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DSM技術講座(6)的,一般可達95~99S;但是不同系列、不同標準設計生產的變壓器即變壓器經濟運行要欄編梁學造"益陽金鑫電力節能有限公司卜迪純1變壓器經濟運行的誤區和盲區由于相當一部分電力用戶受到傳統觀念和習慣做法的影響,對本單位接入電網的變壓器既不問容量大小,也不知曉型號規格,又不關心其役齡,任其處在一種自然狀態下運行;加之受并不十分合理的容量電價和電壓等級差別電價制度的制約,導致很大一部分變壓器不是處在經濟運行方式下運行,造成這一狀況的原因主要有以下兩點。
由于信息的不對稱,用戶不清楚變壓器合理配置和優化組合的作用,不了解電價尤其是容量電價的構成,不知道節省容量電費政策、方法等,導致出現變配電系統一次性投資大、固定資產閑置、運行成本高、綜合電價高等問題,這對電力用戶來說是合理用電的一個“盲區”。
變壓器經濟運行還有一個“誤區”就是“重效率,輕效益”,這包括國家標準KB/T134624《工礦企業電力變壓器經濟運行導則》“變壓器經濟運行的基本要求”所規定的五項內容和GB3485《評價企業合理用電技術導則》中強調的“變壓器負荷率經常小于30P時,須按經濟運行條件考核后,合理更換相應容量的變壓器”;同時也包括國家標準所推薦變壓器經濟效益評價方法T0C法。這些標準和方法都一味強調的只是變壓器的效率,既包括變壓器自身的效率要高,也包括變壓器所需無功功率使電網有功功率損耗增加的影響要小。而往往忽視了用戶一個極為敏感、極為實際的問題,就是如何節省設備的一次性投資和容量電費、單位綜合電價等運行費用的節省。
變壓器經濟運行是電力需求側管理的重要內容,怎樣幫助電力用戶走出變壓器經濟運行的“盲區”,跳出變壓器經濟運行的“誤區”,正確處理好“效率”與“效益”的關系,這無論是從提高電網的效率、優化配置電力資源、實現電力優質服務以及引導電力用戶科學合理用電、降低生產成本都是十分有意的。因此,綜合考量變壓器經濟運行具有很重要的現實意義。
2變壓器經濟運行要堅持效益優先2.1提高變壓器效率的關鍵是加快高損耗變壓器的更新改造從宏觀上講,盡管配電變壓器相對其他類電機效率是很高使在同一負荷、同一方式下運行,效率的差別也很大。20世紀80年代以前按“64”、“73”標準生產的Sj、Sw型高損耗變壓器就比按“96”標準生產的S9型高效低損耗變壓器平均損耗高40以上。若用S9系列變壓器替換高損耗變壓器,每kA容量每年可節約電量70kWh及以上。
據不完全統計,全國在用變壓器總容量達27.5億kVA;單指在網上運行的35k和10k配電變壓器就達到14.03億kA,其中約有2.5億kA是役齡超過20年的“64”、“73”系列高損耗變壓器。據初步測算,如果花一定投資用S9系列變壓器去替換淘汰這些高損耗變壓器,則全國每年節電效果可達175億kWh,相當于湖南省益陽、石門、湘潭、株洲、華能岳陽五大主力燃煤電廠年核價上網電量的總和。每年可節約標準煤698萬噸,減排二氧化碳496萬噸。從微觀上講,用電企業積極采取調換、更新或改造變壓器等方法,逐步淘汰高損耗變壓器,更新高效低損耗變壓器。這樣不但可以提高供電企業的能源使用效率,節約電力資源,還能夠節省電費開支,降低生產成本,一舉多得。例如湖南某機電企業,35kV供電,年耗電量約800萬kWh,月均力率只有0.85左右,主變壓器容量為3000kVA,系S7型變壓器;二次電壓10kV,配有14臺饋線變壓器,二次變總容量為7980kVA,全部為S,或Sw老舊變壓器。同時二次變與一次變容量比匹配不合理,達2.661.根據本年度用電統計,該廠變壓器平均負載系數主變是36.31S,二次變是13.65S,其線損率大大超出GB 3485《評價企業合理用電技術導則》“降低企業受電端至用電設備的線損,線損率應達到下列指標:二次變壓5.5S以下”的標準,而實際線損超過了8S.經測算該廠只要將二次變壓器全部更新成S9型變壓器,同時將二次變與一次變的容量比調到相對合理的1.84:1左右,即將原來14臺總容量為7980kA變壓器淘汰,用10臺總容量為5530kVA節能型變壓器取代。則理論線損率就可降到4.5以下,每年可減少線損電量約28萬kWh,月均力率在不增加無功補償設備的條件上可從現在的0.85提高到0.9以上。這樣,每年節約電量電費約13.44萬元,加上節省的力率調整電費11萬元,共計約24.44萬元,大約只需19個月就可以回收更換節能型高效低損耗變壓器的全部投資,節電效果十分明顯。
