汽車制造企業生產配電系統的優化

王三功 牛戰秋

作者通聯：海馬轎車有限公司生產服務部能源管理科 鄭州市東經濟技術開發區第十七大街1689號 450016

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一、存在的問題

某新建汽車廠供電系統設計容量為29720kV·A，投產后實際最大負荷約為8000kV·A，基本電費按最大需量收取。供電行業規定，實際需量小于總容量的40%，最大需量按總容量40%計算，因此每月基本電費約為33萬元。根據公司發展規劃，需要增加新車型，焊接線需要配套動力，按照常規做法需相應增加動力配套設施，按規模需要增加1臺2000kV·A變壓器、高壓電纜及高低壓成套配電設備，投資約160萬元。工廠原有兩條焊接生產線，已配套兩臺容量為1600kV·A和2000kV·A的變壓器，根據后道工序生產能力和人員配置，3條生產線（含新生產線）最多開啟兩條生產線。因此如果新焊接線再增加配電變壓器，則至少有1臺變壓器空載，不僅大幅增加固定投資和后期運行費用，而且系統原本很低的負荷率會進一步下降，系統資源嚴重浪費。鑒于系統總容量遠大于目前總需求，系統有條件在不增加容量情況下，通過優化資源滿足生產需求。

二、配電系統優化

1.可行性分析

通過分析各種情況下的生產需求，3條焊接線總配電需求容量最大約為3800kV·A，現有兩臺變壓器容量和為3600kV·A。并且由于短路阻抗不同，簡單并列通過參數計算，保證兩臺都不超載，則允許總輸出容量為3534kV·A，不能滿足生產最大需求。因此不增加配電容量，現有資源不足以滿足3條焊線工作需要。考慮到整個配電系統有幾臺2000kV·A變壓器長期負荷率不足20%，如果選擇1臺短路阻抗合適的變壓器替換焊接線的1600kV·A變壓器，兩臺2000kV·A變壓器并列運行供給3條生產線，則可解決問題。

2.優化方案

圖1 優化后的焊接線配電系統

目前沖壓車間1臺2000kV·A變壓器基本符合調換要求，最大使用負荷不足800kW，平均功率在400kW左右，短路阻抗與焊接線2000kV·A變壓器基本一致；兩臺2000kV·A變壓器在技術上滿足變壓器并列運行要求，接線方式一致，變比相等，短路阻抗和容量接近。而且焊接兩路電源10kV側引自同一高壓母線，并列運行技術上沒有問題。通過變壓器銘牌參數計算，在都不過載情況下，兩臺變壓器并列后總額定容量相當于3990kV·A，可滿足生產需要，且基本不浪費資源。

3.優化實施

變壓器調換后，在低壓側增加兩面2000A低壓出線開關，分別連接現場封閉母線，形成兩臺變壓器并列供電（圖1）。

三、效果

優化后的焊接線配電系統投用后，觀察負荷分配正常，任意兩條焊線同時生產，未出現單臺變壓器過載現象，達到預期效果。節約變配電設備投資約150萬元，安裝施工費用20萬元，每年基本電費節約26.8萬元。由于低壓側具備聯絡功能，使運行方式控制更加靈活，在某些特殊情況下可停運1臺變壓器，進一步減少基本電費和空載損耗。

有些新項目在設計時可能由于一些現實因素導致設計偏大，系統資源利用率多存在偏低現象，為此可在后期對系統資源進行有效開發利用，降低企業運營成本。