小區(qū)配電站運行經(jīng)濟(jì)性分析及對策

鄒鄗

摘要：隨著我國城鎮(zhèn)化和居民小區(qū)的建設(shè)，小區(qū)配電站將取代原有的小區(qū)的供電模式，即由原來的單位（或物業(yè)）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(guī)避或降低因計量方式改變而給供電企業(yè)帶來的損耗增加，使供電企業(yè)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(xué)、經(jīng)濟(jì)、合理的狀態(tài)下運行，是本文追求的目的。

關(guān)鍵詞：配電站、經(jīng)濟(jì)運行、變壓器

1小區(qū)配電站運行情況分析

1.1產(chǎn)生的原因

隨著居民小區(qū)在全國城鎮(zhèn)化推進(jìn)的過程中的大量出現(xiàn)，建立了以小區(qū)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(yīng)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(jīng)濟(jì)的區(qū)間內(nèi)，是電力企業(yè)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(qū)生活用電的設(shè)計容量問題。目前無論是在配電站的總?cè)萘吭O(shè)計上，還是在居民個體容量設(shè)計上，都遵循的是“大而高”的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，所謂“大”就是居民小區(qū)配電站容量設(shè)計上采用大容量，所謂“高”就是設(shè)計時往往選取了建設(shè)部門居民單戶負(fù)荷設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的上限。例如：總?cè)萘康脑O(shè)計上為了確保居民供電容量，采用就大不就小的，甚至?xí)谧儔浩鞯倪x擇上出現(xiàn)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(dāng)居民個體容量設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為4～10kW時，就取10kW，甚至12Kw。遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于目前我國居民實際用電水平。有時出現(xiàn)到小區(qū)拆遷該小區(qū)的變壓器都沒有達(dá)到設(shè)計值的一半。這一設(shè)計行為在當(dāng)前（或相當(dāng)一段時間內(nèi)）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(shè)計容量。這樣以來，將使幾乎所有的小區(qū)配電站的變壓器都處于輕載或近似于空載狀態(tài)下運行。

其次、居民用電的特點和規(guī)律。我們知道居民用電的規(guī)律性是十分強的，往往出現(xiàn)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(tài)。

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(shè)該小區(qū)時作為配套設(shè)施一并建設(shè)的，是為保證小區(qū)居民正常用電而設(shè)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(qū)配電站運行狀況分析

根據(jù)運行情況來看，現(xiàn)有的配電站中有相當(dāng)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(tài)下運行。我們摘錄了三個居民小區(qū)配電站內(nèi)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(shù)據(jù)如表1。

從表中的數(shù)據(jù)來看，小區(qū)中配置了的臺變壓器均處于輕載的不合理運行狀態(tài)的。

小區(qū)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(tǒng)計結(jié)果來看，各個變壓器的運行狀態(tài)不同程度的存在有容量浪費和運行不經(jīng)濟(jì)的情況。當(dāng)然，這些浪費有一些是政策性的，是供電企業(yè)必須面對的。但供電企業(yè)是可以通過必要的管理措施來實現(xiàn)運行容量的最優(yōu)化。

2小區(qū)配電站變壓器經(jīng)濟(jì)運行分析

配電站變壓器經(jīng)濟(jì)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(jīng)濟(jì)運行，即在傳輸?shù)碾娏坎蛔兊那闆r下，通過選擇最優(yōu)的運行方式和最佳的運行負(fù)荷配置，使變壓器的損耗達(dá)到最低點。也就是說要充分發(fā)揮變壓器的負(fù)載效率來達(dá)到目的，而不是以大容量運行來換取小負(fù)荷的滿足，也就是我們常說的“大馬拉小車”。變壓器的經(jīng)濟(jì)運行是供電企業(yè)謀取降低無謂損耗最經(jīng)濟(jì)、最方便、最有效的辦法。只要加強科學(xué)用電，科學(xué)調(diào)配就可以在不投資或少投資的前提下達(dá)到降低損耗的目的。

根據(jù)變壓器特性和有關(guān)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(fù)載消耗等損耗。通過計算我們可以得到小區(qū)配電站變壓器經(jīng)濟(jì)運行區(qū)間為圖1

在一般情況下圖表1中有A、B兩點。當(dāng)負(fù)載系數(shù)在A、B內(nèi)變化時，變壓器處在經(jīng)濟(jì)運行區(qū)，損失率是較低的。由上圖可知，當(dāng)負(fù)載系數(shù)在L～A或B﹤L﹥1時為不良運行區(qū)。在此區(qū)間內(nèi)變壓器損失率是比較大的。通稱過輕載運行區(qū)間，變壓器損失率很大，運行極不經(jīng)濟(jì)。

