干式变压器降载降损运行方式
由于电力工程必须提前建设的特点，一些新投资的变配电工程在短时间(1 ~ 2年)内负荷较轻。然而，干式变压器的损耗在中低压电网的线损中占很大比例，尤其是在轻载情况下。电网中有一定数量的干式变压器轻载运行，这是“大马拉小车”现象，无疑不利于降损节能。如何解决这个问题已经成为电力系统线损管理中的一个老话题。1干式变压器负载与损耗的关系干式变压器有功功率损耗是空载损耗和负载损耗之和。空载损耗是一个常数，不随干式变压器的负载而变化。负载损耗随着负载电流的变化而变化，负载电流的变化与负载电流的平方成正比。在一定负载电流下，干式变压器的有功功率损耗可以用以下公式表示：P=P0 PL，其中P——干式变压器的总损耗功率；P0——干式变压器空载损耗功率；PL——干式变压器在一定负载电流下的负载损耗功率。负载损耗与负载电流I的平方成正比，即P1=I2R，其中R——干式变压器绕组的等效电阻。干式变压器铭牌上给出了空载损耗P0和额定负载损耗PK，PK可表示为PK=In2R，其中In——为干式变压器额定负载电流。此时，负载电流为I时干式变压器的总损耗值可得如下：P=P0 (I2/I2n)PK。2不同运行方式下干式变压器损耗的比较运行中的干式变压器除了有一定的有功功率损耗外，还消耗一定的无功功率(励磁功率和泄漏功率)，无功功率也会造成干式变压器所接入电网的有功功率损耗。本文只讨论干式变压器在不同运行方式下的有功功率损耗。2.1两台容量相同的干式变压器分开运行与单台变压器满载运行的比较。这种比较的前提阈值是两个干式变压器的负载电流之和不大于其中一个变压器的额定电流。假设两台干式变压器分别运行时，每条皮带的负载电流为I，此时两台干式变压器的损耗之和为P2T=2PT=2[P0 (I2/I2n)PK]。(1)如果两台干式变压器中的一台同时向负载供电，则另一台干式变压器停止备用，此时一台带负载干式变压器的损耗为：P1T=P0 (4I2/I2n)PK。(2)设P2T=P1T，由公式(1)和(2)可得两个干式变压器分别运行且一个干式变压器满载时总损耗相同的临界负载电流值I’，即(3)当两个干式变压器分别运行时总损耗相同。2.2比较当单个不同容量的干式变压器承载相同的负载时，假设两个不同容量的干式变压器承载相同的负载电流I(前提阈值是I小于容量较小的配电变压器的额定电流)。大容量的一台空载损耗为P10，短路损耗为P1K，额定负载电流为I1n。小容量的空载损耗为P20，短路损耗为P2K，额定负载电流为I2n。当两台干式变压器损耗相等时，即P1=P2，则P10(I2/I21n)P1K=P20(I2/I22n)P2K。(4)临界负载电流I”可以通过求解方程(4)得到：(5)当负载电流II”时，大容量的损耗较小。3 110 kV终端变电站主变压器运行方式的选择新建110kV终端变电站一般安装两台主变压器，多数情况下负荷较轻。根据2.1节，为了降低干式变压器的损耗，以黄埔供电局某110 kV变电站为例，当两台主变压器的平均负载电流I为时，两台主变压器的型号为SFZ8-40000/110，空载损耗P0=32 kW，短路损耗PK=162 kW，额定电流In=2200 A . I=691 A，代入(3)。也就是说，当每台主变压器的平均负载电流小于691 A时，一台主变压器带全站负载，另一台主变压器备用切换的运行方式可以降低变电站主变压器的总损耗。当每个mai的平均负载电流 #p#分页标题#e#
4台10 kV配电干式变压器运行方式的选择一些新建的商住小区，建筑密集，报装负荷大。区内配电干式变压器之间的距离较短，配电干式变压器的损耗占区内配电网线损的比例较大。新建初期入住率低，负荷轻，分散。但小区内配电工程一般根据规划的电力负荷一步安装配电干式变压器，造成“大马拉小车”现象。另外，夏季高峰负荷比冬季轻，每年冬季都会出现“大马拉小车”现象。解决这个问题的传统方法是用容量小的干式变压器代替。比如用315 kVA配电干式变压器代替630 kVA配电干式变压器，并以某干式变压器厂的产品参数计算为例。SC3-630/10配电干式变压器参数为：P10=1 800 W，P1K=5 270 W，I1n=909.3 A；SC3-315/10配电干式变压器的参数为P20=1 200瓦，P2K=3 150瓦，I2n=454.7安.I "=260.2a，代入公式(5)。当负载电流小于260.2 A时，用315 kVA干式变压器代替630 kVA干式变压器，可以降低干式变压器的损耗。如果有两台相邻的630千伏安干式配电变压器，通过低压侧的联络线连接，两台干式配电变压器的负载将由其中一台供电，另一台关闭备用。根据公式(3)，可以得到I=375.8 a。如果联络线较短，联络线的损耗可以忽略不计。当单个配电干式变压器的平均负载电流小于375.8安时，可以采用上述方法来降低干式变压器的损耗。还假设有两台相邻的630 kVA配电干式变压器，并比较了上述例子中两种模式的总损耗。如果单个干式配电变压器平均为负
荷电流为200 A，按上例的前一种方式，用两台315 kVA的配电干式变压器代换630 kVA的配电干式变压器，则两台315 kVA配电干式变压器的损耗之和为： P2=2P20+2(I2/I22n)P2K=3619 W. 按后一种方式，则一台630 kVA配电干式变压器带400 A负荷，其损耗为 P1=P10+(I2/I21n)P1K=2820 W. 显然，如果有两台邻近的配电干式变压器，上例中的后一种方式比前一种方式干式变压器的总损耗小。由此可以推得，当每台配电干式变压器的平均负荷电流越小，上例中后一种方式降损效果越显著。 在实际应用中，用低压侧联络线的方式只需操作低压开关即可实现运行方式的转换。而更换干式变压器，不仅工作量大，而且还要有相当数量的备用干式变压器，效果还不如用联络线的方式好，经济上也不合算。用联络线的方法，可推广到邻近的多台干式变压器，只要作简单计算即可得出临界负荷电流，这里不详述。建议在小区配网设计上，增加低压侧的联络线，线径可按配电干式变压器的额定负荷电流的1/3～1/2考虑，施工时一步到位，建成后的小区配电干式变压器便可灵活转换运行方式了。 5 结论 a)对于新投运的110 kV终端变电站，如装有两台主干式变压器，当每台干式变压器平均负荷电流小于(3)式所计算的I′时，采用一台主干式变压器带全站负荷，另一台备用自动投入的方式，既可减少干式变压器损耗，又保证了供电可靠率。 b)对单台运行的配电干式变压器，当负荷电流小于(5)式所计算的I″时，可用更换成小容量的配电干式变压器的方法来减少干式变压器的损耗。 c)对于已安装有多台配电干式变压器新建的商住小区，建议采用低压侧联络线的方式。当相邻两台配变的平均负荷电流小于(3)式所计算的I′时，通过低压侧联络线由其中一台带全部负荷，另一台停电备用，其减少干式变压器损耗的效果较优。这种方法推广到相邻多台配电干式变压器的情况下应用，可以较大限度地减少“大马拉小车”造成的损耗。#p#分页标题#e#
