关于我厂变压器减容可行性分析及节能改造

摘要：变压器在企业电力系统中应用广泛，其经济运行效率直接影响到成本和效益。特别是在目前，企业电费支出由电度电价和基本电价共同组成。为此，在现有电费结算方式下，节约主变压器容量费成为节省电费开支的重要措施之一，同时应考虑变压器运行效率性和经济性，是十分必要的。

关键词：变压器;减容;经济效益;节能降耗

中图分类号：TE08文献标识码： A

前言

我厂是以化学合成为主兼有生物发酵和制剂产品的综合制药工业企业，年电力消耗高峰时在15000万kW・h左右，电力成本占产品成本的比重在8%左右。近三年，随着异地搬迁进行及市场影响下的生产量的下降，用电负荷急剧下降，现有的两台20000kVA和16000kVA的主变压器供电方式下，对于目前企业的生产来讲，已经是大马拉小车，每台变压器的负荷率不足40%，一方面变压器达不到经济运行造成自身损耗大，另一方面增加了基本电费的支出，为此考虑实施对主变压器进行减容改造，同时考虑对10/0.4KVS7高耗能变压器的更新，有效降低生产成本。

一、企业供电系统变压器运行中存在问题的剖析

1、变压器容量远大于用电负荷，由于实际用电负荷未达到规划规模，或因生产用电原因造成变压器负荷过低的情况，这必然导致系统功率因数偏低，无功费用增大，变损费用所占比例过大，同时企业无形中白白支付出基本电费。

2、变压器容量小于实际用电负荷，由于企业经济不断发展，用电负荷也相应增大，因而造成实际用电负荷比变压器容量大，难以保证正常供电。若变压器长时间过负荷运行，会缩短变压器使用寿命，甚至烧毁变压器，造成严重后果。

3、企业用电负荷的特点没有得到充分利用，企业生产时间有所不同，倒班时间段及制度不同，造成尖峰时段变压器满负荷或过负荷，低谷时段变压器负荷极低。

二、节能变压器改造的效益分析

我厂供电系统是两路66kV电源进户，一个66kV/10kV中心变电所，有两台

20000kVA和16000kVA的主变压器分列运行，下设10个10kV/0.4kV变电所，共有10kV变压器42台，容量合计约52000kVA，10kV所变压器实行分组并列运行，其中还存在6台S7系列变压器运行。

1、技术指标对比分析

S7非节能变压器是87年以前生产的高耗能变压器，结构设计采用斜角接缝工艺，材质差、其空载损耗和负载损耗较高，老化严重，维护工作量增大，维修成本高，且供电安全可靠性降低。S11变压器与S7系类相比，节能效果显著，且体积小、重量轻、低噪音、性能更可靠的优势。

2、性能指标对比分析

由于节能型变压器在材料及制造工艺上的改进，使得其空载损耗与负载损耗都得到不同程度的降低。S11系类变压器与S7系列变压器相比，空载损耗平均降低70%左右，负载损耗平均降低36%左右。因此，我厂对10/0.4KVS7系列共6台变压器进行了更新，有效降低变压器损耗，达到节能降耗目的，提高电网经济运行的情况下降低生产成本。

3、社会效益分析

S11型变压器使用寿命在25年左右，通过置换S7高耗能变压器，维护工作量大大减轻，维护成本也随之降低。S11系列变压器非常适合我厂电网的需要，对提高用电效率，减少环境污染，具有重要的社会意义。

三、主变减容可行性分析

1、变压器的负载与损耗的关系

变压器的有功功率损耗是由空载损耗和负载损耗两部分组成的，空载损耗是一个常数，它不随变压器负载的变化而变化。而负载损耗则与变压器负载率的平方成正比，在一定的负载下，变压器的有功功率损耗可用下式表示:

