提高工业企业变压器负荷率的节电意义

提高工业企业变压器负荷率的节电意义

李运德白林雨

聊城市节能服务中心山东聊城 252000

摘要：工业企业耗电普遍偏高，一般高于发达国家的15%~30%，电费成本占企业生产成本的比重加大，有的企业已占到全部成本的30%以上。在安徽中烟及下属单位全年的能源费用支出中60%以上是电费，2016年达到了69%。可以说，电费已成为工业企业成本中除物料成本、人工成本之外最大的成本项目。经过分析，公司电力转换系统普遍存在大马拉小车的问题，变压器负荷率极低。通过提高变压器利用率，实现变压器经济运行，对稳定供电质量，有着较好的经济效益及安全意义。

关键词：变压器；负荷率；节电

引言

近年来随着国民经济的转型与发展，部分地区供电能力的发展与实际需求的增长之间的矛盾日渐显现。为积极应对这一局面，国网系统内已推广采用了提高运行温度、短时动态增容、新型耐热线路等多项技术，极大地提高了线路的输电能力，与之配套的变电站内设备（断路器、隔离开关、电流互感器等）普遍采取了技术改造，即通过整体更换的方式来与线路输送能力相匹配。在取得一定效果的同时，大量变电设备未达到设计年限而提前退役，新增了改造工程的投资，造成了资产的利用效率下降，同时运行变电站的改造又不可避免地影响到供电可靠性。因此，如何合理地充分利用变电设备的潜力，达到设备负荷智能增容的效果，不仅对提高供电可靠性、缓解电力建设压力，而且对提高资产利用水平具有重大意义。

1工业企业用能结构情况

整个公司使用的能源种类包括电、天然气、蒸汽、汽油和柴油。各类生产及生活使用设备的运行基本是通过用电力转换，电的消耗量大，全年用电超过9000万kWh，花费7000多万元。通过对公司近5年的能源采购数据分析，供电费用是企业能源费用大户，费用结构中占比突出，达到能源费用支出上的60%以上，2016年达到近70%。因此，降低电力供应费用，降低用电的占比结构，对节约整体能源费用能起着重要的效果。

公司用电主要在生产类与非生产类两项，各单位年产量相对稳定，生产组织模式基本保持不变，设备布局没有变动时，整个公司的装机容量波动很小，因此，固定用电时间下的节能空间是很小的，要想在电费上进行节约，提高供配电及转化过程的效率有着较大的节能空间，也是一个可行的办法。

2目标确定

变压器运行应在确保变压器安全运行和保证供电质量的基础上,充分利用现有设备,通过择优选取变压器最佳运行方式、负载调整的优化、变压器运行位置最佳组合以及改善变压器运行条件等技术措施,从而最大限度地降低变压器的电能损失和提高其电源侧的功率因数,所以变压器经济运行的实质就是变压器节电运行。经分析决定根据配电室负荷的重要性,在满足生产要求的同时,合理改变配电室的运行方式,减少变压器的损耗,有效降低生产中的电耗。

3干式变压器的运行要求

1）由于干式变压器不需冷却油，所以，必须对其运行温度进行严密的监测和控制，以保证变压器的安全正常运行。通常采用温度控制器对其铁心和绕组温度进行实时监测和显示。

2）正常运行时，变压器靠自然风冷却，维持温度平衡，当温度超过一定限值时，启动风机对其进行强迫风冷却，保证变压器的连续安全运行。

3）干式变压器的温度控制器要有两路电源供电，两路电源不得从被保护的变压器上引出，这是为了保证在一路供电电源故障时，保持对变压器的检测或保存监测数据，便于寻找故障。

4干式变压器的分类

干式变压器按绕组、外壳、绝缘材料的耐温度等级、型号和所采用的绝缘材料等进行分类。

1）按绕组分类：分为包封绕组的干式变压器和非包封绕组的干式变压器两类。有一个或几个绕组用固体绝缘包封起来的干式变压器称为包封绕组的干式变压器。任何绕组均没有用固体绝缘包封起来的干式变压器称为非包封绕组的干式变压器。

