1 多臺(tái)變壓器聯(lián)合調(diào)度節(jié)能運(yùn)行工況特性

10kV配電變壓器在運(yùn)行過(guò)程中，其自身所產(chǎn)生的空載損耗和負(fù)載損耗共同形成變壓器運(yùn)行的有功損耗，會(huì)隨負(fù)載變化而發(fā)生非線性變化，其中：空載損耗是一個(gè)特定的系數(shù)，基本不會(huì)隨變壓器負(fù)載率的變化而發(fā)生變化;而負(fù)載損耗則是一隨負(fù)載波動(dòng)的變動(dòng)值，其與變壓器負(fù)載電流的平方呈正比例關(guān)系。在多臺(tái)變壓器聯(lián)合運(yùn)行過(guò)程中，總有一個(gè)最低點(diǎn)是負(fù)載系數(shù)最低點(diǎn)，也就是配電變壓器聯(lián)合運(yùn)行的綜合功率經(jīng)濟(jì)負(fù)載系數(shù)最低點(diǎn)。此處列出3臺(tái)10kV配電變壓器聯(lián)合運(yùn)行的負(fù)載損耗波動(dòng)曲線。

從圖1可知，當(dāng)10kV配電系統(tǒng)中有3臺(tái)配電變壓器聯(lián)合運(yùn)行時(shí)，如果負(fù)載處于Sa及以下運(yùn)行工況時(shí)，應(yīng)該選擇1臺(tái)配電變壓器運(yùn)行方式;當(dāng)負(fù)載處于Sa和Sb兩者之間時(shí)，應(yīng)選擇2臺(tái)配電變壓器聯(lián)合運(yùn)行方式;當(dāng)負(fù)載大于Sb時(shí)，應(yīng)選擇2臺(tái)配電變壓器聯(lián)合運(yùn)行方式，這樣其所帶來(lái)的聯(lián)合運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益將非常高。圖中，Sa、Sb等特征工況點(diǎn)容量，就成為10kV配電系統(tǒng)臨界負(fù)荷工況點(diǎn)，也是多臺(tái)配電變壓器聯(lián)合調(diào)度運(yùn)行的關(guān)鍵工況點(diǎn)。配電運(yùn)行人員在實(shí)際調(diào)度過(guò)程中，必須根據(jù)日晝、節(jié)假日、季節(jié)等時(shí)空特性，合理選擇多臺(tái)配電變壓器的聯(lián)合運(yùn)行方式，有效提高配電變壓器的電能轉(zhuǎn)換效率，降低系統(tǒng)損耗，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

2 10kV配電變壓器節(jié)能經(jīng)濟(jì)運(yùn)行措施

2.1 優(yōu)選節(jié)能經(jīng)濟(jì)型配電變壓器

在進(jìn)行10kV配電變壓器型號(hào)、容量等選型設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)在技術(shù)上可行的技術(shù)上，優(yōu)選控制損耗率較低的節(jié)能經(jīng)濟(jì)型產(chǎn)品。如：目前工程上應(yīng)用較成熟的S12、S13節(jié)能經(jīng)濟(jì)性配電變壓器，其同S9系列變壓器相比，其控制損耗約降低30%左右，控制電流則降低約40%左右，同時(shí)具有過(guò)載能力強(qiáng)，綜合節(jié)能效果較為明顯。S13-M-R系列的配電變壓器，其鐵損比較小，比較適用于運(yùn)行負(fù)荷波動(dòng)幅度較大的配電系統(tǒng)，能夠滿足現(xiàn)代配電系統(tǒng)負(fù)荷波動(dòng)較大的工程領(lǐng)域。

2.2 采用多臺(tái)配電變壓器聯(lián)合運(yùn)行節(jié)能經(jīng)濟(jì)調(diào)度方式

隨著10kV配電網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)模和容量的不斷擴(kuò)大，系統(tǒng)負(fù)荷容量變化也較為頻繁，且在各種運(yùn)行方式下的損耗也有很大差別，最優(yōu)運(yùn)行工況點(diǎn)和調(diào)度方式也應(yīng)隨其發(fā)生改變，以達(dá)到節(jié)能降耗的目的。要根據(jù)10kV配電系統(tǒng)的實(shí)際情況，合理計(jì)算出變壓器的最佳負(fù)荷運(yùn)行工況點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)負(fù)荷區(qū)，充分結(jié)合圖1所示采取多臺(tái)配電變壓器聯(lián)合經(jīng)濟(jì)調(diào)度運(yùn)行，按照負(fù)載從小到大的運(yùn)行特性，計(jì)算出不同負(fù)載區(qū)域的最佳變壓器運(yùn)行搭配臺(tái)數(shù)和調(diào)控運(yùn)行方式。嚴(yán)格按照國(guó)標(biāo)GB/T13462-2008中提出的有關(guān)配電變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)的概念和計(jì)算方案，合理根據(jù)綜合功率負(fù)載關(guān)系確定多臺(tái)配電變壓器聯(lián)合運(yùn)行的最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)域，避免出現(xiàn)“大馬拉小車”等稱非經(jīng)濟(jì)運(yùn)行工況出現(xiàn)，有效提高10kV配電變壓器供電安全可靠和節(jié)能經(jīng)濟(jì)性。

