昆鋼220 kV總降壓站主變降容優(yōu)化

孔凡祥，成奕佳

（昆明鋼鐵股份有限公司動(dòng)力能源分公司，云南昆明 650302）

昆鋼220 kV總降壓站主變降容優(yōu)化

孔凡祥，成奕佳

（昆明鋼鐵股份有限公司動(dòng)力能源分公司，云南昆明 650302）

昆明鋼鐵有限責(zé)任公司自2015年11月對(duì)生產(chǎn)組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整后，生產(chǎn)用電負(fù)荷發(fā)生了較大的變化。根據(jù)公司遠(yuǎn)期規(guī)劃分析，實(shí)際用電負(fù)荷與現(xiàn)有裝機(jī)容量存在較大偏差，需進(jìn)行節(jié)能改造，因此對(duì)昆鋼220 kV變電站主變降容，提高變壓器的利用率并且降低電費(fèi)支出。提出了改造方案，經(jīng)分析確定主變降容，改造完成后經(jīng)濟(jì)效益可觀。

220 kV變電站；變壓器；主變降容；節(jié)能改造；用電負(fù)荷

引言

昆明鋼鐵控股有限公司（簡(jiǎn)稱昆鋼）始建于1939年2月，公司鋼鐵主業(yè)擁有高速線材、連軋棒材生產(chǎn)線、2000 m3高爐和雙機(jī)架緊湊式爐卷軋機(jī)等先進(jìn)裝備，主要產(chǎn)品有高速線材、螺紋鋼、熱軋板、冷軋板和鍍鋅彩涂板產(chǎn)品等。自2015年下半年11月昆鋼本部對(duì)生產(chǎn)組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整安排，本部三高爐、五高爐分別停產(chǎn)，六高爐單爐生產(chǎn)，三燒、二煉鋼、熱軋、冷軋及制氧3#空分等同步停產(chǎn)。生產(chǎn)用電負(fù)荷隨生產(chǎn)組織結(jié)構(gòu)的調(diào)整發(fā)生了較大的變化，根據(jù)公司的遠(yuǎn)期規(guī)劃，無(wú)新增負(fù)荷的計(jì)劃。

1 供電基本情況

220 kV五總降壓站于1997年正式投入運(yùn)行。該站變電容量為3×120 MVA，變壓器型號(hào)均為SFPS7-120000-220/110/35，現(xiàn)已使用近20年。生產(chǎn)正常情況下該站開(kāi)二備一，1#、2#主變運(yùn)行，3#主變備用。220 kV側(cè)采用單母線分段接線，110 kV側(cè)采用單母線分段接線，35 kV側(cè)采用雙套雙母線接線。

五總降變電站的主接線簡(jiǎn)圖如圖1所示。

2 降容改造必要性分析

2.1 昆鋼本部負(fù)荷預(yù)計(jì)

2015年前，昆鋼本部滿負(fù)荷組織生產(chǎn)時(shí)，負(fù)荷達(dá)到 199.5 MW，全廠負(fù)荷包括板帶 1、2，棒材 1、2，三高爐，五高爐、六高爐，煉鋼爐，煉鐵爐、軋鋼、球團(tuán)等等。按公司生產(chǎn)組織結(jié)構(gòu)調(diào)整安排，2015年11月、12月昆鋼本部三高爐、四高爐、五高爐分別停產(chǎn)，六高爐單爐生產(chǎn)，二煉鋼及部分軋鋼停產(chǎn)，停運(yùn)的主要設(shè)備如表1所示，停運(yùn)的負(fù)荷約為54.5 MW?，F(xiàn)有主要生產(chǎn)設(shè)備及供電負(fù)荷如表2所示，昆鋼本部現(xiàn)有負(fù)荷約為145 MW，結(jié)合目前鋼鐵行業(yè)產(chǎn)能過(guò)剩的發(fā)展趨勢(shì)及昆明鋼鐵控股公司的遠(yuǎn)期規(guī)劃，昆鋼本部目前無(wú)新增負(fù)荷的計(jì)劃，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)維持現(xiàn)狀，最大負(fù)荷約為145 MW。