2）按外壳分类:分为密封型、全封闭型、封闭型和非封闭型干式变压器四类。密封型干式变压器，带有密封型保护外壳，壳内充以空气或某种气体。其外壳的密封性能使壳内外的气体不发生交换。全封闭型干式变压器，带有全封闭型外壳，壳内外的空气能够发生交换，但外界空气不能以循环方式冷却铁心和绕组。封闭型干式变压器，带有封闭型外壳，外界空气能够以循环方式冷却铁心和绕组。

非封闭型干式变压器，不带外壳，外界空气能够以循环方式冷却铁心和绕组。

4提高负荷率的作用

负荷率是衡量供、用电负荷是否平衡的一个经济指标。负荷率越高，说明供用电负荷越接近平衡；负荷率越低，则说明用电的高峰负荷与低谷负荷相差越大。高峰负荷与低谷负荷之差越大时，在电网备用总机不足的情况下，就会形成高峰时用电量超过电网的最大发电能力，影响供用电安全，甚至于造成被迫拉闸限电。低谷时又形成严重窝电，造成电力浪费。提高负荷率对发、供、用电三方都有好处，对发电部门来说，提高负荷率可以满发多供，降低煤耗，对供电部门来说，可以充分发挥输变配电设备的效能，减少投资，降低各个环节的电能损失；对用电单位来说，可以减少受电变压器容量，降低高峰用电负荷和电能损失，减少基本电费开支，降低生产成本。

5提高负荷率的效果

针对工业企业普遍存在变压器负载偏小的现象，远远低于负荷率的最优值，经济效益很差，易造成较大损耗及电网安全问题。以一厂为试点，通过分析计算科学组合改变供电方式，可以由过去多台变压器供电合并为单台变压器供电。可以大大提升变压器的负荷率。一厂共有低压配电室5个，10/0.4kV干式变压器14台，容量分别为8台1600kVA，3台1250kVA，2台1000kVA，1台500kVA。经过近些年的运行和调整，各种设备电负荷逐渐趋于稳定。经过对2014年1月~2017年1月的时段中，这些变压器的分布、容量、电流峰值、供电范围等情况进行了统计，发现部分变压器负荷太低，可在变压器的额定电流内，对1#配电室、2#配电室、名优配电室和生产管理用房配电室的部分干式变压器进行合并。将1#低配室的1#和2#变压器、2#低配室的3#和4#变压器、名优配电室的10#和11#变压器、5#和6#变压器进行切换成1台变压器带全部负荷。经过测算，在安全生产的同时，将另一台变压器退出运行，这样可以节省该变压器的空载负荷，又增加了另一台变压器的负荷率，使变压器负荷运行在最佳负荷处附近，变压器的效率得到提高，能达到节能的最佳效果。

结语

工业企业中变压器基本都存在着“大马拉小车”的问题，变压器的负荷率普遍偏低，经济效益差，对电网的稳定性也存在隐患。通过对变压器负荷率的分析计算，重新组合改变供电方式，极大地改善了用电效率，也节约了企业的生产成本，提高了经济效益。此项精益改善项目，可以大大提高工业企业能源利用率，值得各工业企业的重视与利用。

参考文献

[1]陈世元.电机理论基础[J].北京：北京电力出版社，2004.

[2]王凤杰.变压器的经济运行分析[J].内蒙古石油化工，2012（13）：75-76.

[3]戎春园,曹玉文,李茂峰,等.500kV大型油浸式电力变压器过负荷运行风险控制[J].广西电力,2008(1):8-12.

[4]蒋跃强,陆志浩.提高500kV变压器过负荷能力的研究[J].华东电力，2004,32(1):14-17.

[5]钱之银,朱峰.提高华东电网500千伏输电线路输送容量的研究[J].华东电力,2003(6):4-7.

[6]基于热路模型的变压器负荷智能系统研究[J].闫宝庚.电气时代，2019，(02)