2.2效益優先要把握的六個要素一般的電力用戶認為,電費、電價是不可控的,因為電價是由國家定價,用電多少就要付多少費,其實這是一種誤解,對執行大宗工業電價的用戶尤其是這樣。他們珠不知國家和電力公司為鼓勵用戶減少對電力的需求,提高系統效率,挖掘電力資源,單就容量電價方面就制定了一系列引導和激勵用戶合理用電的電價政策。包括:需量或容量計費方式,供電電壓等級設置電價差,kA容量月電量階欄巨編梁學造梯電價(單指深圳電網),同一性質用電按容量分類計價(大工業、非普工業、大量用電、高需求用電),以及允許用戶依照規定臨時改變容量申報變更用電等規定。
2.2.1合理設置變壓器負載系數。隨著電力市場電價改革步子的加快、力度加大,兩部制電價中的容量電價部分占總電價的比重趨向上浮態勢。湖南電網2004年7月1日新電價容量電費在變壓器平均負載系數為67時,容量電費由調價前占總電費的約上升了一個多百分點,特別是深圳地區的高需求量用電的容量電費占綜合電價電費的比重高達14c左右。隨著變壓器平均負載系數的變化,容量電費占總電費的比重隨之發生異動。變壓器平均負載系數提高,容量電費占總電費的比重下降,反之則提高。據調查,按變壓器容量計收容量電費的用戶,kWh容量電費一般為0.05元左右,但有的卻高達幾角,甚至1元以上。由此可見變壓器平均負載系數的高低,就成為決定容量電費高低的要素。說白了,用戶電費成本在很大程度上決定于變壓器的報裝容量,即變壓器平均負載系數的取值是否科學合理。例如某中型紡織企業,10kV供電,按變壓器容量計收容量電費,年用電量約3500萬kWh.優化用電前,受電變壓器19臺,報裝容量為11190kVA,月平均力率0.9,變壓器平均負載系數40),年容量電費2148480元。優化用電后,該廠對全廠用電負荷和變壓器進行了調整,申報了變壓器減容。調整后的變壓器由19臺減為12臺,裝機容量由11190kVA減為6150k.A,月平均力率由0.9提高到0.96,變壓器平均負載系數由40)提高到68)。年容量電費由2148480元降到了1180800元;另外由于月平均力率提高了6個百分點,每年還可多得力率調整獎勵約119000元。剔除因變壓器平均負載系數提高后增加的有功變損電量約5萬kWh,計23000元。這樣,該廠優化變壓器配置每年可節省電費支出2148480-1180800+119000-23000=1063680元,kWh綜合電價降低了3分多錢。
2.2.2合理選擇容量電費的計費方式(按變壓器的容量或按大需量)。合理選擇容量電費的計費方式,同樣是電力用戶值得思考的問題,它是決定容量電費高低的第二要素。作為用戶,選擇容量電費的計費方式得當,既節約電費支出,又節省變壓器的一次性投資,是用戶降低電費成本的又一有效途徑。湖南電網2004年6月24日公布的新電價文件規定:“在不影響電網安全經濟運行的前提下,用戶容量電費的計費方由用戶自行選擇,電力企業不得指定用戶的計費方式”。這無疑對電力用戶合理用電,控制容量電費是一大福音。例如某小型化工企業,10k.供電,全廠變壓器16臺,報裝容量8429kVA,年用電量約2200萬kWh,三班生產,平均負荷2500kW,變壓器平均負載系數33.6),月平均大需量3400kW.根據用電性質和資金勢力,該廠要大幅度調整變壓器有一些實際困難,為了節省容量電費,該廠早在幾年以前,經供電企業同意就將按變壓器容量計費改成了按大需量計費,這樣每年的容量電費由按變壓器容量計費方式時的8429kVAxl6元/kVAxl2個月=1618368元,降到了按大需量計費方式的3400kWx20元/kWxl2個月=816000元,兩種計費方式的電費差為1318368-816000=502368元。該廠還打算進一步優化用電方式,一方面設法減少變壓器裝機容量,提高變壓器平均負載系數;另一方面運用需量控制技術,平衡企業內部電力負荷,將高峰負荷轉移到低谷時段,嚴格控制大需量,進一步節省容量電費。
