小區配電站運行經濟性分析及對策

鄒鄗

摘要：隨著我國城鎮化和居民小區的建設，小區配電站將取代原有的小區的供電模式，即由原來的單位（或物業）集中付費的高壓計量方式，過度到居民直接以戶表形式交納電費的計量方式。然而，在這種供電方式下，如何有效地規避或降低因計量方式改變而給供電企業帶來的損耗增加，使供電企業的供電成本不至于因計量方式的變化而急劇上升，使配電站的變壓器均在科學、經濟、合理的狀態下運行，是本文追求的目的。

關鍵詞：配電站、經濟運行、變壓器

1小區配電站運行情況分析

1.1產生的原因

隨著居民小區在全國城鎮化推進的過程中的大量出現，建立了以小區居民配電站（以下簡稱配電站）為主的供電方式。在這種情況下如何應用最合理的運行方式和最有效的管控措施來使配電站運行最經濟的區間內，是電力企業和全社會所面臨著的，也是要急需的解決問題。

首先、居民小區生活用電的設計容量問題。目前無論是在配電站的總容量設計上，還是在居民個體容量設計上，都遵循的是“大而高”的設計標準，所謂“大”就是居民小區配電站容量設計上采用大容量，所謂“高”就是設計時往往選取了建設部門居民單戶負荷設計標準的上限。例如：總容量的設計上為了確保居民供電容量，采用就大不就小的，甚至會在變壓器的選擇上出現上提一個檔次的做法。在居民容量的計算值上，采取就高不就低的做法。當居民個體容量設計標準為4～10kW時，就取10kW，甚至12Kw。遠遠高于目前我國居民實際用電水平。有時出現到小區拆遷該小區的變壓器都沒有達到設計值的一半。這一設計行為在當前（或相當一段時間內）實際運行的情況來看，其實際運行容量往往是大大低于配電站的配置容量和單戶居民的設計容量。這樣以來，將使幾乎所有的小區配電站的變壓器都處于輕載或近似于空載狀態下運行。

其次、居民用電的特點和規律。我們知道居民用電的規律性是十分強的，往往出現在早、中、晚幾個用電相對集中的時間段，尤其是在凌晨0：00-6：00這段時間處于全天電能消耗的最低點。在這樣的情況下，由于配電站大容量、低消耗配置的特點，低谷時間段幾乎所有的配電站的變壓器都處于輕載或近似于空載運行狀態。

第三、居民用電隨意性強。作為居民配電站配置的變壓器容量是一定，是在建設該小區時作為配套設施一并建設的，是為保證小區居民正常用電而設計并配置的。但在日常的生活中，不能要求居民在什么時間，一定要用多少電能，這是不可能做到的。為此，合理控制運行容量就是配電站要解決的問題之一。

1.2小區配電站運行狀況分析

根據運行情況來看，現有的配電站中有相當一部分變壓器在全天大部分時間段都是處于輕載或近似于空載的狀態下運行。我們摘錄了三個居民小區配電站內各變壓器在春、秋兩季的8：00、10：00、12：00、17：00、21：00、24：00幾個時間段的運行數據如表1。

從表中的數據來看，小區中配置了的臺變壓器均處于輕載的不合理運行狀態的。

小區配電站變壓器各個時間段總體運行實際水平如下表2。

從上面兩個統計結果來看，各個變壓器的運行狀態不同程度的存在有容量浪費和運行不經濟的情況。當然，這些浪費有一些是政策性的，是供電企業必須面對的。但供電企業是可以通過必要的管理措施來實現運行容量的最優化。

2小區配電站變壓器經濟運行分析

配電站變壓器經濟運行首先是運行問題，必須在保證可靠運行的前提下討論經濟運行，即在傳輸的電量不變的情況下，通過選擇最優的運行方式和最佳的運行負荷配置，使變壓器的損耗達到最低點。也就是說要充分發揮變壓器的負載效率來達到目的，而不是以大容量運行來換取小負荷的滿足，也就是我們常說的“大馬拉小車”。變壓器的經濟運行是供電企業謀取降低無謂損耗最經濟、最方便、最有效的辦法。只要加強科學用電，科學調配就可以在不投資或少投資的前提下達到降低損耗的目的。

根據變壓器特性和有關資料分析，每臺變壓器都存在有功功率的空載損失和短路損失，及無功功率的空載消耗和額定負載消耗等損耗。通過計算我們可以得到小區配電站變壓器經濟運行區間為圖1

在一般情況下圖表1中有A、B兩點。當負載系數在A、B內變化時，變壓器處在經濟運行區，損失率是較低的。由上圖可知，當負載系數在L～A或B﹤L﹥1時為不良運行區。在此區間內變壓器損失率是比較大的。通稱過輕載運行區間，變壓器損失率很大，運行極不經濟。

