熊長虹 馬體 河北唐山供電公司
變壓器利用率=用電量/(變壓器容量×功率因數×統計報告期小時數)×100%
其中,如果統計報告期內用戶變壓器容量沒有變化,則變壓器容量等于用戶的運行容量;如果統計報告期內用戶發生增容、減容、暫停、復容等情況,變壓器容量等于計費容量。
根據上述公式計算,一個10千伏供電的容量為315千伏安的用戶,某月用電量為10萬千瓦時,月均功率因數為0.96,則該月其變壓器利用率為45.93%。
1998年發布的國家標準《評價企業合理用電技術導則》(GE3485-1998)中提出,企業應根據用電負荷的特性和變化規律,正確選擇和配置變壓器容量和臺數,通過運行方式的擇優,合理調整負荷,實現變壓器經濟運行。由此可見,變壓器經濟運行與用電負荷特性以及變壓器容量配置息息相關,變壓器利用率是運行變壓器實際輸出功率與其額定功率的比值,是反映變壓器經濟運行水平的重要指標之一。
偏低的變壓器利用率,帶來的是設備使用效率的降低以及用電資源的浪費,大工業用戶還為此支付了本可以節省下來的基本電費;另一方面,較高的變壓器利用率,影響變壓器經濟運行,使設備效率降低,不僅會降低變壓器的絕緣性能,影響使用壽命,嚴重時會威脅電網安全運行,顯然變壓器利用率過高或過低都不利于設備經濟運行。
不同類型用戶由于生產特性不同,其變壓器利用水平也不盡相同,對于連續生產的用戶,如化肥、氯堿、鑄鋼等行業,負荷較為平穩,變壓器利用率大多處于60%~80%的經濟運行區間,而軋鋼等用戶屬于沖擊性負荷,具備調整負荷條件,變壓器利用率總體偏低。
另一方面,變壓器利用率與用戶調峰情況密切相關。對于一班制生產用戶,由于具備較強的調峰能力,為降低電能成本,部分用戶積極響應峰谷電價政策,集中于電價最低的低谷時段生產。以唐山供電公司為例,用戶通過深化調峰管理,2011年谷段電量占比達到34.64%,遠遠高出峰段32.28%以及平段33.08%的比例,峰段與平段負荷不斷向谷段轉移。按照公式分析,深度調峰用戶的月平均變壓器利用率不會過高。
按照《電價說明》相關規定,基本電費可按變壓器容量計算,也可按最大需量計算。用戶選擇按容量還是需量計費,變壓器利用率是關鍵的衡量指標。
對于兩部制電價用戶,變壓器利用率與容量電價及需量電價的匹配關系息息相關。以河北為例,根據國家發改委電價調整文件,自2011年12月1日容量電價調整為23.3元/千伏安/月,需量電價為35元/千伏安/月,因此當容量基本電費與需量基本電費相等時,有:
23.3 s=35x
即:x/s=2/3
其中:s——變壓器容量;x——最大需量。

圖1 容量電費與需量電費平衡圖
在變壓器利用水平達到容量電價/需量電價,即2/3時,按照容量收取基本電費和按需量收取基本電費相同(見圖1)。換而言之,當變壓器利用率達到2/3時,達到了容量電費與需量電費的平衡點。變壓器利用率低于這一平衡點,按容量計算的基本電費高于按最大需量計算的基本電費,用戶選擇需量計費方式相應減少電費支出;反之,當變壓器利用率高于2/3時,按容量計算基本電費小于按最大需量計算的基本電費,用戶選擇容量計費方式更經濟。
對于供電企業而言,變壓器66.6%的利用水平最接近經濟運行參數,對于基本電費的計費方式無論是按變壓器容量或按最大需量是同等效力,此時電網是在安全經濟條件下運行。
在營銷管理中,由于私自超過合同約定容量的用電行為具有一定的隱蔽性,存在現場檢查過程中不易發現、持續時間長且難追溯等特點,私增容成為營銷管理的頑疾。通過對抄表周期內變壓器利用率的計算分析,可以極大地提高用電檢查效率,為堵塞管理漏洞提供科學支撐。