圖1 220 kV昆鋼本部五總降變主接線簡(jiǎn)圖

表1 昆鋼本部停運(yùn)主要設(shè)備情況

合計(jì)減少負(fù)荷：61200 kW。

昆鋼本部生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整前供電量為16.8億kW·h/年，生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整后供電量下降為12.0億kW·h/年。目前昆鋼本部供電系統(tǒng)供電量、自發(fā)電量和外購(gòu)電量情況如表3。

表3 昆鋼本部余熱發(fā)電量、外購(gòu)電量及供電量情況

2.2 昆鋼本部負(fù)荷、電量情況分析

根據(jù)以上分析，昆鋼本部生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整前供電量為16.8億kW·h/年，供電負(fù)荷為199.5 MW。生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整后供電量下降為12.0億kW·h/年，供電負(fù)荷為145 MW。昆鋼本部現(xiàn)狀負(fù)荷及電量情況見(jiàn)表4。

表2 昆鋼本部現(xiàn)主要生產(chǎn)設(shè)備情況

表4 昆鋼本部現(xiàn)狀負(fù)荷及電量情況

2.3 存在問(wèn)題

2.3.1 變電站在正常運(yùn)行方式下為負(fù)荷終端變電站，該變電站是保證昆明鋼鐵控股有限公司本部正常生產(chǎn)的用電核心，屬于一級(jí)供電負(fù)荷。供電中斷會(huì)帶來(lái)設(shè)備損壞且難以盡快修復(fù)，給企業(yè)造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。該站有220 kV兩條進(jìn)線，如果由1臺(tái)主變運(yùn)行存在安全隱患，變壓器故障會(huì)引起全站停電，從而造成全廠停產(chǎn)，嚴(yán)重影響公司安全生產(chǎn)，其次是單臺(tái)運(yùn)行也滿足不了負(fù)荷需要。

2.3.2 基本電費(fèi)高，該站變電容量為3臺(tái)120 MVA，自2015年11月對(duì)生產(chǎn)組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整后，生產(chǎn)用電負(fù)荷隨生產(chǎn)組織結(jié)構(gòu)的調(diào)整發(fā)生了較大的變化，最大負(fù)荷由原來(lái)的199.5 MW，減少至目前的145 MW，考慮余熱余能發(fā)電機(jī)平衡后最大負(fù)荷為110 MW。根據(jù)公司遠(yuǎn)期規(guī)劃，無(wú)新增負(fù)荷的計(jì)劃，若繼續(xù)使用2臺(tái)容量為120 MVA變壓器對(duì)145 MW的負(fù)荷進(jìn)行供電，容量不能得到有效利用?；倦娰M(fèi)目前收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)為27元/kVA。因此，根據(jù)實(shí)際負(fù)荷合理選擇主變?nèi)萘?，提高主變?fù)載率是降低電費(fèi)的重要途徑。目前，公司1#主變和2#主變?nèi)萘繛?×120 MVA，每月基本電費(fèi)為24×27=648萬(wàn)元。原最大用電負(fù)荷199.6 MW，主變平均負(fù)載率為83%。但是2015年11月生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整后，最大用電負(fù)荷145 MW，主變平均負(fù)載率為60% ，考慮余熱余能發(fā)電機(jī)平衡后，最大負(fù)荷為110 MW，主變平均負(fù)載率為45.8%，遠(yuǎn)低于70%的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行負(fù)載率，實(shí)際用電負(fù)荷與主變?nèi)萘坎黄ヅ?，致使基本電費(fèi)負(fù)擔(dān)過(guò)重，用電成本增加，降低企業(yè)的整體經(jīng)濟(jì)效益。

3 節(jié)能改造方案及分析

根據(jù)上述存在問(wèn)題及公司本部負(fù)荷預(yù)測(cè)情況,公司最大負(fù)荷降為145 MW，考慮今后昆鋼公司本部預(yù)留一定的負(fù)荷增量和降低投資，擬降低五總降變1#、2#主變?nèi)萘?，保?#主變?nèi)萘浚茨壳肮╇娯?fù)荷將現(xiàn)有 1#、2#變壓器容量 120 MVA降為 80 MVA～100 MVA變壓器，保留3#變壓器容量120 MVA，各個(gè)容量變壓器的負(fù)載率、年基本容量費(fèi)及年運(yùn)行費(fèi)如表5所示。

