大或凝露會使設備絕緣降低，引發(fā)短路或觸電事故，直擊雷和感應雷會造成設備及控制回路損害。因此，運行值班人員要注意觀察室內(nèi)溫度、濕度的變化，當室內(nèi)溫度超過25℃、濕度超過60%時，要及時開啟降溫、除濕設備，確保環(huán)境符合相關要求。

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

3 變配電室經(jīng)濟運行管理

變配電室的經(jīng)濟運行管理，就是要在保證安全的前提下，通過技術和管理措施，使變配電設備及線路在低損耗狀態(tài)下運行，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)導線造成損耗。電流流經(jīng)導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）合理減少負荷功率。要根據(jù)負荷情況合理投運用電設備，避免“大馬拉小車”，減少無謂的負荷功率，提高效率。同時，調(diào)整均衡用電負荷與平衡三相負荷，以提高現(xiàn)有設備的利用率，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，適當提高負載線路電壓，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)負荷變化自動投切無功補償裝置，提高功率因數(shù)，保證變配電系統(tǒng)在高功率因數(shù)下運行，降低線路損耗。

4）降低管理線損。在變配電室運行過程中，加強線路維護和檢修，開展經(jīng)常性的用電檢查，定期進行負荷實測，計算線損率并進行分析，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)濟運行的主要環(huán)節(jié)。在運行過程中要通過優(yōu)選變壓器的運行方式、合理調(diào)整負荷、改善運行條件等措施，降低變壓器損耗，提高變壓器的運行效率。

3.2.1 優(yōu)選變壓器的運行方式

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

2）對有多臺變壓器并列運行的變配電室，應按負荷的變化規(guī)律，選擇最佳組合方式運行。變配電室的負荷都是不斷變化的，運行過程中要根據(jù)負荷的變化及變壓器的經(jīng)濟運行圖標，增減變壓器的臺數(shù)，使其損耗達到最小。多臺變壓器并列運行時，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 并列運行為例，計算分析多臺變壓器的經(jīng)濟運行方式，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，即當負荷大于722 kVA 時，投運3 臺變壓器較為經(jīng)濟，當負荷小于417 kVA時，投運1 臺變壓器運行比較經(jīng)濟，負荷大于417 kVA 小于722 kVA 時，投運2 臺變壓器運行較為經(jīng)濟。由于用電負荷是不斷變化的，如果按此頻繁切換，不僅影響系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，也會影響變壓器、斷路器等設備的使用壽命。

在實際運行過程中，通過對日用電負荷的變化情況進行統(tǒng)計分析，繪制日用電負荷的變化曲線，如圖2 為冬季某天的日用電負荷變化曲線圖、圖3 為夏季某天的日用電負荷的變化曲線圖，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，在運行中，要根據(jù)日用電負荷的變化規(guī)律和變壓器經(jīng)濟運行圖表，每天進行2 次切換較為經(jīng)濟合理，即每天6 時開始用電負荷持續(xù)增加，當用電負荷超過臨界值時再投入1 臺變壓器，從16 時開始用電負荷持續(xù)減小，當用電負荷超過臨界值時切斷1 臺變壓器。

3.2.2 合理調(diào)整用電負荷

在安全、經(jīng)濟、合理的條件下，通過調(diào)整負荷，避免變壓器空載、輕載運行，提高負荷率；在負荷側(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，在運行中加強變配電室通風，及時開啟降溫設備，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 日用電負荷曲線示意圖

圖3 8 月20 日用電負荷曲線示意圖

3.2.4 加強損耗管理

加強用電負荷的統(tǒng)計分析，總結(jié)負荷的變化規(guī)律，繪制各種負荷下變壓器經(jīng)濟運行圖表，健全變壓器經(jīng)濟運行的技術檔案，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)濟運行，不僅可以節(jié)約電能，減少運行費用，提高經(jīng)濟效益，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)驗進行分析，總結(jié)了10 kV 專用變配電室安全經(jīng)濟運行的技術措施和管理方法，以供交流學習。