根據(jù)供電區(qū)變電站負(fù)荷供給和輸出的情況，對(duì)干式變壓器的類型、數(shù)量和容量的選擇及其經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的門檻和要求進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)合實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行實(shí)例，介紹了電力干式變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與容量、數(shù)量選擇之間的安全經(jīng)濟(jì)效益關(guān)系，并提出了相關(guān)注意事項(xiàng)。關(guān)鍵詞：變電站；負(fù)載；干式變壓器；容量選擇；經(jīng)濟(jì)運(yùn)行概論1為了滿足社會(huì)用電和供電安全可靠的要求，在變電站新建、擴(kuò)建和干式變壓器增容的具體工作中，先要考慮的是根據(jù)變電站的供電負(fù)荷選擇干式變壓器的容量和數(shù)量；過大的容量選擇增加了干式變壓器本身及相關(guān)設(shè)備的購買、安裝、運(yùn)行和維護(hù)的投資，造成資金浪費(fèi)；容量選擇過小，不能滿足供電需求，使干式變壓器超負(fù)荷運(yùn)行，造成設(shè)備損壞，影響變電站外部供電的安全可靠；但數(shù)量少，不能滿足接線方式和供電可靠性要求，影響維修，缺乏必要的備用；配套設(shè)施過多增加投資，變電站布局困難，維護(hù)工作量增加，干式變壓器容量和數(shù)量選擇得當(dāng)，既節(jié)省了一次性建設(shè)投資，又有利于干式變壓器的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，降低運(yùn)行維護(hù)成本。結(jié)合干式變壓器維護(hù)和運(yùn)行的相關(guān)法規(guī)，結(jié)合作者在現(xiàn)場(chǎng)工作中的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提出了干式變壓器容量和臺(tái)數(shù)選擇應(yīng)遵循的原則及其經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的門檻和要求，比較了不同方案的經(jīng)濟(jì)技術(shù)和安全性，分析了干式變壓器容量和臺(tái)數(shù)選擇應(yīng)考慮的因素，并對(duì)供電負(fù)荷和干式變壓器容量和臺(tái)數(shù)的確定進(jìn)行了全面的安全效益分析。2電力干式變壓器容量和臺(tái)數(shù)的選擇原則變電站干式變壓器的容量和臺(tái)數(shù)是影響電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、供電安全、可靠性和經(jīng)濟(jì)性的重要因素。(2)干式變壓器容量和數(shù)量的選擇往往取決于地區(qū)負(fù)荷的現(xiàn)狀和增長率、一次性建設(shè)投資以及周圍上級(jí)電網(wǎng)或電廠提供負(fù)荷的能力。這取決于與之相連的配電設(shè)備的技術(shù)和性能指標(biāo)、負(fù)載本身的性質(zhì)和供電可靠性的要求、干式變壓器的單位容量成本、系統(tǒng)的短路容量、運(yùn)輸和安裝的門檻等。近年來，隨著干式變壓器制造技術(shù)的不斷提高，干式變壓器本身的質(zhì)量和安全運(yùn)行水平有了很大的提高；干式變壓器空載損耗大幅下降，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行時(shí)干式變壓器的負(fù)荷率持續(xù)下降家節(jié)能減排政策鼓勵(lì)企業(yè)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；我對(duì)新建、擴(kuò)建和干式變壓器擴(kuò)容的數(shù)量和容量選擇沒有明確具體的規(guī)定，也是一個(gè)隨著技術(shù)水平的提高而不斷完善的系統(tǒng)工程，一般按照常規(guī)經(jīng)驗(yàn)和規(guī)劃師的觀點(diǎn)進(jìn)行；結(jié)合相關(guān)法規(guī)和制度，筆者認(rèn)為一般應(yīng)考慮以下因素：(1)干式變壓器的額定容量應(yīng)滿足供電區(qū)域電力負(fù)荷的需要，即滿足所有電氣設(shè)備總計(jì)算負(fù)荷的需要，避免干式變壓器長期過載運(yùn)行。新建變電站干式變壓器的容量應(yīng)滿足5~10年計(jì)劃負(fù)荷的需要，防止不必要的擴(kuò)建和增容，減少因擴(kuò)建和增容造成的大面積、長期停電；對(duì)于具有高可靠性供電要求的變電站，較好一次安裝兩臺(tái)干式變壓器，并且 (3)雖然大容量干式變壓器單位容量成本低，但在高負(fù)荷密度供電區(qū)建設(shè)大容量變電站可以節(jié)省投資，容量越大效果越明顯；但為了保證供電的靈活運(yùn)行方式，需要考慮多個(gè)干式變壓器。