化工廠配電變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與應(yīng)用

程浩(山東能源新汶礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司泰山鹽化工分公司，山東 泰安 271024)

在化工廠配電系統(tǒng)中，變壓器有著非常重要的作用，在變壓器運(yùn)行的過程中，如果功率損耗比較大，那么變壓器的運(yùn)行費(fèi)將會(huì)大幅度的增加，進(jìn)而提升化工廠運(yùn)行的成本，降低化工廠的經(jīng)濟(jì)效益?；诖耍S必須要在明確自身配電變壓器運(yùn)行特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，充分的考慮變壓器的容量，制定出相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行策略，進(jìn)而有針對(duì)性的調(diào)整變壓器的負(fù)載，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

1 變壓器的功率損耗

變壓器的功率損耗需要經(jīng)過相應(yīng)的計(jì)算之后才能得出，在進(jìn)行計(jì)算時(shí)，方法包含瞬態(tài)計(jì)算方式、穩(wěn)態(tài)計(jì)算方式以及動(dòng)態(tài)計(jì)算方式三種，出于變壓器運(yùn)行安全性的考慮，在進(jìn)行功率損耗計(jì)算時(shí)，通常會(huì)選擇穩(wěn)態(tài)計(jì)算方式。變壓器在運(yùn)行的過程中，功率損耗包含兩種，一種是有功功率損耗，一種是無功功率損耗[1]。在進(jìn)行有功功率損耗計(jì)算時(shí)，需要根據(jù)損耗公式來進(jìn)行計(jì)算，在建立損耗公式時(shí)，會(huì)利用到變壓器空載損耗（Po）、短路損耗（Pk）、額定容量（SN），以及某個(gè)時(shí)段內(nèi)變壓器的平均負(fù)載系數(shù)（β）、輸出平均視在功率（S），據(jù)此，得出相應(yīng)的有功功率損害公式：ΔP=Po+β2Pk，其中，β的數(shù)值通過S除以SN來獲得，公式建立完成之后，就可以根據(jù)穩(wěn)態(tài)計(jì)算方式來進(jìn)行有功率計(jì)算。在進(jìn)行無功功率損耗計(jì)算時(shí)，同樣需要建立相應(yīng)的計(jì)算公式，此公式建立的影響因素與有功功率損耗公式影響因素是相同的，由此，無功功率損耗的公式為ΔQ=Qo+β2Qk，同樣根據(jù)穩(wěn)態(tài)計(jì)算方式進(jìn)行計(jì)算。在完成這兩個(gè)分項(xiàng)的功率損耗計(jì)算之后，還需要進(jìn)行綜合功率損耗計(jì)算，不過，綜合功率損耗計(jì)算并不是將上述兩個(gè)功率損耗相加，而是將變壓器的有功功率損耗與因其消耗無功功率使電網(wǎng)增加的有功功率損耗相加。在構(gòu)建綜合功率損耗公式時(shí)，根據(jù)空載綜合功率損耗（Poz）、額定負(fù)載綜合功率損耗（Pkz）以及無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量（KQ）來進(jìn)行，由此得出綜合功率損耗的公式：Pz=Poz+β2Pkz，這其中，Poz是用Po加上KQ與Qo的乘積，Pkz是由Pk加上KQ與Qk的乘積，最后，根據(jù)穩(wěn)態(tài)計(jì)算方式完成計(jì)算。

2 化工廠配電變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

2.1 年固定運(yùn)行費(fèi)

變壓器在工作的過程中，具有一定的工作量，在短期時(shí)間內(nèi)，當(dāng)變壓器的工作量發(fā)生變化時(shí)，年固定運(yùn)行費(fèi)并不會(huì)發(fā)生變化，在年固定運(yùn)行費(fèi)用中，總共包含三種：基本折舊費(fèi)、空載損耗費(fèi)、安裝容量的基本電費(fèi)，在這三種費(fèi)用中，占據(jù)比例最大的為基本電費(fèi)，另外兩個(gè)部分所占據(jù)的比例非常小，二者相加所占的比例不超過5%[2]。在進(jìn)行年固定運(yùn)行費(fèi)時(shí)，需要綜合變壓器的價(jià)格、年綜合折舊率、變壓器年運(yùn)行最小時(shí)數(shù)、基本電價(jià)、綜合功率損耗、電量電價(jià)進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)前，我國(guó)在對(duì)電力設(shè)備的電費(fèi)進(jìn)行計(jì)價(jià)時(shí)，如果電力設(shè)備的容量在315kVA以上，那么電費(fèi)計(jì)價(jià)中包含基本電價(jià)和電量電價(jià)，不過，在實(shí)際的年固定運(yùn)行費(fèi)中，基本電價(jià)受到安裝容量的影響比較大，當(dāng)基本電價(jià)一定時(shí)，當(dāng)變壓器的安裝容量越大時(shí)，年固定運(yùn)行費(fèi)用越多。

