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DSM技术讲座(6) 变压器经济运行要效益优
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 DSM技术讲座(6)的,一般可达95~99S;但是不同系列、不同标准设计生产的变压器即变压器经济运行要栏编梁学造"益阳金鑫电力节能有限公司卜迪纯1变压器经济运行的误区和盲区由于相当一部分电力用户受到传统观念和习惯做法的影响,对本单位接入电网的变压器既不问容量大小,也不知晓型号规格,又不关心其役龄,任其处在一种自然状态下运行;加之受并不十分合理的容量电价和电压等级差别电价制度的制约,导致很大一部分变压器不是处在经济运行方式下运行,造成这一状况的原因主要有以下两点。

  由于信息的不对称,用户不清楚变压器合理配置和优化组合的作用,不了解电价尤其是容量电价的构成,不知道节省容量电费政策、方法等,导致出现变配电系统一次性投资大、固定资产闲置、运行成本高、综合电价高等问题,这对电力用户来说是合理用电的一个“盲区”。

  变压器经济运行还有一个“误区”就是“重效率,轻效益”,这包括国家标准KB/T134624《工矿企业电力变压器经济运行导则》“变压器经济运行的基本要求”所规定的五项内容和GB3485《评价企业合理用电技术导则》中强调的“变压器负荷率经常小于30P时,须按经济运行条件考核后,合理更换相应容量的变压器”;同时也包括国家标准所推荐变压器经济效益评价方法T0C法。这些标准和方法都一味强调的只是变压器的效率,既包括变压器自身的效率要最高,也包括变压器所需无功功率使电网有功功率损耗增加的影响要最小。而往往忽视了用户一个极为敏感、极为实际的问题,就是如何节省设备的一次性投资和容量电费、单位综合电价等运行费用的节省。

  变压器经济运行是电力需求侧管理的重要内容,怎样帮助电力用户走出变压器经济运行的“盲区”,跳出变压器经济运行的“误区”,正确处理好“效率”与“效益”的关系,这无论是从提高电网的效率、优化配置电力资源、实现电力优质服务以及引导电力用户科学合理用电、降低生产成本都是十分有意的。因此,综合考量变压器经济运行具有很重要的现实意义。

  2变压器经济运行要坚持效益优先2.1提高变压器效率的关键是加快高损耗变压器的更新改造从宏观上讲,尽管配电变压器相对其他类电机效率是很高使在同一负荷、同一方式下运行,效率的差别也很大。20世纪80年代以前按“64”、“73”标准生产的Sj、Sw型高损耗变压器就比按“96”标准生产的S9型高效低损耗变压器平均损耗高40%以上。若用S9系列变压器替换高损耗变压器,每kA容量每年可节约电量70kWh及以上。

  据不完全统计,全国在用变压器总容量达27.5亿kVA;单指在网上运行的35k和10k配电变压器就达到14.03亿kA,其中约有2.5亿kA是役龄超过20年的“64”、“73”系列高损耗变压器。据初步测算,如果花一定投资用S9系列变压器去替换淘汰这些高损耗变压器,则全国每年节电效果可达175亿kWh,相当于湖南省益阳、石门、湘潭、株洲、华能岳阳五大主力燃煤电厂年核价上网电量的总和。每年可节约标准煤698万吨,减排二氧化碳496万吨。从微观上讲,用电企业积极采取调换、更新或改造变压器等方法,逐步淘汰高损耗变压器,更新高效低损耗变压器。这样不但可以提高供电企业的能源使用效率,节约电力资源,还能够节省电费开支,降低生产成本,一举多得。例如湖南某机电企业,35kV供电,年耗电量约800万kWh,月均力率只有0.85左右,主变压器容量为3000kVA,系S7型变压器;二次电压10kV,配有14台馈线变压器,二次变总容量为7980kVA,全部为S,或Sw老旧变压器。同时二次变与一次变容量比匹配不合理,达2.661.根据本年度用电统计,该厂变压器平均负载系数主变是36.31S,二次变是13.65S,其线损率大大超出GB 3485《评价企业合理用电技术导则》“降低企业受电端至用电设备的线损,线损率应达到下列指标:二次变压5.5S以下”的标准,而实际线损超过了8S.经测算该厂只要将二次变压器全部更新成S9型变压器,同时将二次变与一次变的容量比调到相对合理的1.84:1左右,即将原来14台总容量为7980kA变压器淘汰,用10台总容量为5530kVA节能型变压器取代。则理论线损率就可降到4.5%以下,每年可减少线损电量约28万kWh,月均力率在不增加无功补偿设备的条件上可从现在的0.85提高到0.9以上。这样,每年节约电量电费约13.44万元,加上节省的力率调整电费11万元,共计约24.44万元,大约只需19个月就可以回收更换节能型高效低损耗变压器的全部投资,节电效果十分明显。

