66kV变电站31500kVA主变压器节能降耗改造

李红军

(东北轻合金有限责任公司， 哈尔滨 150060)

变电所的供电变压器能耗的高低直接影响生产成本，供电电压稳定性又影响着工艺设备的控制精度，决定着产品质量。一般工业企业的供电损耗主要由变压器损耗(约占总损耗的70%)、各级输电导线上的损耗(约占总损耗的25%)和其余损耗(约占总损耗的5%)组成。因此,降低供电损耗，通常主要从减少变压器损耗和各级输电导线的损耗以及合理提高运行电压入手。

早在上个世纪80年代中期，国家就强制性地采用S系列低损耗配电变压器替代了高耗能变压器。从1998年开始，又用S9系列配电变压器取代了S7系列变压器。但从长远来看，传统结构的变压器在节能上已难有大的突破。近日通过中国电能成套设备公司(原国家电力设备部)在京召开的变压器高效节能新产品应用研讨会上了解到，新型S11及以上系列低能耗变压器在节能降耗方面取得了突破性进展，S10、S11系列将是高能耗变压器最好的替代产品。

我公司改造前供电变压器为两台前苏联50年代老型号TДГ66kV、31500kVA变压器，其能耗高、负载率低(最高仅为54%),严重制约着供电变压器的节能及设备的增容更新。此次进行改造，选用了SZF10有载调压变压器替代老型号变压器，保证了供电电压在基准电压以上5%～10%合理点运行，同时大大降低了变压器的能耗。

1 SZF10有载调压变压器的特点及精度控制

1.1 SZF10有载调压变压器的特点

线圈采用优质无氧铜材料、具有非常好的导电效果；铁芯采用优质冷轧晶粒取向高导磁硅钢片，45℃斜接缝压接，接缝及毛刺小于0.02mm；油箱采用磁屏蔽箱式油箱，片式散热器，底吹式风扇；150μm环氧树脂丙烯树脂涂料漆膜具有高附着、高腐蚀力；各种绝缘采用倒角无毛刺处理，能很好降低局放。由于采用以上先进优质工艺，SZF10有载调压变压器具有功率因数高、能耗低、过负载能力强、噪音低、热稳定性高等显著特点。

1.2 SZF10有载调压变压器电压调节精度控制分析

改造后1#SZF10、2#SZF10有载调压技术参数见表1。

表1 SZF10、31500kVA有载调压变压器调压技术参数

由表1参数指标可知1#、2#SZF10主变有载调压共分成16个有载调压挡位，采用国内先进有载调压器及并联控制器，分单台手动调节及自动联调两种调节方式。手动调节通过有载调压器实现，其中1～9(9a)挡为升压有载调、总升压调压范围为66 000～72 600V， 9a、9b、9c三挡为66 000V标准电压升压降压平滑过度区(66 000V标准工作挡位为9c)，9(9c)-17挡为降压8挡有载调压，总降压调压范66 000～59 400V，每挡有载调压精度可达1.25%，执行调整时间1s，有载调压精度可达1.25%；自动联调采用并联控制器自动控制两台有载调压器，使两台变压器实现同步、同幅值 调节，且控制器的响应精度达到20ms，且具有全数字显示及远方控制功能；现改造后设备运行稳定，电压调节精确稳定，控制电压稳定，确保在基准电压66 000V以上5%～10%最佳点，运行稳定节能降耗效果显著。

2 应用实践

两台变压器于2007年9月29日进行再线改造，于11月3日改造完毕，改造后1SZF10、2SZF10有载调压变压器运行至今，有载调压精度可达1.25%，变压器平均温升为20℃，比改造前降低15℃，变压器噪音低，平均负载率为75%比改造前提高25%，相当于增加了16 000kVA供电容量，变压器损耗大大降低，每月节省电费4～5万元。

3 节能降耗改造效果

3.1 改造前变压器损耗

改造前原TДГ66kV、31500kVA变压器技术参数见表2。

表2 改造前变压器技术参数

根据表2及变压器损耗公式可以计算改造前变压器功损耗：

2006年公司全年消耗总有功电量21 227万kW·h(两台变压器)、总额定容量63 000kV·A

平均负载率：β=全年总有功电量/变压器总额定容量×30(天)×24(小时)×12(月)=21 227×104/2×31500×30×24×12=39%(数据含义)

(1) 1TДГ有功损耗:

△Pb1=Po+Tβ2×Pd=67.96+1.2×0.392×192.5=103.0951kW

式中：T-负载波动系数(三班运转工矿企业T=1.2)。

一年综合有功损耗:

Pb1=△Pb×24×30×12=137.0591×24×30×12=890 741.664kW

(2) 2TДГ有功损耗 ：

△Pb2=Po+Tβ2×Pd=69.1+1.2×0.392×196.4=104.880 1kW

一年综合有功损耗:

Pb2=△Pb×24×30×12=104.880 1×24×30×12=906 163.693 1kW

1 TДГ和2TДГ一年综合损耗:

Pb=Pb1+Pb2=1 796 905.357kW

按平均电费0.56元/kW计算改造前年损耗电费为：

1 796 905.357×0.56=1 006 267.348元=100.626 7万元。

3.2 改造后有载调压变压器损耗

改造后SZF10、66kV、3150kVA有载调压变压器技术参数见表3。

表3 有载调压变压器技术参数

根据表3及变压器损耗公式可以计算改造后变压器有功损耗：

T-负载波动系数(三班运转工矿企业T=1.2)

(1) 1SZF10有功损耗 ：

△Pb1=Po+Tβ2×Pd=24.336+1.2×0.392×137.258=49.3883kW

一年综合有功损耗：

Pb1=△Pb×24×30×12=49.3883×24×30×12=426715.1726kW

(2) 2SZF10有功损耗 ：

△Pb2=Po+Tβ2×Pd=25.24+1.2×0.392×138.778=50.5698kW

一年综合有功损耗：

Pb2=△Pb×24×30×12=50.5698 ×24×30×12=436922.7312kW

1 SZF10和2 SZF10一年综合损耗：

Pb=Pb1+Pb2=426 715.172 6+436 922.731 2=863 637.903 8kW

按平均电费0.56元/kW计算改造后年损耗电费为：

863 637.903 8×0.56=48.364万元

改造后年节约能耗电费为：100.626 7-48.364=52.262 7万元

此次改造共计投资486.382 7万元，两台旧变压器回收折算费用为92万元，投资回收期T=(486.382 7-92)/52.262 7=7.5年(改造后新型SZF10有载调压变压器，负载率可以提高到75%～80%)

4 推广前景

如将全公司99台高能耗二级变电站变压器全部更换成S10、S11系列节能型变压器，每月将给公司节省电能耗30万kW·h，节约费用15万元，每年节省180万元，六年可收回全部投资成本。如采用以节能款支付设备改造投资，将会给公司带来更显著的经济效益。据有关专家推算，目前我国变压器的市场需求量为9 800万kW·A，如果全部由S10、S11系列型变压器替代传统变压器，每年可减少有功电量16.9亿kW·h，折合人民币8.6亿元。

[1]王士政.主编.工矿企业电气工程师手册[M].北京：中国水利水电出版社，2002.

[2]王宁会.电气工程师(供配电)实用手册[M].北京：机械工业出版社，2006.

[3]金代中.主编.电工速查速算手册[M]. 北京：机械工业出版社，2006.