變壓器損耗公式得出耗電能量

遼寧省東港市北井子變電所原有2臺4 000 kV·A主變壓器，主要負荷是灘涂養(yǎng)殖、鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)與居民生活用電等。由于2003年新上了一家小型鈦合金精煉廠（變壓器總容量為2 450 kV·A），因該廠的用電負荷不固定且隨意性很大，變電所原有的2臺主變壓器并列運行時還可以滿足其用電需要，但該廠2004年又要新增3 500 kV·A負荷，這樣，該變電所原有的主變壓器容量已不能滿足需要，必須增加變電所主變壓器的容量。對于該變電所增容改造，是再增加1臺4 000 kV·A主變壓器，還是將其中1臺4 000 kV·A主變壓器換成1臺6 300 kV·A主變壓器，這是我們遇到的問題。由于農(nóng)村電網(wǎng)用電負荷有很大的不穩(wěn)定性，一般來說，增加1臺4 000 kV·A的變壓器無可非議，道理也很簡單：一是運行方式較靈活；二是隨負荷變化而停運1~2臺主變壓器以降低變損也較方便；三是事故范圍可以縮小，若1臺發(fā)生故障，其他2臺可隨時投入運行。但通過計算就會發(fā)現(xiàn)，采用1臺6 300 kV·A和1臺4 000 kV·A主變壓器（方案1）運行，比用3臺4 000 kV·A主變壓器同時運行（方案2）有很好的經(jīng)濟性，從電網(wǎng)的發(fā)展情況看也有很大的益處。
現(xiàn)以目前該變電所正在使用的SJL型主變壓器為例，其額定功率損耗為
SJL—4000/60P01=6.7 kWPK1=30 kW
SJL—6300/60P02=9.8 kWPK2=50 kW
這樣，我們就可以根據(jù)變壓器的損耗公式得出其年運行耗電能量。
考慮到每年春節(jié)用電和其他月的養(yǎng)殖用電等因素，結合我們掌握的2003年該廠用電負荷看，北井子變電所的2，5，6，10，12月用電負荷較大，2臺4 000 kV·A變壓器并列運行，即T1=3 624 h，而其他7個月為單臺4 000 kV·A變壓器運行，即T2=5 136 h。如果鈦合金精煉廠全面生產(chǎn)而變電所2臺主變壓器并列運行，并且假設運行負載率β為0.7，那么，相對應的方案1為：6 300 kV·A變壓器有 3 624 h帶70%負荷，單臺運行時有5 136 h帶80%的負荷，而4 000 kV·A的變壓器同樣有3 624 h帶70%的負荷。這2種方案的主變壓器年損耗電能量，方案1為405 193.4 kW·h，方案2為456 201.2 kW·h。
從2種方案的主變壓器年損耗電能量比較看，采用1臺6 300 kV·A和1臺4 000 kV·A變壓器，按鈦合金精煉廠的隨意性用電分別作并列、單臺運行，將比采用3臺4 000 kV·A變壓器運行每年節(jié)電51 007.8 kW·h。如果折合成電費，按售電價每千瓦時0.45元計算，每年可節(jié)約22 953元。如果采用S9或S11型節(jié)能變壓器，經(jīng)濟效果將更佳。
從投資上看，1臺6 300 kV·A主變壓器大約需35萬元，比購1臺4 000 kV·A變壓器多花15萬元。但反之又節(jié)省了1臺4 000 kV·A變壓器約20萬元，加之省去一次架構、二次架構、熔斷器、隔離開關、斷路器等約20萬元，2種方案的總投資相差35萬元。如果用這筆差價資金是完全可以解決6 300 kV·A變壓器的一次開關保護和二次保護及互感器、斷路器的更換問題。這樣，采用方案1不僅降低了主變壓器的電能損耗，也大大提高了變壓器的保護水平，而且還節(jié)省了大量的投資。
從安全運行角度看，2臺變壓器的運行管理較3臺變壓器運行管理容易得多。由于設備減少了，發(fā)生事故的概率也相應減小了許多。如果從系統(tǒng)發(fā)展和負荷增長的角度看，變電所變壓器的容量將逐年增大，特別是農(nóng)電系統(tǒng)的變電所，2臺同容量變壓器在負荷變化時并列或單臺運行的占80%以上，而且都有增容的趨勢。就目前已有4 000 kV·A以下容量的變壓器，因其容量過小，已無法再與其他容量的變壓器并列運行，有的雖然可以勉強并列，但也極顯其容量的不足，將被逐步淘汰。因此，在新購置主變壓器時，建議容量以5 000 kV·A以上為宜。當然，這也要考慮實際情況而定。這樣，對于以后新建和擴建的小型變電所之小容量變壓器，就可從本系統(tǒng)內(nèi)來調(diào)劑解決。因為購1臺6 300 kV·A主變壓器可替換下來1臺4 000 kV·A主變壓器，如果購1臺8 000 kV·A主變壓器可以替換下2臺4 000 kV·A或2臺3 150 kV·A主變壓器。
此外，由于變壓器的故障率較低，而且檢修周期也長，加上農(nóng)村用電負荷絕大多數(shù)為三類負荷，那么，對于一個變電所乃至于一個農(nóng)電局無備用變壓器或備用容量不足的問題，可用替換下來的變壓器集中備用來解決。這樣，既可以減少設備的占用量，又具備了備用條件，這對提高電力企業(yè)的經(jīng)濟效益也是十分有利的。