3.小區配電站經濟運行的對策

3.1配電站變壓器容量的設計

根據居民生活用電具有季節性、集中性和不確定性的特點。要求我們在進行配電站設計時，要做到所設計的變壓器容量搭配合理、調控方便、經濟合理、安全可靠。不要單純追求電氣接線簡單明了而將單個變壓器的容量設計的過大，而應該做到大小配置合理。如總容量為2000kVA的配電站，如果按常規考慮，往往配置兩個1000kVA的變壓器，這樣配置配電站的設計簡單，接線明了。但給日后的容量調配造成了一定的障礙。例如同樣是這樣的容量的配電站，是否可考慮兩種運行方案：一是，在該配電站中配置四臺500kVA的變壓器，這樣配置的優點是在運行中可以得心應手地對配電站中的運行變壓器容量進行調整，在不同的用電季節投進去不同的容量，在保證居民正常用電的情況下可以保證運行中的每一臺變壓器都處于經濟合理的運行狀態下。缺點是增加了部分高、低壓設備，從而增加了建設初期的一次性投入的資金。適用于在較長一段時間內小區負荷無法正常穩定的小區。二是，在該的配電站中配置兩臺500kVA、一臺1000kVA變壓器，在負荷配置時以1000kVA變壓器為擔負主要供電任務的變壓器，兩個500kVA的變壓器作為事故備用變壓器及季節容量調整的變壓器。這樣做的優點是建設初期較上面的方案一次性投入少;缺點是負荷相對集中，一旦主變壓器出現故障，部分居民會出現短時停電的現象，較上面的方案的影響面會大一些。同時較上面的方案容量調整的手段單一一些。適用于該正常容量足以使主變壓器運行于經濟范圍內的小區供電模式。

3.2配電站變壓器容量的配置

作為配電站的運行，除了安全可靠的供電以外，最主要就是它本身的運行成本。一個配電站如果設計成功并且運行合理，它應該是低成本、高效率的。在配電站的運行成本中，變壓器的運行成本是占配電站總運行成本的絕對多數的，所以，降低配電站的運行成本就是解決配電站中變壓器的運行成本。

在變壓器的損耗中分為空載損耗和負載損耗。作為負載損耗只要調整好變壓器的經濟運行點，讓變壓器經濟運行點在一天不同的時間段、不同的用電點上均能運行在變壓器的設計經濟運行區域內，可以十分有效的減少運行成本。但就目前的配電站的運行情況來看空載運行成本過高，幾乎所有的配電站內的變壓器均處于“大馬拉小車”的狀態。有的配電站的容量經過科學調控，幾乎可以騰出一半以上的容量。這部分容量就是我們要重點解決的容量，也是降低配電站運行成本的最有效、最直接的辦法之一。

首先，在對待配電站的容量問題上，一定要堅持建設和運行分開、設計和建設相連的方針。即配電站的運行容量并不等于建設容量，并不是所有建設容量在運行初期都要投入運行。尤其是建筑物的建設分幾期進行的配電站，這個問題更加突出。由于一期建成后居民就要入住，為此，就要將整個配電站投運，包括二期、三期甚至于四期需要接火的變壓器均投入運行。當然，作為開發商并不需要支付由于空載帶來的費用，還可以有效地避免變壓器長時間停運而引起的變壓器試驗費。但作為供電企業像這樣的電力能源的浪費是要被嚴格制止的;

其次，可以在建設和設計初期考慮今后的發展，但不一定一步到位。在完成了整體設計和落實了建設資金的情況下，可以考慮分期建設。根據的發展遠景和周邊的發展規劃，保留足夠的設備設計余量，做到用多少，建多少。避免不必要的浪費。

最后，可采用幾個小區公用一個配電站的作法。在最大限度地節約開發商投資的情況下，供電企業可以通過合理調配整個配變壓器的容量，在確保所有居民用電的情況下，使變壓器的容量得以充分利用。這樣可以最大限度地減少變壓器的空載損耗，使供電企業得以最大的經濟利益。同樣也可以有效地減少了開發商的占地，為開發商爭得了一定的利益。作為供電企業要成分發揮信息掌握全面、專業知識熟悉、具有中間協調的特點，作好統籌計劃，安排統一規劃，即客戶的好參謀，又擔當好企業主人的角色。物業的用電主要針對辦公、加壓、熱交換等設備的用電，其特點是用電負荷相對穩定，容量變化不大，與居民的用電特點有很大的區別。這樣以來，在進行小區配電站的設計時，最好采用物業獨立變壓器供電的供電模式。物業的變壓器容量就可以根據其實際負荷進行設計和建設，保證物業所使用的變壓器能夠運行在科學、合理、經濟的狀態下。

4結語

在城鎮小區配電站設計的過程中，相關人員應該充分考慮設計方案的可行性、適用性、經濟性，使得配電站、變壓器、線路布局等在實際的應用中可以發揮最大的功效，將投資成本控制在合理的范圍內，減少投資成本的同時使配電站能夠發揮充分的效率。

參考文獻：

[1] 申磊，城鎮住宅小區供用電設計[J]，中國新技術新產品，2016（17）.

[2] 林荷釩，住宅小區配電站房智能化技術應用研究[J]，科技風2014（14）.

（作者單位：石家莊供電公司）