單臺(tái)干式變壓器容量不宜過大或過小，應(yīng)預(yù)留因負(fù)荷發(fā)展而擴(kuò)容的可能性，實(shí)現(xiàn)變電站容量從小到大，干式變壓器數(shù)量從小到大；城市變電站三臺(tái)干式變壓器的運(yùn)行方式較為靈活可靠。(4)為了保證變電站靈活可靠的運(yùn)行方式，減少和方便備用容量儲(chǔ)備，便于與相連配電裝置的配合，便于檢修和維護(hù)，實(shí)現(xiàn)變電站的整體標(biāo)準(zhǔn)化和統(tǒng)一，干式變壓器容量的類型應(yīng)盡可能減少，一般不超過兩種。在此，建議城市供電變電站統(tǒng)一干式變壓器的容量等級(jí)。(5)在一定的容量范圍內(nèi)，損耗會(huì)隨著容量的增加而減少，但節(jié)省下來的電費(fèi)可能難以補(bǔ)償投資成本的增加，而且需要開關(guān)等配套設(shè)備的開合能力，因此干式變壓器容量的選擇應(yīng)考慮干式變壓器及其配套設(shè)備的一次性投資。(3)落實(shí)家降損節(jié)能政策，必要時(shí)計(jì)算經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式。(6)由于供電企業(yè)要求城市供電滿足N-1的可靠性準(zhǔn)則，干式變壓器容量的選擇既要滿足上述閾值，又要考慮事故和檢修條件下供電造成的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響，至少要滿足干式變壓器停電后，部分負(fù)荷可以轉(zhuǎn)移到周邊變電站，而不影響所有用戶正常用電需求的要求。(7)在供電企業(yè)的變電站密集區(qū)，由于變電站之間有接觸供電線路，可以相互辦理供電，干式變壓器的容量選擇可以適當(dāng)減少。在正常閾值下，它們可以在不同的區(qū)域供電。當(dāng)不能滿足供電輸出時(shí)，可以依靠周圍變電站通過聯(lián)絡(luò)線承擔(dān)部分負(fù)荷。但較終還是要考慮增加變電站的配電點(diǎn)或者增加干式變壓器的數(shù)量，逐步滿足負(fù)荷供電的要求。(8)對(duì)于低壓側(cè)有發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)的變電站，干式變壓器的容量也可適當(dāng)減小，但容量選擇應(yīng)考慮如下：當(dāng)區(qū)域負(fù)荷較小時(shí)，發(fā)電機(jī)組的額定容量可通過干式變壓器正常輸出到電力系統(tǒng)，干式變壓器的容量必須大于發(fā)電機(jī)組的發(fā)電容量；干式變壓器和發(fā)電機(jī)組的額定容量之和大于該區(qū)域的較大負(fù)荷；(3)發(fā)電機(jī)組停運(yùn)時(shí)，干式變壓器應(yīng)能保證所有負(fù)荷70%~80%的供電不受影響，并保證一、二次負(fù)荷正常用電；(4)應(yīng)與上層電網(wǎng)的設(shè)備參數(shù)適當(dāng)匹配，以滿足系統(tǒng)短路容量的要求。3電力干式變壓器的門檻和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要求 電力干式變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是在確保干式變壓器安全運(yùn)行和滿足對(duì)用戶供電質(zhì)量和可靠性的基礎(chǔ)上，充分利用變電站的設(shè)備條件，擇優(yōu)選取干式變壓器的運(yùn)行方式，降低干式變壓器本身的能量損耗，提高其電源側(cè)的功率因數(shù)，實(shí)現(xiàn)降損節(jié)能的目標(biāo)。供電負(fù)荷與干式變壓器容量和臺(tái)數(shù)的確定，關(guān)系到干式變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的方式；實(shí)施干式變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與變電站內(nèi)干式變壓器的臺(tái)數(shù)、容量和干式變壓器自身性能和損耗參數(shù)密切相關(guān)，是建立在確保安全可靠供電前提下的一項(xiàng)綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)活動(dòng)，貫穿電力干式變壓器從設(shè)計(jì)選型、運(yùn)行檢修到退役的整個(gè)過程；在變電站建設(shè)、擴(kuò)建和干式變壓器增容時(shí)就要考慮其相關(guān)的因素和條件；實(shí)施干式變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，就干式變壓器和變電站設(shè)備本身一般應(yīng)具備和滿足以下條件，在干式變壓器設(shè)計(jì)和選型時(shí)應(yīng)充分給予考慮。 （1）新建變電站分期建設(shè)，考慮負(fù)荷的增長，先期只有一臺(tái)干式變壓器時(shí)，要結(jié)合較終規(guī)模確定干式變壓器的容量，干式變壓器的負(fù)載率應(yīng)貼近較佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)域，一般在75%以下為較佳，若短期內(nèi)不進(jìn)行擴(kuò)建，干式變壓器不宜滿負(fù)荷運(yùn)行。 （2）并列運(yùn)行的多臺(tái)干式變壓器應(yīng)滿足并聯(lián)條件，即聯(lián)結(jié)組別與相位關(guān)系相同；電壓和變壓比相同，允許偏差相同，調(diào)壓范圍內(nèi)的每級(jí)電壓相同；防止二次繞組之間因存在電動(dòng)勢(shì)差，產(chǎn)生循環(huán)電流，影響容量輸出和燒壞干式變壓器。短路阻抗相同，控制在10%的允許偏差范圍內(nèi)(1)；容量比在0.5~2之間；保證負(fù)荷分配均勻，防止短路阻抗和容量小的干式變壓器過載，而容量大和短路阻抗大的干式變壓器欠載，短路阻抗的大小必須滿足系統(tǒng)短路電流的要求，否則應(yīng)采取限制措施。 （3）選用電力干式變壓器的技術(shù)參數(shù)，應(yīng)以干式變壓器整體的可靠性為基礎(chǔ)，綜合考慮技術(shù)參數(shù)的先進(jìn)性和合理性，兼顧對(duì)系統(tǒng)安全的影響，充分考慮干式變壓器自身固有的綜合損耗，在負(fù)載損耗基本相同時(shí)，盡量選用空載損耗小的干式變壓器，負(fù)載損耗滿足標(biāo)《三相油浸式電力干式變壓器技術(shù)參數(shù)和要求》(4)。 （4）電力干式變壓器在負(fù)載區(qū)域運(yùn)行時(shí)，其繞組、線夾、引線、絕緣油及絕緣部件的溫度不宜過高，在干式變壓器負(fù)載導(dǎo)則規(guī)定的溫度限值內(nèi)，避免高溫度下運(yùn)行，絕緣老化加快而縮短干式變壓器的壽命和引發(fā)損壞事故(3)。也要防止干式變壓器高溫度運(yùn)行，引起干式變壓器自身損耗過大，影響輸出效率，造成不必要的電能浪費(fèi)。 （5）在裝有備用干式變壓器的變電站，要選擇綜合功率損耗（應(yīng)該把干式變壓器的冷卻功率計(jì)算在內(nèi)）小的干式變壓器投入運(yùn)行，要按負(fù)載的變化規(guī)律，合理選擇較佳組合方式，要通過調(diào)整負(fù)載，提高負(fù)荷率，提高功率因數(shù)，使干式變壓器在經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)的優(yōu)選段內(nèi)工作。 （6）單臺(tái)干式變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)平均負(fù)載系數(shù)，β的上限為1，下限為Pk/Po，(其中Pk為干式變壓器空載損耗，Po為額定負(fù)載損耗)；經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)優(yōu)選運(yùn)行段的平均負(fù)載系數(shù)，β的上限為0.75，下限為1.33（Pk/Po）。 （7）干式變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行必須建立在安全可靠供電的前提條件下，備用干式變壓器應(yīng)有可靠的自動(dòng)投入裝置相配套，保證在相臨干式變壓器故障時(shí)自動(dòng)投入運(yùn)行，確保不中斷正常供電。 （8）安排干式變壓器并列運(yùn)行方式，要對(duì)聯(lián)絡(luò)開關(guān)的額定折斷容量進(jìn)行核算，防止系統(tǒng)短路故障時(shí)因開關(guān)遮斷容量不足而損壞設(shè)備，影響故障點(diǎn)的自動(dòng)隔離；分列運(yùn)行的母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)備用電源自投動(dòng)作時(shí)，應(yīng)能自動(dòng)斷開接入母線側(cè)的其它電源的開關(guān)。 4實(shí)例1：變電站的季節(jié)性負(fù)荷與干式變壓器的容量選擇 某農(nóng)業(yè)變電站，共110kV、35kV和10kV三個(gè)電壓等級(jí)，正常負(fù)荷為11MW，在農(nóng)灌時(shí)負(fù)荷達(dá)到50MW；變電站改造時(shí)，我們考慮正常負(fù)荷時(shí)干式變壓器運(yùn)行的時(shí)間長，每年300天左右，干式變壓器的容量選擇無須過大，同時(shí)又要滿足農(nóng)灌高負(fù)荷的需要，容量又不能太小，所以選擇安裝兩臺(tái)干式變壓器的方式，干式變壓器型式為SFSZ7-31500/110，干式變壓器的額定容量比為31500/31500/31500；變電站有兩條110kV線路供電，正常運(yùn)行方式為1條110kV線路主供，1臺(tái)干式變壓器運(yùn)行，另一條線路單向備用電源自投，兩臺(tái)干式變壓器的損耗性能參數(shù)如表1所示。 表1某農(nóng)業(yè)變電站干式變壓器損耗參數(shù)比較表