1 多臺變壓器聯(lián)合調(diào)度節(jié)能運行工況特性

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

從圖1可知，當10kV配電系統(tǒng)中有3臺配電變壓器聯(lián)合運行時，如果負載處于Sa及以下運行工況時，應該選擇1臺配電變壓器運行方式;當負載處于Sa和Sb兩者之間時，應選擇2臺配電變壓器聯(lián)合運行方式;當負載大于Sb時，應選擇2臺配電變壓器聯(lián)合運行方式，這樣其所帶來的聯(lián)合運行經(jīng)濟效益將非常高。圖中，Sa、Sb等特征工況點容量，就成為10kV配電系統(tǒng)臨界負荷工況點，也是多臺配電變壓器聯(lián)合調(diào)度運行的關鍵工況點。配電運行人員在實際調(diào)度過程中，必須根據(jù)日晝、節(jié)假日、季節(jié)等時空特性，合理選擇多臺配電變壓器的聯(lián)合運行方式，有效提高配電變壓器的電能轉(zhuǎn)換效率，降低系統(tǒng)損耗，達到節(jié)能降耗的目的。

2 10kV配電變壓器節(jié)能經(jīng)濟運行措施

2.1 優(yōu)選節(jié)能經(jīng)濟型配電變壓器

在進行10kV配電變壓器型號、容量等選型設計過程中，應在技術上可行的技術上，優(yōu)選控制損耗率較低的節(jié)能經(jīng)濟型產(chǎn)品。如：目前工程上應用較成熟的S12、S13節(jié)能經(jīng)濟性配電變壓器，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，同時具有過載能力強，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，比較適用于運行負荷波動幅度較大的配電系統(tǒng)，能夠滿足現(xiàn)代配電系統(tǒng)負荷波動較大的工程領域。

2.2 采用多臺配電變壓器聯(lián)合運行節(jié)能經(jīng)濟調(diào)度方式

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

2.3 調(diào)整配電變壓器相間不平衡負載率實現(xiàn)經(jīng)濟運行

由于10kV配電變壓器及其供配電系統(tǒng)中，單相用電負荷所占比例較重，且隨著各種節(jié)能電氣設備、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載不平衡度較大，相應引起的損耗較大，即：當配電變壓器處于三相負荷平衡狀態(tài)時，其負載損耗可以簡單認為等于3倍I2R;而當配電變壓器三相負荷存在嚴重不平衡時，則負載損耗可以簡單認為等于(I2a+I2b+I2c)R，尤其當運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為Ia=3I，Ib=0，Ic=0，則此工況下變壓器負載損耗約等于9I2R，幾乎是三相平衡工況下負載損耗的3倍，這就說明三相不平衡所引起的負載損耗非常大，是變壓器節(jié)能經(jīng)濟運行研究的一個重點。通過合理的相間負載優(yōu)化調(diào)整，降低三相間負載不平衡度，使配電變壓器三相負載幾乎接近平衡關系，這樣就能獲得較好的相間平衡關系，降低配電變壓器運行過程中的有功損耗和無功消耗，提高電能分配調(diào)度轉(zhuǎn)換效率。

2.4 進行適當無功補償

從10kV配電變壓器運行工況及其與負載間的負荷曲線可知，配電變壓器的無功負荷主要集中在輕載或空載運行工況，此時會產(chǎn)生勵磁無功，其消耗的無功容量約為配電變壓器額定容量的10%～15%。因此，可以采取集中無功補償措施，通過合理選擇SVC、SVG、TSC等無功補償裝置，將抵押無功補償電容器通過負荷開關接到10kV配電變壓器母線側(cè)，在系統(tǒng)運行在輕載或空載工況時，合理切投電容器來實時進行無功補償，提高10kV配電系統(tǒng)的功率因素，有效降低配電變壓器的運行損耗，同時達到提高端部低壓改善電壓質(zhì)量的節(jié)能經(jīng)濟效果。

3 結語

城市社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，能源供需矛盾日益突出，對于10kV供配電系統(tǒng)而言，推進節(jié)能降耗技術措施和設備裝置尤為重要。10kV配電變壓器是10kV供配電系統(tǒng)中的核心電能分配調(diào)度設備，其節(jié)能經(jīng)濟調(diào)度運行是電網(wǎng)系統(tǒng)節(jié)能研究的重中之重。結合工程實際情況，合理采取優(yōu)選節(jié)能性配電變壓器、多臺配電變壓器聯(lián)合經(jīng)濟調(diào)度運行、優(yōu)化調(diào)整三相負荷、進行適當無功補償?shù)裙?jié)能措施，降低10kV配電變壓器運行損耗，達到節(jié)能降耗經(jīng)濟調(diào)控運行的目的，對建立節(jié)約型社會有著非常重要的工程實踐應用研究意義。