變壓器經濟運行淺析

司佳

摘 要：該研究對變壓器電費結構、影響因素等方面進行分析，通過查詢歷史數據，找出變壓器運行的主要經濟數據，對降低功率因數考核電費的方法進行摸索，給出控制措施，經過實地驗證后，對節能效果進行檢驗。在不改變現有設備能耗水平，不增加新的設備改造費用的前提下，作者希望僅對運行方式進行合理調度，實現降低變壓器運行成本的目的，對今后變壓器經濟運行給出指導意見。

關鍵詞：變壓器 功率因數 調整電費 節能運行

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）08（c）-0029-02

北京京能電力股份有限公司石景山熱電廠（以下簡稱：石景山熱電廠）負責石景山區廣寧地區多家單位、居民的生活飲用水供應工作，公司設置深井泵運行班組，負責日常供水工作。設備包括：兩臺變壓器、六臺循環水泵和一臺深井泵，兩臺變壓器動力電源分別取自石景山供電局、門頭溝供電局。公司每年用于支付兩家供電局的變壓器電費均要達到200萬元以上，成本壓力巨大。在市場經濟環境下，為了更好的節約公司經營成本，公司在現有設備能耗水平的基礎上，試圖通過不進行技術改造，僅對變壓器運行方式進行優化的方法，實現節約電費成本的目的。

1 現狀

1.1 電量、電費情況

按照《中華人民共和國電力法》規定，變壓器用電屬于大工業用電，計費方式執行大工業用電電費標準。

2012-2014年電量、電費情況如下：

2012年用電量181.2萬千瓦，電費211.7萬元；2013年用電量162.5萬千瓦，電費197.0萬元；2014年用電量176.3萬千瓦，電費208.9萬元。

從電費表中可以看出，公司每年需要支付200萬元左右電費，成本壓力巨大。

1.2 公司的電價組成

大工業用電實行兩部制電價，電價由基本電價、電度電價和功率因數調整電費三部分構成。

電費金額=基本電費+電度電費+功率因數調整電費

基本電費=計費容量×基本電價

電度電費 =抄見電量×電價

功率因數調整電費指根據用戶月加權平均功率因數調整減收或增收的電費。

功率因數調整電費 =（基本電費+電度電費）×（±）功率因數調整電費月增減率%

功率因數考核調整電費以0.90為基數，功率因數在0.65-0.90之間，低于0.90每0.01，電費增加0.5%，功率因數低于0.64及以下，每降低0.01電費增加2%。

2 存在的問題

由于飲用水供應工作，涉及民生問題，公司始終高度重視供水安全問題，為確保變壓器用電穩定，出現一路變壓器電源失電后，另一路變壓器電源能夠快速供電，公司始終采取兩臺變壓器一臺運行一臺備用的方式。受到這種運行方式的影響，必然造成一臺變壓器空載時間較長，有功較低，無功很高，使功率因數較小，造成功率因數調整電費很高。

可以看出，冷備用方式下，功率因數調整電費控制的較好，熱備用方式下，絕大多數月份的功率因數調整電費都在2萬元以上，最高達到4.1萬元。有個別月份，雖然也是熱備用方式運行，但功率因數調整電費基本維持在3000-4000元附近。如何降低這部分功率因數調整電費，是需要進行思考的問題。

3 原因分析及應對措施

3.1 原因分析

近年來，由于兩臺變壓器功率因數調整電費較高，自2010年便組織變壓器節能運行方式討論，公司先采取改變變壓器運行方式的方法降低電費成本，后來又將原先高耗能的油變壓器更換為節能型干式變壓器，并繼續執行原有變壓器運行方式，進一步降低電費成本。其中：

雨季期間（6月中旬-9月底），兩臺變壓器采用一臺運行，一臺熱備用的方式；

非雨季期間（10月初-6月中旬），兩臺變壓器采用一臺運行，一臺冷備用的方式。

從2012年-2014年用電量、電費情況看，非雨季期間，由于備用側變壓器采用冷備用的運行方式，不會出現因功率因數低于90%標準而產生的功率因數調整電費，且運行側變壓器因為用電負荷較高，功率因數基本可以達到86%、甚至可以接近90%的水平，每月功率因數調整電費僅在1000元上下浮動，節約成本效果相當明顯。

由于影響功率因數調整電費的因素有兩項：月度電費和功率因數考核比例。月度電費受到用電量影響，電量越多，電量電費也會隨之增加，這項影響因素受到總用水量影響，無法控制，屬于不可控因素。功率因數考核比例直接受到功率因數高低影響，在今后變壓器調整工作中，只要合理分配用電時間，使有功與無功比例在合理范圍內，即可使功率因數在較高水平上，避免出現較高的功率因數調整電費。

從上述功率因數計算公式可以看出，影響功率因數變化最主要因素為有功電量。

對功率因數調整電費較低的數據進行分析后發現，以2014年10月數據為例，兩臺變壓器總有功基本在16.8萬千瓦時，比功率因數較高的月份的有功僅高出大約6-7%左右，但由于兩臺變壓器均在運行，一臺變壓器有功為12.2萬千瓦時，無功為7.2萬千瓦時，功率因數為86%，另一臺變壓器有功為4.6萬千瓦時，無功為2.5千瓦時，功率因數為88%。在總有功小幅增加的前提下，功率因數調整電費僅為2883.49元，大幅降低。

通過查詢值班記錄、對比表1中各熱備用運行方式下，每月變壓器運行情況發現，2013年11月、2014年9、10月，均因為現場一些原因，都出現過在兩次記表周期之間的某天，倒換過變壓器，使兩臺變壓器的有功電量得到較大提升（不影響總有功電量升高），功率因數隨之得到提高，均接近90%的水平；2014年6、7月，也出現過倒換變壓器的情況，但由于倒換后運行時間較短，有功電量提升較少，功率因數雖然隨之得到提高，但卻只達到40%的水平。由于每月有功會發生變化，很難通過實驗確定結論，但通過近年來的大量數據，可以初步認定這一規律，并可以在日后的運行過程中通過近似實驗進行驗證。

找出這一規律，說明在熱備用運行方式下，只要求一臺變壓器負載運行，另一臺空載運行是不科學的，應該進行運行方式的改進。

3.2 應對措施

（1）加強與電力公司抄表人員溝通，嚴格抄表時間，避免未按規定的每月21日抄表；

（2）設備運行期間，嚴格執行雨季、非雨季運行變壓器運行方式倒換的要求，避免出現非雨季還采用熱備用的運行方式；

（3）雨季期間（6.15-9.15），采用熱備用運行方式，但要加強變壓器日常檢查、管理，做好有功電量、無功電量記錄，在每月6-8號進行變壓器倒換，做到兩臺變壓器負荷相當，提高功率因數；

（4）由于6月、9月為雨季、非雨季過渡期，要更加密切關注電量情況，務必在6月21日查表后倒換變壓器，在9月21日查表前倒換變壓器。

4 結果檢驗及經濟性分析

通過執行以上措施，在2015年雨季期間，變壓器運行經濟性方面取得很好的效果，各月電費情況詳見表2，按此措施運行，每年可節約電費近20萬元。

5 結語

該研究通過查詢歷史數據，找出影響變壓器電費成本較高的原因并對其分析，摸索出一定規律，并制定運行措施，在不改變現有設備能耗水平，不增加新的設備改造費用的前提下，就有可能控制其成本。通過在實際生產運行過程中對數據進行實地驗證，表明措施是正確的，大大降低了變壓器運行成本，取得很好的經濟性。

參考文獻

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