昆鋼本部若生產(chǎn)組織保持現(xiàn)有產(chǎn)能，并相對(duì)均衡，即使發(fā)電機(jī)組全部停運(yùn)，80 MVA～100 MVA的變壓器仍能滿足供電要求。從變壓器負(fù)載率方面來(lái)看，容量降為2×80 MVA的變壓器更為合理。從經(jīng)濟(jì)方面考慮，80 MVA的變壓器更經(jīng)濟(jì)。

表5 容量?jī)?yōu)化對(duì)比情況

經(jīng)分析研究，綜合考慮，以節(jié)能降耗、降低成本為前提，決定采取220 kV五總降變2臺(tái)主變（1#、2#主變）容量降為2×80 MVA，3#主變?nèi)萘坎蛔兝^續(xù)作為備用，維持接入系統(tǒng)不變。

4 實(shí)施情況

在保證不影響整個(gè)公司供電系統(tǒng)安全運(yùn)行的情況下按以下實(shí)施：（1）分別對(duì)五總降壓站1#、2#變壓器進(jìn)行保護(hù)性拆除，將拆除后的變壓器轉(zhuǎn)運(yùn)到指定位置并進(jìn)行恢復(fù)性安裝，安裝完成后保證變壓器處于可備用狀態(tài)。（2）在原120 MVA變壓器位置安裝新購(gòu)置的2臺(tái)容量為80 MVA變壓器，新變壓器的安裝包含各附屬零部件及二次系統(tǒng)安裝、調(diào)試；（3）新裝1#、2#變壓器220 kV、110 kV 側(cè)中性點(diǎn)設(shè)備安裝、調(diào)試、試驗(yàn)；（4）原 3#主變 220 kV、110 kV兩側(cè)中性點(diǎn)設(shè)備拆除及新設(shè)備安裝、調(diào)試、試驗(yàn)；（5）為滿足計(jì)量要求，更換五總降220 kV系統(tǒng)兩組（共6只）母線電壓互感器，完成原電壓互感器拆除及新裝電壓互感器的安裝、調(diào)試、試驗(yàn)；（6）更換新裝1#、2#變壓器220 kV側(cè)各1組（每組3只，共6只）電流互感器滿足保護(hù)和計(jì)量要求，完成原電流互感器拆除及新裝電流互感器的安裝、調(diào)試、試驗(yàn)。

5 降容后經(jīng)濟(jì)效益分析

2017年6月底完成了2臺(tái)主變壓器的改造和順利投運(yùn)，原3#主變停運(yùn)。項(xiàng)目完成運(yùn)行以來(lái)每月可節(jié)省基本電費(fèi)90多萬(wàn)元，每年節(jié)省1080萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益可觀。通過(guò)變電站主變降容，在保證供電可靠性的同時(shí)，滿足公司經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的需求，為公司的降本增效做出了積極的貢獻(xiàn)。

[1]GB/T 6451-2008，三相油浸式電力變壓器技術(shù)參數(shù)和要求[S].

[2]GB/T 17468-2008，電力變壓器選用導(dǎo)則[S].

Capacity Reduction Optim ization of the Main Transformer of Kunming Steel’s 220 kV Substation

KONG Fanxiang，CHENG Yijia
(The Power and Energy Co.,Kunming Iron and Steel Group Co.,Ltd.,Anning,Yunnan 650302,China)

After the adjustment of production organization of Kunming Steel in November 2015,the power load of production had changed greatly.Through analysis of the company’s long-term planning,it was known that there was a big deviation between the actual load and existing installed capacity,requiring energy saving reform.So the capacity of the main transformer at the 220 kV substation was reduced to improve the utilization rate of the transformer and reduce electricity cost.A reform scheme was put forward and the amount of capacity to be reduced was determined.Considerable economic benefit of the modification has been achieved.

220 kV substation;transformer;main transformer capacity reduction;energy saving transformation;power load

TM63

B

1006-6764(2018)01-0014-03

2017－08－23

孔凡祥（1976－），男，畢業(yè)于冶金電氣自動(dòng)化專業(yè)，大專學(xué)歷，電氣工程師，現(xiàn)從事電氣技術(shù)及管理工作。