優選用電類別。用戶根據同一用電性質(大工業、非普工業),按照不同容量等級劃分用電類別的規定,選擇有利于用戶自身的變壓器容量配置,可以獲得非??捎^的經濟利益。這是決定容量電費高低的第三要素。
我國現行的電價設置唯有大工業執行兩部制電價(深圳電網除外),即電量電價和容量電價,而其他類別的電價(包括非工業、普通工業電價)則執行單一制綜合電價。有人問,在湖南工業用電是大工業兩部制電價劃得來,還是非普工業單一制電價劃得來;在深圳地區是高需求量用電劃得來,還是大量用電或者是普通用電劃得來答復是不能一概而論,而是要根據實際而定,具體情況具體分析。對于湖南電網,大工業電價與非普工業電價的界定是以用戶變壓器報裝容量315(320)kVA為界,315k.A及以上執行大工業電價,315k.A以下執行非普工業電價;廣電深圳分公司高需求量用電、大量用電和普通用電的界定分別以3000k.A和100k.A為界。3001k.A及以上執行高需求量電價,101~3000kVA執行大量用電電價,100k.A以下則執行普通用電電價。高需求量和大量用電執行兩部制電價,普通用電執行單一制電價。以1>10k.電壓等級電價為例,湖南電網目錄電價大工業與非普工業電量電價差(新價)為0.108元/kWh.據計算,變壓器平均負載系數>25.72時執行大工業電價合算,反之則非普工業電價劃得來。例如某小型機械加工企業,原系10k.大工業用戶,變壓器報裝容量320k.A,該廠由于優化產品結構,由原來的零件生產為主,改為了裝配整機為主,用電負荷、用電量銳減,每月用電只有5000kWh左右,因此kWh容量電費平均就高達1.00元以上。其綜合電價(不包括變損電量、力率調價)就已經超過了1.5元/kWh.根據用電實際情況,該廠辦理了變更用電手續,將320k.A變壓器改用100k.A變壓器取代,改原來的大工業用電為非普工業用電,這樣電價一下就降低了0.9元/kWh左右。又例如,深圳電網雖然高需求量用電與大量用電都執行兩部制電價,電量電價差與容量電價差分別為0.05元/kWh和20元/kW.經測算,當變壓器平均負載系數>64)的時候,高需求量電價低于大量用電電價。因此,倘若用戶用電負荷、變壓器裝機容量接近某一用電類別分界點時,可自主選擇對自己有利的類別用電。
選擇合理的供電電壓。電力用戶對受電電壓選擇同樣至關重要,對于用電負荷率高、變壓器平均負載系數高的用戶,在技術經濟可行的條件下,可選擇較高電壓等級供電;而對于用電設備容量不足100kW、用電負荷率低的高壓用戶,且鄰近有條件提供低壓電源,可以向供電部門申請選擇低壓220/380V供電。這是決定容量電費高低的第四要素。例如某中型化肥企業,建廠初期以本企業為主集資建設了一座110kV變電站。當時缺乏電價意識和經濟頭腦,放棄了供電設施的產權,以10k.作為受電電壓,該廠年均用電量約為1.8億kWh.由于10kV與llOkV大工業電量電價(優價)存在0.022元/kWh的電價差。也就是說,選擇10kV電壓供電要比選擇110kV電壓供電每年要多支付390余萬元的電費,剔除110k.主變的有功變損和變電站折舊、大修理、工費等費用約90余萬元,僅此一項,該廠每年至少增加電費成本300萬元;又例如某建材廠,由原來從事紡織業,改制后轉產做節能空心磚,用電負荷和用電量隨著工廠轉產發生了很大的變化。轉產生產空心磚的頭四個月,每kWh電價竟高達3.26元,這一電價是正常電價的5倍以上,經過用電審計分析,供電局收費沒錯誤,更沒有亂收費、亂加價。導致電價攀高的原因:一是變壓器容量與實際用電極不匹配,線損率高;二是使用的高損耗的“64”系列Sn型變壓器,承擔的變損電量高;三是力率低,功率因數“罰款”多。解決的辦法是與供電部門商量,將原來運行的Sn200?10/0.4變壓器退出運行,就近取220/380V電壓供電,由高壓供電方式改為低壓供電方式。第五個月開始,用電按低壓非普工業0.567元/kWh電價計收,綜合電價一下就下降了2.693元/kWh. 2.2.5適時申報變壓器暫停。有的用電企業受氣候、原材料供應以及銷售等因素的制約,生產銷售有旺季和淡季之分;還有的企業,尤其是連續性生產企業,有確定的設備大修周期,企業大修期少則半個月,多則兩個月三個月不等。