基于唐山港13#变电所增容改造的变压器选配及经济运行

2021-06-30李新秀

商品与质量 2021年24期

李新秀

唐山港集团股份有限公司河北唐山 063611

2017年唐山港码头库场冷藏箱业务增加，用电量进一步增长，13#变电所容量已经不能满足使用需求，且用电高峰期常电力供应不足，制约冷藏箱业务的发展。故提出对变电所增容改造。

1 增容改造规划

原13#变电所为S9-630kVA变压器，查阅变压器近4年增加用电设备状况，结合电网负荷、设备容量、用电需求、功率因数等，计算得到以下参数：全所电流=1941.6A；无功计算负荷=790.7kvar；有功计算负荷=926.3kW；视在计算负荷=2151.8kVA。

1.1 总负荷

计算负荷需确定好有功、无功计算负荷系数，这里取常值，有功计算负荷系数0.9，无功计算负荷系数0.93[1]。由此得到总有功计算负荷：926.3kW×0.9=833.7kW，计算总无功计算负荷790.7kvar×0.93=735.35kvar，计算总视在计算负荷：，计算总电流值为1689.2A。

1.2 无功补偿

无功补偿需计算好降压变压器功率损耗、补偿容量、补偿后各参数变化。

变压器功率损耗：

计算变电所高压一侧的负荷，计算结果为：视在功率=1168kVA，有功功率=850.4kW，无功功率=802kvar。测算高压方面的功率因数0.73，远小于前文所述0.9，故增容后需进行无功补偿。

容量计算上，若功率因数升至0.92，计算得到低压侧无功补偿容量375.1kvar，为满足需求，近似取低压无功补偿容量380kvar。补偿之后，发现视在功率转为906.3kVA，有功功率损耗13.5kW，无功功率损耗54.3kvar。高压侧计算负荷，补偿之后的数据为：视在功率转为941.2kVA，电流54.2kW，功率因数0.9，符合实际使用需求。

1.3 设计变压器容量

13#变电所设单一变压器，要求变压器额定容量需满足各设备同时运行需求，要求额定容量在941.2kVA以上，故选择1000kVA变压器可满足基本需求（短时间）。选择1000kVA以上变压器，单主变压器要求容量可控制在1250kVA。若变电所采取双变压器配合方式，则单个变压器容量应满足额定容量在60%的视在功率以上，单个变压器单独运行应满足不同级别视在功率要求，但目前变电所没有此类变压器，并结合近4年用电设备同时使用时间、使用效率状况分析，发现各设备同时使用几率较高，结合使用时变压器容量为单台电机功率3-5倍，且冷藏箱业务未来必然进一步扩大发展，故变压器增容不仅要满足现有设备运行需要，还要考虑到未来用电设备增加对变压器的需求，变压器容量可追加一个1.3-1.4系数，总容量达到1300-1400kVA更为合适。

2 变压器容量及数量选配

针对13#变电所供电现状，现提出三种变压器增容方案：①新购置大变压器一台；②新购置普通变压器两台；③原变压器保留一台，再购置一台普通变压器。对三种增容方案比较分析，发现：①供电灵活性差，投资额约12万，原630kVA变压器闲置；②供电灵活性好，投资额约12.5万，原630kVA变压器闲置；③方案各项技术性指标都符合使用要求，且投资额约6.5万，且将原有630kVA变压器利用上。

综上所述，采用第三种方案，原变压器保留一台，再购置一台普通变压器的方式整体经济投入明显低于前两种方案，且第三种方案各项技术指标均满足使用需求，其变压器增容效果较为理想。

3 变压器经济运行

分析变压器经济运行主要是在控制传输电量相同的环境下，控制各项指标相同，并择优选取最佳的运行方式，对负荷合理调整，将变压器电能损失控制在最低范围内，以此减少电力运送的成本投入，提高经济效益。也就是说需要采取多种措施，充分发挥变压器的能效，使其可以在一定情况下减少变压器的投资，以满足基本的设备用电需求。在实际变压器管理工作中，要强化供电和用电的科学管理，以此达到节省电能，提高变压器功率因数，提高其经济效益的整体目标。在本文案例中，选择的变压器增容方案为保留原变压器一台并购置一台变压器，原变压器型号是630kVA的变压器，新购置的变压器为S11型800kVA变压器[2]。

考虑到冷藏箱集中出港，此时用电需求将大大下降，变压器管理可以针对单台变压器运行的经济负载系数，经济运行区等相关特性，考虑到冷藏箱、库场高杆照明、办公楼各个地区的用电情况负荷不同，合理分配两台不同容量变压器，要求变压器和变压器彼此可以独立运行，以此实现变压器整体的经济运行，在冷藏箱量较少时减少对冷藏箱的电力供应，控制电力成本。此外，还可以对高杆照明等进行节能技术改造，采用节能的LED替代高压钠灯等方式进一步降低变电所总负荷。在本文案例中，某段时间，变电所实际负荷570kW，变压器切换为只运行S11型800kVA变压器，照明灯具改造后，冷藏箱业务少的某段时间，实际负荷达450kw，期间对变压器机房则切换到S9型，630kVA变压器单独运行，大大减少了不必要的电力资源浪费。