配变是电网向用户供电的载体,配变的经济运行是企业降低电力成本要素。配变相对于其他电气设备而言,其运行效率是很高,但运行中自身也会产生损耗,而变损大小与运行效率有关。从降损角度讲,配变的满载运行其效率并非最佳,若长期满载运行,不仅效率下降,而且还会增加变损,长期超载还会缩短使用寿命,甚至还能酿成事故。
理论与实践表明,配变负载系数与运行效率有关,只有当配变负载系数为50%时,运行效率最高,或且说,配变运行中只有铁损等于铜损时,效率最高,变损最小,这表明提高运行效率,将蕴涵着降损的潜能。
然而事物总是一分为二,如果仅一味强调提高运行效率,这虽然能降低变损,却往往忽略了一个敏感而实际的问题,即如何减少设备一次性投资和容量电费。
由于受传统观念和习惯用电的影响,用户接入电网运行的配变,仅处于自然状态下运行,再加之受容量电费和电压等级差别电价的制约,同时对容量电费的规定不甚了解,从而导致电力成本的增加。用户若是要从降低电力成本着想,应从配变运行效率和效益综合考量而采取相关措施,必将取得更好的经济效益。
一、配变运行效率与变损关系
配变运行中产生损耗分为铁损和铜损,配变在额定电压下运行其铁损是个常数,而铜损却与二次负载电流平方成正比,并随负载电流的变化而变化。配变运行中只有当铁损等于铜损时,运行效率最高,变损最小。
配变运行效率最高时的负载系数称为理论最佳负载系数。β=0.5这是配变经济运行的理论依据,当负载系数为50%时,配变运行效率最高,变损最小。在配变运行中可依据这个原理对用电负荷进行调整,使之达到降损节能,实现配变的经济运行。
二、提高配变运行效率的措施
1.按β=0.5调整用电负载
β=0.5这是配变运行效率最高时理论负载系数,配变运行中应以最佳负载系数为依据,及时调整或控制用电负荷,实现配变的经济运行。若配变长期处于轻载运行,其效率必然下降,则要更换适宜容量的配变。如是处于满载运行其效率也不是最佳,则要进行增容改造。若仅在高峰期超载,可通过 “移峰填谷”予以调整。为此,按最佳负载系数及时调整用电负荷是提高运行效率的措施。
2.实时检测配变三相负荷电流平衡度
配变运行中若三相负载不对称,则会产生三相负荷电流的不平衡,这不仅产生附加损耗,而且还会造成运行效率下降。为能及时发现三相负载是否均衡,则需对三相负荷电流进行检测,如是三相负荷电流差别较大,则需及时对用电负载进行调整,使之处于基本均衡下运行,即能提高效率,降低变损。
3.加强用电管理
配变供给用电负荷时处于变化之中,为提高运行效率则需对用电负荷进行检测,如有负荷波动异常或突变,应在查找原因后加强对用电负荷进行管理,通过实施“移峰填谷”,或执行峰谷分时电价等措施,促使用户调峰、避峰用电,使之达到用电负荷基本均衡,以减少负荷波动造成附加损耗,同时还有利于提高运行效率。
4.配变低压侧实施无功补偿
配变运行效率与功率因数有关,其低压侧实施无功补偿是减少无功消耗,提高功率因数有效措施。其补偿装置应采用自动投切技术,可达到自动跟踪无功负荷变化,以达到无功的实时平衡。
此外还可运行电价杠杆,辅之实行力率调整电费办法,促使用户自觉实施无功补偿,以提高配变运行效率。
5.合理的配变运行方式
对采用配变并列运行用户,可按用电负荷的变化,灵活改变配变运行方式,这也可提高运行效率。如高峰期用电负荷增大,可采用配变的并列运行,因两台阻抗相同配变并列运行,其阻抗比单独运行时减小一半,在输出相同功率时,其变损也会减小一半,有利于提高运行效率。在低谷时段,用电负荷减小,运行电压升高,当用电负荷小于临界负荷时,可改为单独运行,不仅能满足用电需求,而且还可提高运行效率。
6.运用需量控制技术优化用电方式
需量控制技术是对用户最大用电负荷进行控制的技术装置。当用户用电负荷达到最大需量时,控制装置即能自动用户供电负荷进行限制,客观上降低电网高峰负荷,从而提高电网负载系数。
