周瑞海
(江苏省科学技术情报研究所,江苏南京 210042)
配电变压器作为电力系统和用户广泛使用的电气设备,在电力输送、分配和使用过程中发挥着重要的作用。根据负载情况,一方面要正确选择配电变压器的容量,使其经济运行,减少变压器在运行中的损耗;另一方面又要保证变压器长期安全可靠的运行。除了选择变压器的种类、性能外,变压器容量的确定是最重要的问题,在用电高峰季节,江苏省科学技术情报研究所现有的变压器已经面临超负荷运行,需要更新、提高运行负载能力。本文就确定变压器容量的问题进行探讨。
江苏省科学技术情报研究所在10 多年前建立了配电房,当时用2 台式在功率为160kVA 10/0.4kV 干式变压器,使用到现在。2006 年,所办公大楼进行了加层改造(在原来3 层的基础上加盖了2 层,变为5 层楼),使用面积大幅增加,用电设备增多,负荷紧张状态进一步加剧。
由于省网管中心设在所内,不能停电,有2 路供电,分别接入2 个变压器,分列运行。遇到一条供电线路停电、配电故障或检修变压器时倒闸操作中2 台变压器不可并列运行,必须停一回路供电,待倒闸操作结束后恢复供电。但1 台变压器在用电高峰时不能承担全部用电负荷,必须停止使用部分用电设备;或在用电高峰季节,必须主动停止使用部分用电设备,从而对本所部分场所的工作产生影响。
据实际统计,目前全所现有用电设备(包括空调、开水炉、电梯、电脑、照明设施、机器设备等)总功率大约为870kW。根据多年配电房值班记录统计,在夏天用电高峰时,全所实际需要使用负荷最高位320~400kW,只占用电设备总功率的37%~46%,但负荷最高时已经超过现有2 台变压器承受负载的25%。由此可见,本所配电变压器的更新扩容是必要的。
由于本所特点,必须采用2 台变压器分列运行模式,这种模式计算变压器容量可按平分原则。每台变压器的容量S 可按下式估算:
S=pkηcosØ
式中:
S—变压器容量;
p—用电设备总容量;
k—同时投入运行设备的实际容量与用电设备总容量的比值,结合本所实际情况,pk 指可用本所历年配电房值班记录统计的最高记录加上可预见到用电设备容量的,取440kW 的一半,即220kW;
η—用电设备的效率,取0.85;
cosØ—用电设备的功率因素,针对本所用电设备的特点,办公设备较多,功率因素可取0.9。
根据上面讨论,每台变压器的容量估算为290kW。
经查,目前适合江苏省科学技术情报研究所使用的国标GB-1094-79 规定的三相变压器容量有160kW,200kW,250kW,315kW,400kW 等类型。
通过以上讨论,可得出如下结论:
(1)可以选用2 台315kVA 10/0.4kV 的变压器分列运行。如2 路负载均匀,每台变压器的负荷率为0.70,由于负荷率小于0.75,可以超负荷40%连续运行6 个小时,可以负载315×140%=441kVA。这样,如果遇到停电、配电故障或者检修变压器的时候,通过倒闸操作,使得全部负荷由1 台变压器负载可以运行6 个小时。
(2)可以选用1 台400KVA 10/0.4KV 的变压器和1 台原来的变压器分列运行,只要负载分配合理,这样的选择,一次性投资比较少。通常情况下可以安全运行,原来的变压器一路停电、检修时,通过倒闸操作,新的变压器一路完全可以负载全部负荷运行6 个小时。一旦新的变压器一路停电、检修时,必然回到更新、扩容前的状况。
本文的最终结论是,在经济条件允许的情况下,采用第1种选择,一步到位,否则可以按照第2 种选择,分步更新。
[1]周文森,黄金屏,陈岫.新编实用电工手册[M].北京:北京科学技术出版社,2000.
[2]戴瑜兴,黄铁兵,梁志超.民用建筑电气设计数据手册[M].2版.北京:中国建筑工业出版社,2010.
[3]徐伟,屈卫民.变压器选用中的几个问题[J].山西电力,2001(3).
[4]张晖婷.配电变压器的选用及经济运行问题探讨[J].科技与企业,2014(10).
[5]何孝田.变配电设计和有关变压器标准的关系[J].电气工程应用,2006(2).
[6]王莉,袁秀,付立峰.10kV/0.4kV 配电型变压器的设计[J].电气技术,2009(6).
[7]穆广祺.变压器主要可变性能指标的优选原则[J].山西电力,2004(6).