  2.2效益优先要把握的六个要素一般的电力用户认为,电费、电价是不可控的,因为电价是由国家定价,用电多少就要付多少费,其实这是一种误解,对执行大宗工业电价的用户尤其是这样。他们珠不知国家和电力公司为鼓励用户减少对电力的需求,提高系统效率,挖掘电力资源,单就容量电价方面就制定了一系列引导和激励用户合理用电的电价政策。包括:需量或容量计费方式,供电电压等级设置电价差,kA容量月电量阶栏巨编梁学造梯电价(单指深圳电网),同一性质用电按容量分类计价(大工业、非普工业、大量用电、高需求用电),以及允许用户依照规定临时改变容量申报变更用电等规定。

  2.2.1合理设置变压器负载系数。随着电力市场电价改革步子的加快、力度加大,两部制电价中的容量电价部分占总电价的比重趋向上浮态势。湖南电网2004年7月1日新电价容量电费在变压器平均负载系数为67%时,容量电费由调价前占总电费的约上升了一个多百分点,特别是深圳地区的高需求量用电的容量电费占综合电价电费的比重高达14%c左右。随着变压器平均负载系数的变化,容量电费占总电费的比重随之发生异动。变压器平均负载系数提高,容量电费占总电费的比重下降,反之则提高。据调查,按变压器容量计收容量电费的用户,kWh容量电费一般为0.05元左右,但有的却高达几角,甚至1元以上。由此可见变压器平均负载系数的高低,就成为决定容量电费高低的第一要素。说白了,用户电费成本在很大程度上决定于变压器的报装容量,即变压器平均负载系数的取值是否科学合理。例如某中型纺织企业,10kV供电,按变压器容量计收容量电费,年用电量约3500万kWh.优化用电前,受电变压器19台,报装容量为11190kVA,月平均力率0.9,变压器平均负载系数40),年容量电费2148480元。优化用电后,该厂对全厂用电负荷和变压器进行了调整,申报了变压器减容。调整后的变压器由19台减为12台,装机容量由11190kVA减为6150k.A,月平均力率由0.9提高到0.96,变压器平均负载系数由40)提高到68)。年容量电费由2148480元降到了1180800元;另外由于月平均力率提高了6个百分点,每年还可多得力率调整奖励约119000元。剔除因变压器平均负载系数提高后增加的有功变损电量约5万kWh,计23000元。这样,该厂优化变压器配置每年可节省电费支出2148480-1180800+119000-23000=1063680元,kWh综合电价降低了3分多钱。

  2.2.2合理选择容量电费的计费方式(按变压器的容量或按最大需量)。合理选择容量电费的计费方式,同样是电力用户值得思考的问题,它是决定容量电费高低的第二要素。作为用户,选择容量电费的计费方式得当,既节约电费支出,又节省变压器的一次性投资,是用户降低电费成本的又一有效途径。湖南电网2004年6月24日公布的新电价文件规定:“在不影响电网安全经济运行的前提下,用户容量电费的计费方由用户自行选择,电力企业不得指定用户的计费方式”。这无疑对电力用户合理用电,控制容量电费是一大福音。例如某小型化工企业,10k.供电,全厂变压器16台,报装容量8429kVA,年用电量约2200万kWh,三班生产,平均负荷2500kW,变压器平均负载系数33.6),月平均最大需量3400kW.根据用电性质和资金势力,该厂要大幅度调整变压器有一些实际困难,为了节省容量电费,该厂早在几年以前,经供电企业同意就将按变压器容量计费改成了按最大需量计费,这样每年的容量电费由按变压器容量计费方式时的8429kVAxl6元/kVAxl2个月=1618368元,降到了按最大需量计费方式的3400kWx20元/kWxl2个月=816000元,两种计费方式的电费差为1318368-816000=502368元。该厂还打算进一步优化用电方式,一方面设法减少变压器装机容量,提高变压器平均负载系数;另一方面运用需量控制技术,平衡企业内部电力负荷,将高峰负荷转移到低谷时段,严格控制最大需量,进一步节省容量电费。