为能对用电负荷进行实时检测,可运用配变终端检测装置,对配变运行中的电流、电压、功率及电能表等数据进行在线检测。根据采集数据进行分析,从而采取措施对用电负荷进行调整,使配变处于最佳负载系数运行,提高运行效率。
三、配变运行效益不容忽视
实现配变的经济运行是一项系统工程,既是经济问题,又是技术问题,同时也是电力需求侧管理的重要内容。理论与实践表明,配变运行效率与负载系数有关,为实现配变的经济运行,应按“效率与效益并重,以效益优先”的原则,通过采取相关措施调整用电负荷,使之达到降损节能增加经济效益。
据GB-T134624《工矿企业电力变压器经济运行导则》、GB3485《评价企业合理用电技术导则》及国家标准推荐的变压器经济效益评价方法等,强调的是变压器的运行效率,即变压器运行时自身效率要高,以及变压器运行时向电网索取无功而造成有功的损耗要最小。这说明变压器处于最佳效率运行是降低变损的途径。
然而在提高配变运行效率时,却往往会忽略一个用户敏感而实际问题,即如何减少设备一次性投资和容量电费等问题,为实现配变的经济运行,应从效率和效益综合考量,正确处理好效率与效益的关系。
殊不知供电部门也有一些引导和激励用户合理用电与计费的办法。如需量和容器的计费方式;按电压等级设置电价;同一用电性质按不同容量划分电价,以及允许用户改变容量和申请变更用电及短时停运等规定,为的是鼓励用户减少电力需求和提高电力利用率。用户如能合理选择使用这些规定,即能减少容量电费,从而降低电力成本增加经济效益。
1.配变负载系数的合理取值
随着电力市场电价改革力度的加大,两部制电价中容量电费比重呈上升趋势。配变运行的平均负载系数提高后,容量电费占总电费的比例会下降,反之,则要升高。β=0.5这是配变最佳理论负载系数,配变运行中其负载系数若按50%取值,运行效率最高,变损最小。然而却增加设备一次性投资和容量电费,所以负载系数取值是容量电费增减的因素。但从经济效益讲,负载系数在0.5~0.75之间取值,可增加用户的经济效益。
2.合理选择容量电费计算方式
配变容量电费计算方式,供电部门规定:在不影响电网安全运行前提下,用户可按配变容量或最大需量自行选择,这无疑是降低容量电费的福音。
另外,用户还可通过“移峰填谷”等措施,优化用电方式均衡用电负荷,以此可减少电力需求,从而减少配变容量达到降低容量电费。
3.按用电需求确定配变容量
现行电价有两部制电价和单一综合电价。大工业电价(两部制电价)与非普工业电价是以报装配变容量315kVa来界定,31kVa以上执行两部制电价,而315kVa以下执行非普工业电价。如某厂报装配变容量315kVa,需按两部制电价计费。后因用电负荷减少,可通过变更容量改为100kVa配变供电,即不必交容量电费,可降低电力成本。
4.选择合宜供电电压等级
企业用电选择适宜受电电压等级,也是降低电力成本的途径。对用电负荷大而负载系数又高的企业,在技术、经济条件允许下,宜选用高电压直供。而用电负荷不足100kVa,负荷率又低的用户可申请公用变的220/380V供电,这也能降低电力成本。
5.适时申请配变短期停运
有的企业受客观因素影响,造成用电负荷的较大变化,可在用电负荷减少期间,申请配变的短期停运(仅对315kVa及以上配变),这可减少停运期的变损和容量电费,从而降低电力成本。
6.实施大工业用电与生活服务用电分离
有的企业办有社会服务项目,其用电可按其他电价执行。虽供电部门允许大宗工业用电与服务项目同一配变供电,计费时可扣除服务项目容量再计收容量电费。但实际操作中很难落实到位,其解决办法是实施两用电分离,将服务项目移交供电部门直接抄表计费,这也是降低容量电费增加效益的措施。
四、结束语
配变经济运行是一项系统工程,在配变运行管理中,应坚持效率和效益并重,以效益优先的原则。提高配变运行效率,蕴存着降损的潜能。如一味强调提高效率,往往忽略一个敏感而实际问题,即如何减少一次性投资和容量电费。为降低企业电力成本,应从效率和效益综合考量,提出提高配变运行效率和增加效益的措施,这才具有现实意义。