這些電力用戶(指按變壓器容量計收容量電費的用戶),可以依據有關法規和政策的規定,在生產(銷售)淡季或設備大修期間,及時向供電企業辦理變壓器暫停手續,這樣可以減少生產淡季和設備大修該期間的變損電量和容量電費,這是決定容量電費高低的第五要素。2.2.6實施兩電分離。受計劃經濟體制的影響,許多企業辦成了小社會。在這類企業,除了執行大工業電價外,還執行非普工業電價、居民生活電價、商業電價、非居民照明電價(下稱其他用電)。對于大工業電價以外的其他用電,在以往電費收取時,實際上重復加收了容量電費。對于這一歷史遺留的問題,湖南省人民政府辦公廳以湘政辦16號文件形式作出了明確規定,即“大工業用電與其他用電共用變壓器的,應將其他用電容量扣除后,再計收容量電費。”但這一規定在實際操作中由于這樣或那樣的原因卻難以落到實處。用戶要想從根本上解決問題,管用的是徹底實施兩電分離,將其他用電(生活用電)移交供電企業直接管理、直接抄表、直接收費。這是決定容量電費高低的第六要素。
3建議變壓器經濟運行是一個常講常新的話題,他既是技術問題,又是經濟問題。在實施過程中,會觸及到供電企業和電力用戶的具體經濟利益,甚至對電價改革、電價調整都將帶來影響。變壓器經濟運行是一項系統工程,是一門學問,也是電力需求側管理的重要內容。要全面、正確地把握其真正的內涵,處理好實施過程中的各類矛盾,一切按經濟規律辦事,這樣才具有生命力。為此,提出以下四點建議:(1)用戶在選擇變壓器容量時,一定要從安全、技術;經濟指標等進行綜合考慮,決不能一味地強調變壓器平均負載系數越大越好。倘若變壓器長期滿負荷,甚至超負荷運行,不僅影響運行效率,增大線損。還會造成這邊省了容量電費,那邊多付了線損電費。更為嚴重的是,變壓器長期滿載、過負荷運行,輕則使變壓器使用壽命縮短,重則燒毀變壓器,甚至釀成安全事故,這會是得不償失。
另外,配電變壓器長時間在高平均負載系數下運行會使得溫升升高,這時,應適當采用一些補救措施。例如提高用電設備的功率因數,盡可能使力率提高到0.95附近;根據溫升的情況,對變壓器進行強制冷卻,包括增加風冷,對于安裝在戶外的油浸式變壓器可對油箱噴淋冷水等。
?。?)要自覺積極地淘汰老舊的高損耗變壓器、更換成節能低損耗變壓器。這既是國家法律法規、政策的強制措施,也是一項社會責任,于社會、用戶自身都有利。用戶實施變壓器淘汰改造項目,可以由用戶獨立完成,也可以與市場化的節能服務公司(EMC0)合作。按照合同能源管理機制,由EMC0帶資實施,待項目產生效益后,從效益款中支付項目的全部投資和EMC0合理收益。這樣既解決了用戶的資金困難,又轉移了投資風險,有利于啟動淘改項目。
?、窃诂F行體制下,電網電價是由國家批準制定,在用電價格問題上,嚴格地講,大工業用戶能夠由自己把握控制的只在容量電價,即容量電費。正因為于此,作為用戶要節省電費成本,一方面要加強管理,減少各個環節中的電能浪費,提高用電效率,節約電量;另一方面要充分了解、正確把握國家與容量電價有關的激勵、誘導政策,有的放矢加強用電管理、科學合理利用游戲規則降低成本。不了解、不熟悉法規、政策和規則是達不到目的。
4供用電雙方要利益兼顧大工業電力用戶合理用電,買施變壓器經濟運行,既是受益者,又是貢獻者。但同時會影響供電企業,尤其是基層供電所(站)的具體經濟利益。從某種意義上講,會對供電企業的售電量、均價、線損率等指標帶來一些負面影響,這對供電企業也是一種考驗。供電企業應抱積極態度,支持客戶依法依規運用科學合理的用電方式降低電費開支,決不能只顧眼前自身的利益,而不顧社會大局、電網大局放棄優質服務;同時又要理直氣壯地堅持原則,確保電價政策執行到位,堵塞漏洞,開拓市場,維護自身的經濟利益。要真正做到這一點確有難度,但完全可以辦得到。因為這是市場法則,一切經濟活動真正按市場規律辦就會有生命力。
5結束語提出效率和效益并重、效益優先的變壓器經濟運行原則,是旨在幫助廣大用戶優化用電方式,克服法規、政策上的盲區,消除技術經濟上的誤區,用DSM方法指導科學合理用電。
欄百編梁學造效率和效益并重、效益優先的變壓器經濟運行原則又是一種新理念。這種新理念有很深的內涵,期待著廣大電力用戶去研究、去發展、去創造更多的社會和經濟效益。