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案例頻道 摘 要：施工電源主變容量有選擇一臺20000kVA和兩臺10000kVA兩種方案，通過變壓器電能損耗計算、電度電價和基本電價、設備投資綜合比較，選擇綜合費用較少的兩臺10000kVA方案。
1 概述
1 概述
安徽華塑股份有限公司是由淮北礦業（集團）公司、馬鋼集團、安徽省投資集團、中鹽總公司四家單位共同出資組建，其中，淮北礦業（集團）公司絕對控股。
淮北礦業（集團）有限責任公司位于安徽省淮北市，是以煤炭生產經營為主，集電力、化工、建筑建材、醫藥、機械制造、農林養殖、商貿旅游為一體，多種經營、綜合發展的大型企業集團。
近幾年，隨著國家宏觀調控政策的實施，煤炭企業迎來前所未有的發展機遇，為實現資源的優化配置，延長產業鏈，推動經濟結構調整和增長方式轉變，淮北礦業集團提出了建設具有安徽省資源和區位特色的煤化－鹽化一體化工程。
2005年6月，淮北礦業集團委托中國成達工程公司編制鹽化項目（主體工程）廠址比選報告（專篇）和可行性研究報告并于2006年1月通過專家評估。
主體工程包括：140萬噸／年電石裝置、76萬噸／年離子膜燒堿裝置、100萬噸／年聚氯乙烯裝置、250萬噸／年水泥裝置、120萬噸／年真空制鹽裝置。根據安徽省發展和改革委員會文件（發改工業[2006]78號）《關于對淮北礦業（集團）公司100萬噸/年聚氯乙烯項目備案的復函》，整個項目的建設是必要的，分兩期建設是合適的，一期建設規模為年產40萬噸聚氯乙烯、年產60萬噸電石、年產36萬噸燒堿、年產100萬噸的電石渣制水泥裝置，整體項目一、二期工程連續建設。
主體工程采用先進清潔的生產工藝，充分利用淮北礦區豐富的煤炭資源及其衍生的焦炭、電力資源，以及滁州定遠的鹽巖資源、巢湖地區的優質石灰石資源和便利的交通條件，發展熱電聯產-石灰石及鹽巖開采-電石-離子膜燒堿及聚氯乙烯-水泥產業鏈，充分發揮低能耗、低污染、低成本及循環經濟的優勢，生產附加值高的離子膜燒堿及聚氯乙烯產品，綜合利用熱電廠產生的副產物灰、渣、石膏以及其它生產工藝產生的電石渣等副產物，生產優質的高標號水泥，將資源優勢轉化為經濟優勢。
主體工程因施工裝置多，規模大，施工用電負荷大（各裝置開工時間稍有不同），經初步統計，在第一年施工期間，各裝置施工用電總容量約10000kVA（未計負荷率等）。在施工高峰的第二年，各裝置均要增加用電負荷，甚至有突擊施工用電負荷，各裝置施工用電總容量將達20000kVA，而供電電源為一路（35kV），為此，施工電源主變是選擇一臺20000kVA還是選擇兩臺10000kVA，需作比選。計算與比較從以下幾個方面考慮。
2 變壓器損耗計算
電網中由于運行方式經常變化，因此各條線路及變壓器通過功率也相應發生變化，其功率損耗也隨時間而變化。在分析線路或系統運行的經濟性時應該根據不同功率及其相應時間逐步進行計算以求得全年的電能損失
，這種計算雖較嚴格，但工作量較大，實用計算中一般采用最大負荷利用小時數Tmax和損耗小時數τ的關系來計算。損耗小時數為全年電能損耗△A除以最大負荷時的功率損耗△Pmax。即τ=△A/△Pmax，由公式可知τ不僅與Tmax有關，并與線路、變壓器等通過功率的功率因數有關。|
0.8 |
0.85 |
0.9
|
0.95
|
1.0
| |
|
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
5500
6000
6500
7000
7500
8000 |
1500
1700
2000
2350
2750
3150
3600
4100
4650
5250
5950
6650
7400 |
1200
1500
1800
2150
2600
3000
3500
4000
4600
5200
5900
6600 |
1000
1250
1600
2000
2400
2900
3400
3950
4500
5100
5800
6550
7350 |
800
1100
1400
1800
2200
2700
3200
3750
4350
5000
5700
6500 |
700
950
1250
1000
2000
2500
3000
3600
4200
4850
5600
6400
7250 |
