小型变电所增容主变压器进入21世纪以来,随着改革开放的深入发展、农村经济的腾飞和农村电网改造工程带来的优势,使农村的用电负荷急剧增加,特别是乡镇企业的再度崛起,使一部分变电所的主变压器在严重超负荷运行,其现有容量已远远满足不了这日益急聚增长的用电负荷需要,已经到了必须增加变电所主变压器容量的程度。像东港市农电局北井子变电所就属于这种情况,这个变电所原有两台4000KVA主变压器并(解)列运行,主要负荷是滩涂养殖和乡镇工业与居民用电。由于去年新上了一个小型钛合金精炼厂(变压器总容量为2450KVA),但这个钛合金厂的用电负荷不是固定不变的,随意性很大,变电所原有的两台4000KVA变压器并列运行时还可以满足其用电需要。但,该厂今年又要新上3500KVA的变压器负荷,需要再上增加一台4000KVA的变压器容量。而该变电所原有的主变容量就不能满足需要了,必须增加变电所主变压器的容量。对于这样的变电所增容改造,是再增加一台4000KVA主变好,还是将其中的一台4000KVA主变换成一台6300KVA主变好,这是我们经常遇到的问题,但,这个问题往往又不被注意。由于农村电网用电负荷的不稳定性很强,一般来说增加一台4000KVA的变压器无可非议,道理也很简单:一是运行方式较灵活;二是随负荷变化而停运一至二台主变压器以降低变损也较方便;三是事故范围可以缩小,若一台发生故障,其它两台可随时投入运行。但事情往往并非如此,我们只要通过简单的计算就会发现,采要一台6300KVA和一台4000KVA两台主变(方案AⅠ)运行,比用三台4000KVA主变同时运行(方案AⅡ)有很大的经济性,从电网的发展情况看也有很大的益处,可以不必再增加场地和附属设备等。
现以目前该变电所正在使用的SJL型主变压器为例,可知其额定功率损耗为:
SJL—4000/60P01=6.7KWPk1=30KW
SJL—6300/60P02=9.8KWPk2=50KW
这样,我们就可以根据变压器的损耗公式得出其年运行耗电量为:
A=(PO+β2PK)T.(KWH)
考虑到2月份的春节用电和其它月的滩涂养殖用电等因素,结合我们掌握的的2003年该厂随意性用电负荷看,北井子变电所的2、5、6、10、12月用电较多,变电所为两台4000KVA变压器并列运行,既T1=3624小时,而其它7个月为单台4000KVA变压器运行,既T2=5136小时。如果钛合金厂全面生产而变电所两台主变压器(4000KVA+6300KVA)并列运行的话,并且假设运行负载率为β=0.7,那么,相对应的方案AⅠ为:6300KVA变压器有3624小时为70%负荷,单台运行时有5136小时为80%(β′=0.8)负荷,而4000KVA的变压器同样有3624小时为70%的负荷(β〃)。这两种方案的主变压器年损耗电量分别为:
AⅠ=(P02+β2PK2)T1+(P02+β2PK2)T1+(P01+β2PK1)T2
=(9.8+0.62×50)×3624+(9.8+0.82×50)
×5134+(6.7+0.62×30)×3624
=405193.4(KWH)
AⅡ=3(P01+β2PK1)T2+2(P02+β2PK2)T1
=3(6.7+0.62×30)×3624+2(6.7+0.82×30)×5134
=456201.2(KWH)
AⅡ-AⅠ=456201.2-405193.4=51007.8(KWH)
从两种方案的变压器年损耗电量比较看,相差51007.8KWH.由此看来,采用一台6300KVA和一台4000KVA变压器按钛合金厂的随意性用电而并解列运行,将比三台4000KVA变压器运行年节电51007.8KWH.如果折合成电费,按该变电所平均售电单价0.48元计算,每年可节约24483.75元。如果采用S7、S9或S11型节能变压器,经济效果将更佳。
再从投资上看,一台6300KVA主变压器大约需35万元左右,比购一台4000KVA主变压器多花15万元。但,反之,又节省了一台4000KVA变压器约20万元,加之省去一次构架、二次构架、熔断器、隔离开关、主二次开关等约20万元,两种方案的总投资相差35万元。如果用这笔差价资金是完全可以解决6300KVA变压器的主一次开关保护和二次保护及互感器、开关的更换问题。这样,采用第一种方案不仅降低了主变压器无故的电能损耗,也大大提高了变压器的保护水平,而且还节省了大量的投资,可谓一举多得