唐家祥
（泉州配售电有限公司，福建 泉州 362000）
引言社会经济的快速发展对电力能源供应提出了更高要求，在电力生产和供应过程中，资源消耗巨大，对电力行业的可持续发展造成巨大威胁。变电站主变压器的运行经济性直接影响着电网经济效益，为解决电力资源的供需矛盾，必须采取有效措施降低电网消耗，特别是主变压器的消耗。选择合理的主变压器运行方式，可以实现经济运行目标，在为社会经济发展提供稳定支持的同时，将各项不必要的能耗降至最低。因此，有必要对变电站的主变压器经济运行方式进行研究。
本文以福建泉州某供电公司为例，该公司负责某自供区35 kV、10 kV 输配电设备运维管理及供售电服务。目前供区维护管理7 条35 kV 供电线路、5 条10 kV 供电线路，共有用电企业15 户，2020 年实现销售电量18 427 万kW·h，2021 年销售电量15 360.41万kW·h。
变压器的经济运行变压器的经济运行是一种使变压器运行费用最低化的运行方式。就牵引变电所而言，变压器的备用量很大，如果变压器都投入运行，变压器的负荷率很低，此时变压器的工作效率也会很低，是不经济的。因此，要想使变压器始终保持在较高的效率下运行，就必须对其运行状态实施科学管理，根据负荷的变化，调整好变压器的工作台数，使变压器始终工作在经济运行状态。
1 项目改造的必要性和可行性1.1 必要性福建泉州某供电公司35 kV/10 kV 开关设备运行年限已近20 年，设备陈旧、维修成本高，继续运行存在较大安全隐患，不能保障某供区供电安全可靠运行。35 kV 高压室现有出线间隔已满，满足不了新增业扩客户需求。利用现有高压室进行改造，存在改造空间有限、安全距离不够、工期长及作业不安全问题，不具备现场改造条件，需重新建设35 kV/10 kV 高压开关室以满足新设备的安装要求。该改造工程符合《福建省电力设施建设保护和供用电秩序维护条例》规定。项目的建设对促进某供电公司自供区产业结构、技术结构等的调整优化有着积极的推动意义。
1.2 可行性分析经对自供区水电站3 号机近10 年（2010—2020年）发电量的观察，3 号机总发电量约60 000 万kW·h。当自供区水电站单独开3 号机组发电时，采用110 kVⅠ、Ⅱ段母线并列方式运行，3 号机组所发电量基本在自供区自供销售；只有少量上省网；丰水季节，自供区水电站同时开1 号、2 号、3 号机组发电，需采用110 kVⅠ、Ⅱ段母线分段方式运行，3 号机组所发电量只能全部上省网；通过多年统计，3 号机组发电量约30 000 万kW·h 通过山泉线直接送入省网。近10 年自供区水电站发电量送入省网约50 000 万kW·h，因此，3 号机发电量占自供区水电站送入省网的电量达60%。自供区用电近10 年来也有所发展，但增加量不大，用电量由2010 年的16 000 万kW·h 增加至2020年的21 000 万kW·h。水电站发电量能直接在自供区内消化的基本上是1 号、2 号发电机的电量，两台机组多年平均发电量约10 000 万kW·h。
1.3 项目改造的基本情况以及方案（见下页图1）配变是电网向用户供电的载体，配变的经济运行是企业降低电力成本要素。配变相对于其他电气设备而言，其运行效率是很高，但运行中自身也会产生损耗，而变损大小与运行效率有关。从降损角度讲，配变的满载运行其效率并非最佳，若长期满载运行，不仅效率下降，而且还会增加变损，长期超载还会缩短使用寿命，甚至可能酿成事故。
理论与实践表明，配变负载系数与运行效率有关，只有当配变负载系数为50%时，运行效率最高，或且说，配变运行中只有铁损等于铜损时，效率最高，变损最小，这表明提高运行效率，将蕴涵着降损的潜能。
然而事物总是一分为二，如果仅一味强调提高运行效率，这虽然能降低变损，却往往忽略了一个敏感而实际的问题，即如何减少设备一次性投资和容量电费。
在自供区水电站110 kV 升压站靠水库右岸防汛公路旁空地上新建1 座35 kV/10 kV高压室。因该项目建设用地土地使用权证归属调政府水资源配中心所有，经与水资源调配中心沟通协调，同意由水资源调配中心出资新建一座单层钢砼结构房屋，房屋建成后再以租赁形式出租给福建泉州某供电公司用于该项目35 kV 配电装置室设备用房。项目建筑面积270 m2，层高5 m，建设占地面积约为1 600 m2。
项目拟新建安装35 kV 高压开关柜23 台及相应二次保护装置；新建安装10 kV 高压开关柜17 台及相应二次保护装置；新建安装2 套10 kV 高压无功补偿装置；迁移2 台35 kV/10 kV 变压器。
改造现有35 kV 配电装置室用于35 kV/10 kV 变压器10 kV 侧配电装置室及保护装置室。
升级改造供区5 条10kV配电线路总计约6000m。
1.4 投资预算项目预计动态投资金额为1 570 万元，其中建筑工程投资金额300 万元（含新建35 kV 配电装置室房屋建设金额120 万元）；电气设备投资金额1 000 万元；10 kV 配电线路改造投资金额270 万元。项目建设资金由自供区供电公司自筹。
1.5 项目改造的经济性35 kV/10 kV 高压室及10 kV 线路改造工程的效益主要体现在保障供区供电安全性上。同时，35 kV/10 kV 高压室开关设备更新改造后，增加了出线间隔，可满足新增业扩客户需求，提高供电规模和供电收益。
2 改造过程福建泉州某自供区用电由自供区水电站1 号主变（50 000 kVA）和2 号主变（25 000 kVA）分别通过35 kVⅠ、Ⅱ段母线供电。因两台主变容量相差过大，阻抗电压不同，无法并列运行。当自供区水电站1 号主变年检或是35 kVⅡ段母线用电企业满负荷运行时，经常造成自供区水电站2 号主变过载的情况，使得水电站安全运行存在较大的安全隐患。长期以来，特别是在枯水期，当水电站不开机或只开1 号机组时，35 kV 母线电压低于额定值，电能品质无法保证，严重影响电力用户产品品质，同时也制约着自供区的发展。通过对自供区用户用电设备容量的初步调研和统计，当用电同时系数达1.0 时（正常情况约为0.7～0.8左右），电站35 kVⅠ、Ⅱ段母线的负载将分别达到42 000 kVA 和23 000 kVA，在夏天高峰段还会更高。为确保自供区水电站两台主变的安全运行，需对自供区用户负荷进行错峰用电或直接限制用电措施。
综上，水电站3 号主变非常有必要由双圈变改造成三线圈有载调压变压器。一是在枯水期通过有载调压来调升35 kV 母线电压，提高电能品质。二是在110 kVⅠ、Ⅱ段母线分段方式运行时，3 号主变可通过35 kV 侧向自供区部分负荷供电，从而避免了3 号机组发电量只能上国网的局面。价格方面，当前代购代销国网电价（0.360 2 元/kW·h）和自供区供电电价（0.416 元/kW·h）相差0.055 8 元，因此，改造后可节约售电成本，提高供电收入。
3 结论变压器的合理调整与经济运行，能在实际生产工作中给企业带来较大的经济效益，但必须选择高效节能设备。同时根据福建地区四季雨水变化较大的实际情况及用电负荷的高低及时调整负荷。二者结合起来，才能实现企业经营的最大效益。