電網中變壓器電能損耗計算，參考《電力系統設計手冊》，計算公式：
△A=△P0T+PC(S2/Se2)τ
式中 △A——年電能損耗；
△P0——變壓器的空載損耗(MW)；
T——變壓器運行時間（h）；
PC——變壓器的短路損耗（MW）；
S——變壓器的總通過容量（MVA）；
Se——變壓器的額定容量（MVA）；
τ——損耗小時數（h）。
上式中各參數取值：
T：根據施工電源主變壓器實際運行情況（不停運），上式中變壓器運行時間T年取8760h；
τ：根據《電力系統設計手冊》P321表10-2（最大負荷利用小時數Tmax與損耗小時數τ的關系表），在第一年施工不是很緊張的情況下，最大負荷利用小時數Tmax取5000h（按早6：00到晚8：00施工，即每天按14小時施工），則與之對應的損耗小時數τ為3950h（按ＣＯＳΦ= 0.9）。第二年施工較緊張，最大負荷利用小時數Tmax取6500h，τ為5100h（按ＣＯＳΦ= 0.9）。
S：各裝置施工變壓器總通過容量，第一年為11060kVA=11.06MVA，考慮各裝置同時系數及其負荷率，取值為4.7005 MVA，詳見下表。第二年上半年各施工裝置仍不是很緊張，施工變壓器總通過容量取8500kVA，下半年出現突擊施工負荷，總通過容量取16000kVA。
第一年各裝置施工變壓器及容量統計表
第一年各裝置施工變壓器及容量統計表
|
裝置名稱 |
變壓器臺數及容量kVA |
總容量kVA |
備注 |
|
乙炔、VCM、PVC
真空制鹽
電石
水泥
電站
公輔
鐵路北區
鐵路西區
各裝置合計
|
630
630
1000
2×1000
1000
3×1000
2×1000
400
400 |
630
630
1000
2000
1000
3000
2000
400
400
11060
4700.5 |
考慮同時系數取0.85、負荷率取0.5 實際總容量為 ：11060×0.85×0.5=4700.5 |
Se：變壓器額定容量，當選用一臺20000kVA 變壓器時，其值為20000kVA=20MVA；當選用兩臺10000kVA變壓器時，其值為10000kVA=10MVA；
△P0：擬選SF7系列35KV電力變壓器，查《電力工程電氣設備手冊》P397表2-1-56，當選用一臺20000kVA變壓器時，數值為22.5KW=0.0225MW；當選用選用兩臺10000kVA變壓器時，數值為13.6KW=0.0136MW；
PC：擬選SF7系列35KV電力變壓器，查《電力工程電氣設備手冊》P397表2-1-56，當選用一臺20000kVA變壓器時，數值為93KW=0.093MW，當選用選用兩臺10000kVA變壓器時，數值為53KW=0.053MW。
（1）第一年變壓器電能損耗計算
①當主變選用一臺20000kVA變壓器時，第一年電能損耗計算如下（各參數取值見上述）：
△A=△P0T+PC(S2/Se2)τ
=0.0225×8760+0.093×（4.70052/202）×3950
=217MWh
=2.17×105kWh
②當主變選用兩臺10000kVA變壓器，第一年只投運一臺10000kVA變壓器時，其電能損耗計算如下：
△A=△P0T+PC(S2/Se2)τ
=0.0136×8760+0.053×（4.70052/102）×3950
=165MWh
=1.65×105kWh
（2）第二年變壓器電能損耗計算
①在上半年，施工稍緊張，用電負荷設為S＝8500kVA，計算公式同前，將相關參數代入公式計算結果為：選用一臺20000kVA變壓器與選用兩臺10000kVA變壓器，其電能損耗值分別為141.39MWh和167.96MWh。
Se：變壓器額定容量，當選用一臺20000kVA
②下半年，出現突擊工程，施工用電總負荷約為S＝16000kVA，這時，若采用兩臺10000kVA變壓器方案時，則投運兩臺10000kVA變壓器；選用一臺20000kVA變壓器方案時也能滿足用電需要。計算公式同前，代入相關參數計算結果為：選用一臺20000kVA變壓器與選用兩臺10000kVA變壓器，其電能損耗值分別為250.33MWh和292.13MWh。
3 施工電源繳費
（1）電度電價（元/千瓦時）：根據計量及安徽省電網銷售電價繳納。