3.小區(qū)配電站經(jīng)濟(jì)運行的對策

3.1配電站變壓器容量的設(shè)計

根據(jù)居民生活用電具有季節(jié)性、集中性和不確定性的特點。要求我們在進(jìn)行配電站設(shè)計時，要做到所設(shè)計的變壓器容量搭配合理、調(diào)控方便、經(jīng)濟(jì)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(shè)計的過大，而應(yīng)該做到大小配置合理。如總?cè)萘繛?000kVA的配電站，如果按常規(guī)考慮，往往配置兩個1000kVA的變壓器，這樣配置配電站的設(shè)計簡單，接線明了。但給日后的容量調(diào)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(yōu)點是在運行中可以得心應(yīng)手地對配電站中的運行變壓器容量進(jìn)行調(diào)整，在不同的用電季節(jié)投進(jìn)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(jīng)濟(jì)合理的運行狀態(tài)下。缺點是增加了部分高、低壓設(shè)備，從而增加了建設(shè)初期的一次性投入的資金。適用于在較長一段時間內(nèi)小區(qū)負(fù)荷無法正常穩(wěn)定的小區(qū)。二是，在該的配電站中配置兩臺500kVA、一臺1000kVA變壓器，在負(fù)荷配置時以1000kVA變壓器為擔(dān)負(fù)主要供電任務(wù)的變壓器，兩個500kVA的變壓器作為事故備用變壓器及季節(jié)容量調(diào)整的變壓器。這樣做的優(yōu)點是建設(shè)初期較上面的方案一次性投入少;缺點是負(fù)荷相對集中，一旦主變壓器出現(xiàn)故障，部分居民會出現(xiàn)短時停電的現(xiàn)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(diào)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(jīng)濟(jì)范圍內(nèi)的小區(qū)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(shè)計成功并且運行合理，它應(yīng)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(shù)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(fù)載損耗。作為負(fù)載損耗只要調(diào)整好變壓器的經(jīng)濟(jì)運行點，讓變壓器經(jīng)濟(jì)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(shè)計經(jīng)濟(jì)運行區(qū)域內(nèi)，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(nèi)的變壓器均處于“大馬拉小車”的狀態(tài)。有的配電站的容量經(jīng)過科學(xué)調(diào)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(shè)和運行分開、設(shè)計和建設(shè)相連的方針。即配電站的運行容量并不等于建設(shè)容量，并不是所有建設(shè)容量在運行初期都要投入運行。尤其是建筑物的建設(shè)分幾期進(jìn)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(dāng)然，作為開發(fā)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(yè)像這樣的電力能源的浪費是要被嚴(yán)格制止的;

其次，可以在建設(shè)和設(shè)計初期考慮今后的發(fā)展，但不一定一步到位。在完成了整體設(shè)計和落實了建設(shè)資金的情況下，可以考慮分期建設(shè)。根據(jù)的發(fā)展遠(yuǎn)景和周邊的發(fā)展規(guī)劃，保留足夠的設(shè)備設(shè)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(qū)公用一個配電站的作法。在最大限度地節(jié)約開發(fā)商投資的情況下，供電企業(yè)可以通過合理調(diào)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(yè)得以最大的經(jīng)濟(jì)利益。同樣也可以有效地減少了開發(fā)商的占地，為開發(fā)商爭得了一定的利益。作為供電企業(yè)要成分發(fā)揮信息掌握全面、專業(yè)知識熟悉、具有中間協(xié)調(diào)的特點，作好統(tǒng)籌計劃，安排統(tǒng)一規(guī)劃，即客戶的好參謀，又擔(dān)當(dāng)好企業(yè)主人的角色。物業(yè)的用電主要針對辦公、加壓、熱交換等設(shè)備的用電，其特點是用電負(fù)荷相對穩(wěn)定，容量變化不大，與居民的用電特點有很大的區(qū)別。這樣以來，在進(jìn)行小區(qū)配電站的設(shè)計時，最好采用物業(yè)獨立變壓器供電的供電模式。物業(yè)的變壓器容量就可以根據(jù)其實際負(fù)荷進(jìn)行設(shè)計和建設(shè)，保證物業(yè)所使用的變壓器能夠運行在科學(xué)、合理、經(jīng)濟(jì)的狀態(tài)下。

4結(jié)語

在城鎮(zhèn)小區(qū)配電站設(shè)計的過程中，相關(guān)人員應(yīng)該充分考慮設(shè)計方案的可行性、適用性、經(jīng)濟(jì)性，使得配電站、變壓器、線路布局等在實際的應(yīng)用中可以發(fā)揮最大的功效，將投資成本控制在合理的范圍內(nèi)，減少投資成本的同時使配電站能夠發(fā)揮充分的效率。

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（作者單位：石家莊供電公司）