ΔＰ＝Ｐ０＋ＫＴβ２ＰＫ

式中: ΔＰ－总有功功率损耗

Ｐ０－空载有功功率损耗

ＰＫ－一定负载下的负载有功功率损耗

由上式可知，变压器的有功功率损耗构成中，空载损耗是不变的，而负载损耗随负载率的增大而增大。当变压器容量增大或减小，其有功损耗也随着增大或减小。

因此，对大工业企业而言，只要能满足生产工艺用电的要求，合理选择变压器的容量，避免“大马拉小车”，能节约一定的电能损耗。

2、变压器容量的选择与确定

根据有关经验数据，对于单班制生产，变压器的最佳负载系数是0.91，比较经济运行区域的负载系数约在0.75～1.0之间，而负载系数在0.6以下是极不经济的。

对于二班制生产单位，其变压器最佳负载系数为0.64。比较经济运行区域的负载系数约在0.5～0.8之间，而负载系数在0.4以下是很不经济的运行方式。

对于负载比较均匀的，24小时连续生产单位的变压器，其最佳负载系数约为0.52，比较经济的运行区域的负载系数约在0.4～0.7之间。

变压器的容量选择与确定，应根据最佳负载系数和经济运行区域来进行，对大工业企业还要综合考虑基本电费这个因数，容量的大小选择既能满足实际所需，又要尽量考虑节约。

3、我厂应用实例

我厂总降压变电所，目前对全厂供电，采用SF10-20000/66和SF8-16000/66两台主变解列运行。基本电费79.2万元/月（供电公司收取两台）。公司全年总用电量约为10000万度, 其中3000万度为低谷用电，7000万度为峰、平谷用电。

我厂属于用电负载比较均匀的用电方式，24小时连续生产，峰平谷用电基本为：3:4:3，企业大设备如1620KW的空压机、1630KW的电拖尽量在保证生产的情况下利用谷电。从前分析可知，比较经济的运行区域的负载系数约在0.4～0.7之间，根据最佳负载率考虑，我厂目前使用的20000KVA变压器容量偏大，从降低损耗和节约基本电费考虑，同时从安全方面考虑，取负载系数取0.7，则:36000×0.7=25200（KVA），可见宜将主变压器容量选为25000KVA左右，再适当留有富余，依据变压器系列，主变选用一台10000/66和一台16000/66为最佳方案。

具体分析如下:

(1)空载损耗每年节约用电量是:（按一天24小时，年360天）

6.06×24×30×12=52358.4(度)

(2)负载损耗每年节约用电量:（按一天24，年360天）

18.92×24×360=163468.8（度）

节约电费:（基本电费:22元/KVA，平均电价按沈阳地区电价平均数计:0.535元/度）

年节约电度电费①:（52358.4+163468.8）×0.535=115467.552（元）

年节约基本电费②:（22×20000-22×10000）×12=2640000（元）

(3)合计:2640000+115467.552=2755467.552（元）

变压器减容投资费用：

减容设计费+购买10000KVA变压器费用+施工费用共计150万元

可见，将主变从20000KVA更换为10000KVA，既能满足生产所需，又能每年节约125.55万元。一年的电费节约可补偿购置变压器的费用，更换下来的20000KVA主变出售将是当年的直接收益。今后每年的节约就是125.55万元，这是最直接的经济效益。在保证生产的前提下，峰值运行的安全也得到一定的保证。

四、结论

通过66/10KV主变减容及10/0.4KV配电变压器节能改造，大大提高了电网供电效率和经济性，改变了电网中的“大马拉小车”现象。为此建议工业企业在选购变压器时：

1、用电企业本着经济效益最大化原则，必须合理调整用电负荷，达到企业均衡生产。同时，配套进行变压器减容改造，有效提高变压器负载率，以降低企业基本电费支出。

2、变压器尽可能选用高效节能型。并使变压器运行在最佳效率负荷附近，以减少变压器能源损耗。

3、对于新建项目变电所，由于存在设备调试和试生产阶段，用电负荷一般较低，因此，在项目用电初期可考虑选择较小容量变压器（容量为设计容量的1/2―2/3）运行，一般1-2年就会收回变压器投资，从而有效降低新建项目试生产阶段费用的支出。

参考文献

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[2]王士政 主编.工矿企业电气工程师手册[M].北京:中国水利水电出版社，2002．

[3]王宁会.电气工程师(供配电)实用手册[M].北京:机械工业出版社，2006.

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