  优选用电类别。用户根据同一用电性质(大工业、非普工业),按照不同容量等级划分用电类别的规定,选择有利于用户自身的变压器容量配置,可以获得非常可观的经济利益。这是决定容量电费高低的第三要素。

  我国现行的电价设置唯有大工业执行两部制电价(深圳电网除外),即电量电价和容量电价,而其他类别的电价(包括非工业、普通工业电价)则执行单一制综合电价。有人问,在湖南工业用电是大工业两部制电价划得来,还是非普工业单一制电价划得来;在深圳地区是高需求量用电划得来,还是大量用电或者是普通用电划得来答复是不能一概而论,而是要根据实际而定,具体情况具体分析。对于湖南电网,大工业电价与非普工业电价的界定是以用户变压器报装容量315(320)kVA为界,315k.A及以上执行大工业电价,315k.A以下执行非普工业电价;广电深圳分公司高需求量用电、大量用电和普通用电的界定分别以3000k.A和100k.A为界。3001k.A及以上执行高需求量电价,101~3000kVA执行大量用电电价,100k.A以下则执行普通用电电价。高需求量和大量用电执行两部制电价,普通用电执行单一制电价。以1>10k.电压等级电价为例,湖南电网目录电价大工业与非普工业电量电价差(新价)为0.108元/kWh.据计算,变压器平均负载系数>25.72%时执行大工业电价合算,反之则非普工业电价划得来。例如某小型机械加工企业,原系10k.大工业用户,变压器报装容量320k.A,该厂由于优化产品结构,由原来的零件生产为主,改为了装配整机为主,用电负荷、用电量锐减,每月用电只有5000kWh左右,因此kWh容量电费平均就高达1.00元以上。其综合电价(不包括变损电量、力率调价)就已经超过了1.5元/kWh.根据用电实际情况,该厂办理了变更用电手续,将320k.A变压器改用100k.A变压器取代,改原来的大工业用电为非普工业用电,这样电价一下就降低了0.9元/kWh左右。又例如,深圳电网虽然高需求量用电与大量用电都执行两部制电价,电量电价差与容量电价差分别为0.05元/kWh和20元/kW.经测算,当变压器平均负载系数>64)的时候,高需求量电价低于大量用电电价。因此,倘若用户用电负荷、变压器装机容量接近某一用电类别分界点时,可自主选择对自己有利的类别用电。

  选择合理的供电电压。电力用户对受电电压选择同样至关重要,对于用电负荷率高、变压器平均负载系数高的用户,在技术经济可行的条件下,可选择较高电压等级供电;而对于用电设备容量不足100kW、用电负荷率低的高压用户,且邻近有条件提供低压电源,可以向供电部门申请选择低压220/380V供电。这是决定容量电费高低的第四要素。例如某中型化肥企业,建厂初期以本企业为主集资建设了一座110kV变电站。当时缺乏电价意识和经济头脑,放弃了供电设施的产权,以10k.作为受电电压,该厂年均用电量约为1.8亿kWh.由于10kV与llOkV大工业电量电价(优价)存在0.022元/kWh的电价差。也就是说,选择10kV电压供电要比选择110kV电压供电每年要多支付390余万元的电费,剔除110k.主变的有功变损和变电站折旧、大修理、工费等费用约90余万元,仅此一项,该厂每年至少增加电费成本300万元;又例如某建材厂,由原来从事纺织业,改制后转产做节能空心砖,用电负荷和用电量随着工厂转产发生了很大的变化。转产生产空心砖的头四个月,每kWh电价竟高达3.26元,这一电价是正常电价的5倍以上,经过用电审计分析,供电局收费没错误,更没有乱收费、乱加价。导致电价攀高的原因:一是变压器容量与实际用电极不匹配,线损率高;二是使用的高损耗的“64”系列Sn型变压器,承担的变损电量高;三是力率低,功率因数“罚款”多。解决的办法是与供电部门商量,将原来运行的Sn200―10/0.4变压器退出运行,就近取220/380V电压供电,由高压供电方式改为低压供电方式。第五个月开始,用电按低压非普工业0.567元/kWh电价计收,综合电价一下就下降了2.693元/kWh. 2.2.5适时申报变压器暂停。有的用电企业受气候、原材料供应以及销售等因素的制约,生产销售有旺季和淡季之分;还有的企业,尤其是连续性生产企业,有确定的设备大修周期,企业大修期少则半个月,多则两个月三个月不等。这些电力用户(指按变压器容量计收容量电费的用户),可以依据有关法规和政策的规定,在生产(销售)淡季或设备大修期间,及时向供电企业办理变压器暂停手续,这样可以减少生产淡季和设备大修该期间的变损电量和容量电费,这是决定容量电费高低的第五要素。2.2.6实施两电分离。受计划经济体制的影响,许多企业办成了小社会。在这类企业,除了执行大工业电价外,还执行非普工业电价、居民生活电价、商业电价、非居民照明电价(下称其他用电)。对于大工业电价以外的其他用电,在以往电费收取时,实际上重复加收了容量电费。对于这一历史遗留的问题,湖南省人民政府办公厅以湘政办16号文件形式作出了明确规定,即“大工业用电与其他用电共用变压器的,应将其他用电容量扣除后,再计收容量电费。”但这一规定在实际操作中由于这样或那样的原因却难以落到实处。用户要想从根本上解决问题,唯一管用的是彻底实施两电分离,将其他用电(生活用电)移交供电企业直接管理、直接抄表、直接收费。这是决定容量电费高低的第六要素。

