优化主变压器容量的方法

主变压器推荐采用分体式布置是将变压器本体和散热器分别布置在相邻的变压器室和散热器室内，改善了本体室温度环境，达到防风雨侵入的危害，降低了环境噪声，减少了电磁干扰。散热器室通风良好，有利散热，降低了散热风机开启的频率从而降低了主变压器的损耗，达到节能的效果。

根据负荷估算与上海电力部门的规定，五号沟泵站工程进线电源采用110k V电压等级，主变次级侧可采用10k V或6k V两种电压等级。采用10k V电压等级的优点是在相同的主变容量下工作电流较小，因此10k V中压开关柜的母排和断路器的额定电流小；缺点是10k V变频器和电动机的投资较大，且10k V变频器的供应商较少，限于国产供货商，一些不需要移相变压器的变频器方案就会被排除。采用6k V电压等级的优点是6k V变频器和电动机的投资较小，且6k V变频器的供应商较多，相对10k V变频器来说技术更成熟可靠；缺点是在相同的主变容量下工作电流为10k V的1.67倍。由于本工程主要负荷为变频器机组，综合比较后，主变次级侧推荐采用6k V配电电压等级。

由于五号沟泵站用电负荷容量大，因此主变压器容量选择对本工程是否节能有非常关键的影响。在选择主变容量时，首先对本工程实施后按设计规模正常运行时，全泵站计算负荷按设计工况、正常工况、抗咸工况、事故工况和事故流量工况分别进行计算和校验。其次，在每种工况下，主泵电动机均按轴功率来进行负荷计算。本工程主要用电设备如下：

6k V水泵电动机：4800k W12台（其中8台变频）、2400k W7台（其中4台变频）、1900k W5台（其中4台变频）。泵站另设有6／0.4k V变电所1座，2台1000k V·A站变为泵房辅助设施、综合楼等辅助构筑物提供0.4k V电源。

五种工况负荷计算其电动机按轴功率计算。

（1）设计工况负荷计算

表3-10 设计工况负荷计算表

装机容量小计：85900k W；设计工况计算负荷小计：58.34MW；补偿后合61.58MV·A

（2）正常工况负荷计算

表3-11 正常工况负荷计算表

装机容量小计：85900k W；正常工况计算负荷小计：39.6MW；补偿后合41.31MV·A。

（3）抗咸工况负荷计算

表3-12 抗咸工况负荷计算表

装机容量小计：85900k W；抗咸工况计算负荷小计：41.64MW；补偿后合43.87MV·A。(www.xing528.com)

（4）事故工况负荷计算

表3-13 事故工况负荷计算表

装机容量小计：85900k W；事故工况计算负荷小计：32.66MW；补偿后合34.01MV·A。

（5）事故流量工况负荷计算

表3-14 事故流量工况负荷计算表

装机容量小计：85900k W；事故流量工况计算负荷小计：27.79MW；补偿后合28.7MV·A。

（6）装机功率的设计工况负荷计算

综合上述五种工况计算，全泵站总装机容量为85.9MW，在各种工况下经补偿后计算容量（含主变损耗）合视在容量在28.7～61.58MV·A。

如果水泵电动机未按轴功率，而是按装机功率计算，其设计工况负荷计算如下：

表3-15 按装机功率的设计工况负荷计算表

装机容量小计：85900k W；设计工况计算负荷小计：69.5MW；补偿后合74MV·A。

结合工艺四种运行工况对供电容量的要求同时采用电动机轴功率进行负荷计算，可选用2台40MV·A主变，其变压器负载率和单台主变故障后的事故保证率都能满足变压器和工艺运行的要求，主变压器可经常在高效区运行。若只按设计工况和单泵功率来进行负荷计算，则2台40MV·A主变负载率和单台主变故障后的事故保证率都不能满足变压器和工艺运行的要求，需选用2台50MV·A主变压器。根据能耗和投资估算，40MV·A主变方案比50MV·A主变节约初期投资186万元，节约年运行基本电费1497.6万元，年节电约63万k W·h。