2.2 年變化運(yùn)行費(fèi)

在短期時(shí)間內(nèi)，如果變壓器的工作量發(fā)生變化，費(fèi)用也發(fā)生變化的就是年變化運(yùn)行費(fèi)，主要是指負(fù)載變化的有功損耗。當(dāng)變壓器的負(fù)載率越高時(shí)，年變化運(yùn)行費(fèi)用越多，不過，當(dāng)變壓器的安裝容量越大時(shí)，年變化運(yùn)行費(fèi)用就會(huì)越少。

2.3 變壓器容量與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

將年固定運(yùn)行費(fèi)用與年變化運(yùn)行費(fèi)用相加，就可以計(jì)算出年總運(yùn)行費(fèi)用。實(shí)際上，在化工廠的配電系統(tǒng)中，年固定運(yùn)行費(fèi)用和年變化運(yùn)行費(fèi)用的數(shù)值直接受到變壓器容量大小的影響[3]?；S在運(yùn)行的過程中，生產(chǎn)的正常運(yùn)行是必須要保證的，這就需要各種用電負(fù)荷在運(yùn)行時(shí)，能夠相對(duì)持續(xù)、穩(wěn)定，根據(jù)年總運(yùn)行費(fèi)用的公式可知，當(dāng)變壓器的負(fù)荷處于穩(wěn)定的狀態(tài)中時(shí)，年總運(yùn)行費(fèi)用與容量之間會(huì)建立起相應(yīng)的函數(shù)關(guān)系，根據(jù)函數(shù)關(guān)系圖可知，當(dāng)二者的比值等于0時(shí)，變壓器的運(yùn)行處于最經(jīng)濟(jì)的狀態(tài)。另外，根據(jù)此函數(shù)圖可知，在圖像最低點(diǎn)的左邊，年變化運(yùn)行費(fèi)用占據(jù)年總運(yùn)行費(fèi)用的大部分比例，但是在圖像最低點(diǎn)的右邊，年總運(yùn)行費(fèi)用主要是年固定運(yùn)行費(fèi)，當(dāng)正處于圖像最低點(diǎn)時(shí)，此時(shí)的年總運(yùn)行費(fèi)最少。由此可知，變壓器的經(jīng)濟(jì)負(fù)載率受到三個(gè)因素的影響，一是自身設(shè)計(jì)參數(shù)，二是運(yùn)行負(fù)荷，三是市場(chǎng)電價(jià)。化工廠在實(shí)際運(yùn)行的過程中，通過對(duì)變壓器運(yùn)行方式的調(diào)節(jié)和優(yōu)化，有效的實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

3 結(jié)語

配電變壓器在運(yùn)行的過程中，會(huì)生成一定的功率損耗，當(dāng)變壓器的運(yùn)行方式不合理時(shí)，功率損耗就會(huì)增大，從而增加變壓器的運(yùn)行費(fèi)用，這使得化工廠的生產(chǎn)成本費(fèi)用提升許多，為了降低成本，化工廠對(duì)變壓器的運(yùn)行方式進(jìn)行優(yōu)化，通過相應(yīng)的計(jì)算，有效的實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，從而有效地實(shí)現(xiàn)了化工廠的可持續(xù)發(fā)展。

[1]劉麗群.配電變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析系統(tǒng)可行性研究報(bào)告[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2011，（16）：110-111.

[2]樓曉春，孟偉，何麗莉.配電變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的分析與應(yīng)用[J].煤礦機(jī)械，2011，（11）：209-211.

[3]陳俊，劉路，何藝.基于聚類算法的配電變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析研究[J].廣西電力，2015，（01）：6-10.