3.2.1 變壓器利用率異常升高
在實際工作中不法企業多數通過偷換變壓器銘牌、以大換小,或不經供電企業允許對加封的處于冷備用的變壓器轉為熱備用,以及不經供電企業私自增加變壓器容量等方式逃避基本電費,達到少交電費目的。盡管企業沒有辦理增容、復容手續,但用戶抄表周期內變壓器利用率卻大幅上升,不僅遠遠高出經濟運行水平,甚至重載過載運行,用戶單位電價(總電費/電量)中基本電費含量(基本電費/電量)嚴重偏低,對于存在上述現象用戶在分析基礎上有針對性的實施現場檢查,很容易發現其中的問題。
3.2.2 變壓器利用率時段性偏高
特別需要引起注意的是在變壓器平均利用率合理情況下時段性利用率偏高問題,由于平均利用率的合理使時段性利用率偏高具有一定的隱蔽性,期間的問題容易被忽視。此類用戶通常為享受低谷電價進行深度調峰,在低谷時段滿負荷運行,高峰時段基本不安排生產,只維持企業基本運營,可以通過不同時段的電量分布看到這一明顯生產特征。
以唐山供電公司某機械加工用戶為例,該戶運行變壓器容量315千伏安,2011年總電量為1712924千瓦時,其中谷段電量1126072千瓦時,占總電量比例65.74%;峰段電量65984千瓦時,占比3.85%;平段520868千瓦時,占比30.41%,年均功率因數0.93。
計算該用戶月均變壓器利用率=
142744/(315×720×0.93)×100%=67.67%
谷段變壓器利用率=
1126072/(315×240×0.93)×100%=133.47%
從用戶年度月均變壓器利用率看,67.67%的利用水平處于經濟運行區間,但進一步分析發現,用戶谷段變壓器利用率超過100%,達到了133.47%,初步判斷谷段嚴重超容。根據這一分析結果,通過用電人員現場檢查,發現了用戶存在私自增容現象并及時進行了處理,挽回了電網經濟損失,消除了安全隱患。
有助于合理選擇配電變壓器容量。以變壓器利用率為依據,合理配置變壓器容量。配電變壓器設計原則一般規定:變壓器的經常負荷應大于變壓器額定容量的60%為宜。因此選擇變壓器時,其利用率應在60%左右。
有助于合理辦理用電業務及調整負荷。通過對變壓器利用率的分析可以看出,低變壓器利用率水平下用戶可以通過及時辦理減容、暫停等業務,達到減少電費支出及降低變壓器本身的電能損耗目的,同時使多余的用電容量能夠滿足其他用戶需求,提高用電資源整體使用效率;另一方面選擇按最大需量計算基本電費給了用戶控制需量的激勵機制,自身利益驅動的需量控制使用戶主動削峰填谷,對于降低電網高峰負荷、提高負荷率、緩解電力供需矛盾、緩建或免建電廠、減少或避免新增輸配電容量、提高發電機組利用率都有十分重要的意義。
通過變壓器利用率分析繼而延伸至用戶計費方式的選擇,可以提高電能使用效率,科學合理地降低用戶使用電能的成本,增強市場競爭力,提高經濟效益,良好的資金流可以提高用戶電費繳納能力,帶動電力市場健康平穩發展。
對于用戶而言無論是配電變壓器容量的選擇還是基本電費計費方式的確定,通過變壓器利用率的平衡分析,有助于優化設備運行方式、降低設備能耗,對合理配置資源、推動節能管理不斷深入具有現實的指導性。電網企業通過深入挖掘變壓器利用率背后的營銷管理內涵,對于堵塞管理漏洞、降低用戶電能成本有指導作用,對全社會用電資源配置釋放出積極信號,繼而推動電力市場良性發展。