（2）基本電價（變壓器容量 元/千伏安/月）：2008年調整為38元/千伏安/月。對于容量為一臺20000kVA的變壓器，年基本電價電費：12×38×20000＝9120000元；容量為一臺10000kVA的變壓器，年基本電價電費：12×38×10000＝4560000元。如果變壓器空載不帶負荷，則需繳納變壓器容量40%的基本電價。
4 設備投資
（1）當選用一臺10000kVA主變（無載油變）價格約為60萬元，當選用一臺20000kVA主變（無載油變）價格約為100萬元。
（2）配電系統：
①如果選用一臺20000kVA主變時：35KV側配4臺開關柜（約25萬元/臺），采用手車式開關柜配型真空斷路器，4臺開關為：進線柜1面，PT柜1面，站用變柜1面，主變柜1面，共4面柜。10KV側17個配電柜（約15萬元/臺，采用KYN28A-12開關柜配真空斷路器，其中進線柜1面，出線柜13面，PT柜1面，電容器開關控制柜2面，共17面開關柜），
②采用2臺10000kVA主變時，則其35KV側配5臺開關柜，采用手車式開關柜配型真空斷路器，分別為：進線柜1面，PT柜1面，站用變柜1面，主變柜2面，共5面柜。10KV側共21個配電柜（采用KYN28A-12開關柜配真空斷路器，其中進線柜2面，母聯柜2面，出線柜13面，PT柜2面，電容器開關控制柜2面，共21面開關柜）。
（3）經濟比較：按較好配置含保護，35KV柜按25萬元/臺，10KV柜按15萬元/臺，這樣選用一臺20000kVA主變，設備總投資100+25×4+17×15=455萬元；選用2臺10000kVA主變，設備總投資60×2+25×5＋15×21=560萬元，選用2臺10000kVA變壓器比選用一臺多投資105萬元。
5 綜合比較
（1）第一年費用比較
選用一臺20000kVA變壓器，設備總投資費用為455萬元（未計箱式變電站箱體等費用），年基本電價電費912萬元，年電能損耗13萬元（電價按0.6元/kWh,下同。2.17×105kWh×0.6元/kWh＝13萬元），總計1380萬元。
選用兩臺10000kVA變壓器，設備總投資費用560萬元（未計箱式變電站箱體等費用），年基本電價電費456萬元，年電能損耗10萬元，總計1026萬元。
由比較知，選用一臺20000kVA變壓器比選用兩臺10000kVA變壓器第一年總計費用多354萬元。
（2）第二年費用比較
①在上半年，各裝置施工用電總負荷同前設為8500kVA，故只需投運一臺10000kVA變壓器（當選擇兩臺10000kVA變壓器方案時），這樣，基本電價費為456/2=228萬元；選用一臺20000kVA變壓器方案時，基本電價費為912/2=456萬元，后者多交費用228萬元。兩者用戶電費基本相同，不作比較（下同）；變壓器電能損耗折電費：選用一臺20000kVA變壓器與選用兩臺10000kVA變壓器分別為8.48萬元和10.08萬元。
②下半年（考慮突擊工程），施工用電總負荷取為16000kVA，這時，若采用兩臺10000kVA變壓器方案時，則投運兩臺10000kVA變壓器。電費情況：兩種方案基本電價費相同，不作比較；變壓器電能損耗折電費：選用一臺20000kVA變壓器與選用兩臺10000kVA變壓器分別為 15.02萬元和17.53萬元。
6 結束語
從上述分析、計算比較知，主體工程在兩年建
設期中，施工電源選用兩臺10000kVA變壓器與選用一臺20000kVA變壓器兩方案，前者綜合費用（設備費、基本電價費、變壓器電能損耗折電費）為1737.61萬元，后者綜合費用2316.1萬元。即選用兩臺10000kVA變壓器比選用一臺20000kVA變壓器方案少支出費用578.49萬元。故施工電源主變選擇兩臺容量為10000kVA變壓器。該方案比選經與該箱式變電站設計院“東華工程科技公司”交流，認可該方案比選。同時，安徽華塑股份有限公司專家組從初期投資、運行費用及與主體工程的聯系等方面經過評定確定了該方案。
參考文獻
1、《電力系統設計手冊》P321，電力工業部電力規劃設計總院編，主編紀雯，中國電力出版社2007年北京第四次印刷。
2、《電力系統設備手冊》P397，表2-1-56，電力工業部西北電力設計院編，主編弋東方， 中國電力出版社1998年10月第一版，上冊。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號