2.3 調(diào)整配電變壓器相間不平衡負(fù)載率實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

由于10kV配電變壓器及其供配電系統(tǒng)中，單相用電負(fù)荷所占比例較重，且隨著各種節(jié)能電氣設(shè)備、節(jié)能燈具等的廣泛推廣使用，10kV配電變壓器，尤其是公用配電變壓器其三相負(fù)載不平衡度較大，相應(yīng)引起的損耗較大，即：當(dāng)配電變壓器處于三相負(fù)荷平衡狀態(tài)時(shí)，其負(fù)載損耗可以簡(jiǎn)單認(rèn)為等于3倍I2R;而當(dāng)配電變壓器三相負(fù)荷存在嚴(yán)重不平衡時(shí)，則負(fù)載損耗可以簡(jiǎn)單認(rèn)為等于(I2a+I2b+I2c)R，尤其當(dāng)運(yùn)行在三相最大不平衡等惡性工況條件下，三相電流可以近似認(rèn)為Ia=3I，Ib=0，Ic=0，則此工況下變壓器負(fù)載損耗約等于9I2R，幾乎是三相平衡工況下負(fù)載損耗的3倍，這就說(shuō)明三相不平衡所引起的負(fù)載損耗非常大，是變壓器節(jié)能經(jīng)濟(jì)運(yùn)行研究的一個(gè)重點(diǎn)。通過(guò)合理的相間負(fù)載優(yōu)化調(diào)整，降低三相間負(fù)載不平衡度，使配電變壓器三相負(fù)載幾乎接近平衡關(guān)系，這樣就能獲得較好的相間平衡關(guān)系，降低配電變壓器運(yùn)行過(guò)程中的有功損耗和無(wú)功消耗，提高電能分配調(diào)度轉(zhuǎn)換效率。

2.4 進(jìn)行適當(dāng)無(wú)功補(bǔ)償

從10kV配電變壓器運(yùn)行工況及其與負(fù)載間的負(fù)荷曲線可知，配電變壓器的無(wú)功負(fù)荷主要集中在輕載或空載運(yùn)行工況，此時(shí)會(huì)產(chǎn)生勵(lì)磁無(wú)功，其消耗的無(wú)功容量約為配電變壓器額定容量的10%～15%。因此，可以采取集中無(wú)功補(bǔ)償措施，通過(guò)合理選擇SVC、SVG、TSC等無(wú)功補(bǔ)償裝置，將抵押無(wú)功補(bǔ)償電容器通過(guò)負(fù)荷開(kāi)關(guān)接到10kV配電變壓器母線側(cè)，在系統(tǒng)運(yùn)行在輕載或空載工況時(shí)，合理切投電容器來(lái)實(shí)時(shí)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，提高10kV配電系統(tǒng)的功率因素，有效降低配電變壓器的運(yùn)行損耗，同時(shí)達(dá)到提高端部低壓改善電壓質(zhì)量的節(jié)能經(jīng)濟(jì)效果。

3 結(jié)語(yǔ)

城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源供需矛盾日益突出，對(duì)于10kV供配電系統(tǒng)而言，推進(jìn)節(jié)能降耗技術(shù)措施和設(shè)備裝置尤為重要。10kV配電變壓器是10kV供配電系統(tǒng)中的核心電能分配調(diào)度設(shè)備，其節(jié)能經(jīng)濟(jì)調(diào)度運(yùn)行是電網(wǎng)系統(tǒng)節(jié)能研究的重中之重。結(jié)合工程實(shí)際情況，合理采取優(yōu)選節(jié)能性配電變壓器、多臺(tái)配電變壓器聯(lián)合經(jīng)濟(jì)調(diào)度運(yùn)行、優(yōu)化調(diào)整三相負(fù)荷、進(jìn)行適當(dāng)無(wú)功補(bǔ)償?shù)裙?jié)能措施，降低10kV配電變壓器運(yùn)行損耗，達(dá)到節(jié)能降耗經(jīng)濟(jì)調(diào)控運(yùn)行的目的，對(duì)建立節(jié)約型社會(huì)有著非常重要的工程實(shí)踐應(yīng)用研究意義。