  3建议变压器经济运行是一个常讲常新的话题,他既是技术问题,又是经济问题。在实施过程中,会触及到供电企业和电力用户的具体经济利益,甚至对电价改革、电价调整都将带来影响。变压器经济运行是一项系统工程,是一门学问,也是电力需求侧管理的重要内容。要全面、正确地把握其真正的内涵,处理好实施过程中的各类矛盾,一切按经济规律办事,这样才具有生命力。为此,提出以下四点建议:(1)用户在选择变压器容量时,一定要从安全、技术;经济指标等进行综合考虑,决不能一味地强调变压器平均负载系数越大越好。倘若变压器长期满负荷,甚至超负荷运行,不仅影响运行效率,增大线损。还会造成这边省了容量电费,那边多付了线损电费。更为严重的是,变压器长期满载、过负荷运行,轻则使变压器使用寿命缩短,重则烧毁变压器,甚至酿成安全事故,这会是得不偿失。

  另外,配电变压器长时间在高平均负载系数下运行会使得温升升高,这时,应适当采用一些补救措施。例如提高用电设备的功率因数,尽可能使力率提高到0.95附近;根据温升的情况,对变压器进行强制冷却,包括增加风冷,对于安装在户外的油浸式变压器可对油箱喷淋冷水等。

  (2)要自觉积极地淘汰老旧的高损耗变压器、更换成节能低损耗变压器。这既是国家法律法规、政策的强制措施,也是一项社会责任,于社会、用户自身都有利。用户实施变压器淘汰改造项目,可以由用户独立完成,也可以与市场化的节能服务公司(EMC0)合作。按照合同能源管理机制,由EMC0带资实施,待项目产生效益后,从效益款中支付项目的全部投资和EMC0合理收益。这样既解决了用户的资金困难,又转移了投资风险,有利于启动淘改项目。

  ⑶在现行体制下,电网电价是由国家批准制定,在用电价格问题上,严格地讲,大工业用户能够由自己把握控制的只在容量电价,即容量电费。正因为于此,作为用户要节省电费成本,一方面要加强管理,减少各个环节中的电能浪费,提高用电效率,节约电量;另一方面要充分了解、正确把握国家与容量电价有关的激励、诱导政策,有的放矢加强用电管理、科学合理利用游戏规则降低成本。不了解、不熟悉法规、政策和规则是达不到目的。

  4供用电双方要利益兼顾大工业电力用户合理用电,买施变压器经济运行,既是受益者,又是贡献者。但同时会影响供电企业,尤其是基层供电所(站)的具体经济利益。从某种意义上讲,会对供电企业的售电量、均价、线损率等指标带来一些负面影响,这对供电企业也是一种考验。供电企业应抱积极态度,支持客户依法依规运用科学合理的用电方式降低电费开支,决不能只顾眼前自身的利益,而不顾社会大局、电网大局放弃优质服务;同时又要理直气壮地坚持原则,确保电价政策执行到位,堵塞漏洞,开拓市场,维护自身的经济利益。要真正做到这一点确有难度,但完全可以办得到。因为这是市场法则,一切经济活动真正按市场规律办就会有生命力。

  5结束语提出效率和效益并重、效益优先的变压器经济运行原则,是旨在帮助广大用户优化用电方式,克服法规、政策上的盲区,消除技术经济上的误区,用DSM方法指导科学合理用电。

  栏百编梁学造效率和效益并重、效益优先的变压器经济运行原则又是一种新理念。这种新理念有很深的内涵,期待着广大电力用户去研究、去发展、去创造更多的社会和经济效益。

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