變電站主變的經濟運行方案探究

路璐 劉煒

摘 要：主變的經濟運行就是要盡量降低主變運行過程中的損耗，提高經濟效益。本文首先分析了變電站的主變運行相關的內容，然后從理論上解析了經濟運行的理論計算；最后通過對具體某縣區的電網主變不同運行方案的對比，進一步闡述了經濟運行的意義和經濟效益。

關鍵詞：主變；經濟運行；方案

1 變電站主變的運行分析

由于電網中電能的使用量是隨時間變化的，變壓器運行時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行經濟性是不同的。通常我們將變壓器由滿負荷到空負荷運行區域分為經濟運行區域、不良運行區域和最劣運行區域。我們將變壓器的工作負荷與其額定負荷的比值稱之為該變壓器的負載系數。不同的負載系數對應著不同的功率損失和工作效率，我們將工作效率最高時的負載系數稱之為最佳負載系數。

我們研究主變的經濟運行的必要性是什么呢？下面從三個方面進行簡要分析：1開展變壓器經濟運行工作是節能減排工作的重要組成部分。隨著工業的發展與經濟的進步，能源短缺問題與環境壓力問題成為當今影響全球持續發展的主要問題。近年來，我國加大了節能減排力度，要求電力系統減少損耗，開展變壓器經濟運行工作就是電力系統節能降耗的一個重要組成部分。2開展變壓器經濟運行工作是積極應對當前經濟環境的重要措施。近年來，受金融風暴的影響，部分省的供電量出現了同比下滑的趨勢，部分變電站出現大馬拉小車的現象，需要采用相應的技術與管理手段，來改變這種高損耗現象。3開展變壓器經濟運行工作是電力工業深化改革與市場發展的必然選擇。變壓器經濟運行涉及到備用容量、無功支持等電力市場輔助服務項目。在現有環境下，這些項目單純依靠行政命令等手段很難達到較好的運行空間，需要運用技術、法律與市場等多種手段，促進變壓器的運行方式進一步優化。

2 變壓器經濟運行的理論計算

在實際運用中由于電網中總功率波動較大，通常會選擇兩臺變壓器并聯運行的方式。下面分別具體介紹一臺變壓器和兩臺變壓器同時運行時的情況。

無論是一臺主變還是多臺主變運行，損耗都是隨著用電量的改變而變化的。當一臺變壓器單獨運行時，如果總負荷功率為S，每臺變壓器的空載損耗時為△P0，每臺變壓器的負載損耗為△PK，每臺變壓器的的額定容量為SN時，則有功損耗

△Pt=△P0+（△PK/SN）×S2；

如果是兩臺主變并列運行，這時有功損耗為：

△Pt=△P01+△P02=×S2；

我們從數學的角度看，有功功率損耗是關于總負荷功率的二次函數，假設主變A和B的容量相同，在A和B單獨運行和并列運行時的功率損耗如圖所示（見圖1）。

通過圖像可以直觀的看出電網負荷小于S1時，主變A單獨運行最經濟；當電網負荷在S1到S2之間時主變B單獨運行最經濟；當電網負荷大于S2時A、B并列運行最經濟。在實際應用中，隨著負荷的變化要實時改變運行方案，使得運行經濟性盡量提高。在確定經濟運行區時首先要保證在主變的容量范圍內。

3 不同方案的對比

對于農村地區的用電情況比較復雜，用電總量不是很大，且電網損失比重卻比較高，對于該類地區的主變設置就應該根據具體的情況而綜合考慮。通過調查我們了解到某縣E地區和F地區年用電情況如下表（見表1）。

表中反映了該縣E區和F區不同時期的用電情況，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區設置兩臺10000千伏安的主變，低谷時期僅一臺主變運行；F區設置兩臺10000千伏安主變，低谷期一臺主變外加2000千伏安主變并列運行。以上面已知統計數據為基礎，可以計算出在不同主變運行情況下經濟效益。可算得E區低谷時期主變損耗約為70萬千瓦時，按照目前電網收費0.49元每千瓦時計算，直接經濟損失達到34萬元。F區年低谷時期電能損耗為20萬千瓦時，直接經濟損失9.8萬元。E區和F區兩地的年均負載相差不多，但通過不容的主變運行方式可使得F區的經濟損失下降20多萬元，僅為E區的29%。由此可見，合理的主變運行方式可有效降低電能的損耗，從而降低經濟損失。

從投入和產出的角度講，增加一臺2000千伏安的主變總投資約為47萬元，按照以上所得計算結果只需兩年就可將投入收回。在主變經濟壽命期內粗略估算可獲得剪輯效益400多萬元。從節能的角度講，可以每年節約電能50萬千瓦時，減少二氧化碳等有害廢氣排放幾百噸，對環境也是大有裨益的。

4 結束語

變電站主變的運行主要考慮其電能的損失，電能的損耗越小經濟效益自然就越高。主變的運行方案的合理選擇可以提高經濟效益，還能為電網提供更加優質的供電效果，同時還間接的減少了環境的污染，可謂是一舉多得。在今后的主變經濟運行中還有很多工作要做，要進一步克服技術、網架、管理等薄弱環節的影響，開展基礎性分析研究和技術手段的應用，同時要強化管理，切實推進主變的經濟運行工作。