变压器经济运行浅析

司佳

摘 要：该研究对变压器电费结构、影响因素等方面进行分析，通过查询历史数据，找出变压器运行的主要经济数据，对降低功率因数考核电费的方法进行摸索，给出控制措施，经过实地验证后，对节能效果进行检验。在不改变现有设备能耗水平，不增加新的设备改造费用的前提下，作者希望仅对运行方式进行合理调度，实现降低变压器运行成本的目的，对今后变压器经济运行给出指导意见。

关键词：变压器 功率因数 调整电费 节能运行

中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）08（c）-0029-02

北京京能电力股份有限公司石景山热电厂（以下简称：石景山热电厂）负责石景山区广宁地区多家单位、居民的生活饮用水供应工作，公司设置深井泵运行班组，负责日常供水工作。设备包括：两台变压器、六台循环水泵和一台深井泵，两台变压器动力电源分别取自石景山供电局、门头沟供电局。公司每年用于支付两家供电局的变压器电费均要达到200万元以上，成本压力巨大。在市场经济环境下，为了更好的节约公司经营成本，公司在现有设备能耗水平的基础上，试图通过不进行技术改造，仅对变压器运行方式进行优化的方法，实现节约电费成本的目的。

1 现状

1.1 电量、电费情况

按照《中华人民共和国电力法》规定，变压器用电属于大工业用电，计费方式执行大工业用电电费标准。

2012-2014年电量、电费情况如下：

2012年用电量181.2万千瓦，电费211.7万元；2013年用电量162.5万千瓦，电费197.0万元；2014年用电量176.3万千瓦，电费208.9万元。

从电费表中可以看出，公司每年需要支付200万元左右电费，成本压力巨大。

1.2 公司的电价组成

大工业用电实行两部制电价，电价由基本电价、电度电价和功率因数调整电费三部分构成。

电费金额=基本电费+电度电费+功率因数调整电费

基本电费=计费容量×基本电价

电度电费 =抄见电量×电价

功率因数调整电费指根据用户月加权平均功率因数调整减收或增收的电费。

功率因数调整电费 =（基本电费+电度电费）×（±）功率因数调整电费月增减率%

功率因数考核调整电费以0.90为基数，功率因数在0.65-0.90之间，低于0.90每0.01，电费增加0.5%，功率因数低于0.64及以下，每降低0.01电费增加2%。

2 存在的问题

由于饮用水供应工作，涉及民生问题，公司始终高度重视供水安全问题，为确保变压器用电稳定，出现一路变压器电源失电后，另一路变压器电源能够快速供电，公司始终采取两台变压器一台运行一台备用的方式。受到这种运行方式的影响，必然造成一台变压器空载时间较长，有功较低，无功很高，使功率因数较小，造成功率因数调整电费很高。

可以看出，冷备用方式下，功率因数调整电费控制的较好，热备用方式下，绝大多数月份的功率因数调整电费都在2万元以上，最高达到4.1万元。有个别月份，虽然也是热备用方式运行，但功率因数调整电费基本维持在3000-4000元附近。如何降低这部分功率因数调整电费，是需要进行思考的问题。

3 原因分析及应对措施

3.1 原因分析

近年来，由于两台变压器功率因数调整电费较高，自2010年便组织变压器节能运行方式讨论，公司先采取改变变压器运行方式的方法降低电费成本，后来又将原先高耗能的油变压器更换为节能型干式变压器，并继续执行原有变压器运行方式，进一步降低电费成本。其中：

雨季期间（6月中旬-9月底），两台变压器采用一台运行，一台热备用的方式；

非雨季期间（10月初-6月中旬），两台变压器采用一台运行，一台冷备用的方式。

从2012年-2014年用电量、电费情况看，非雨季期间，由于备用侧变压器采用冷备用的运行方式，不会出现因功率因数低于90%标准而产生的功率因数调整电费，且运行侧变压器因为用电负荷较高，功率因数基本可以达到86%、甚至可以接近90%的水平，每月功率因数调整电费仅在1000元上下浮动，节约成本效果相当明显。

由于影响功率因数调整电费的因素有两项：月度电费和功率因数考核比例。月度电费受到用电量影响，电量越多，电量电费也会随之增加，这项影响因素受到总用水量影响，无法控制，属于不可控因素。功率因数考核比例直接受到功率因数高低影响，在今后变压器调整工作中，只要合理分配用电时间，使有功与无功比例在合理范围内，即可使功率因数在较高水平上，避免出现较高的功率因数调整电费。

从上述功率因数计算公式可以看出，影响功率因数变化最主要因素为有功电量。

对功率因数调整电费较低的数据进行分析后发现，以2014年10月数据为例，两台变压器总有功基本在16.8万千瓦时，比功率因数较高的月份的有功仅高出大约6-7%左右，但由于两台变压器均在运行，一台变压器有功为12.2万千瓦时，无功为7.2万千瓦时，功率因数为86%，另一台变压器有功为4.6万千瓦时，无功为2.5千瓦时，功率因数为88%。在总有功小幅增加的前提下，功率因数调整电费仅为2883.49元，大幅降低。

通过查询值班记录、对比表1中各热备用运行方式下，每月变压器运行情况发现，2013年11月、2014年9、10月，均因为现场一些原因，都出现过在两次记表周期之间的某天，倒换过变压器，使两台变压器的有功电量得到较大提升（不影响总有功电量升高），功率因数随之得到提高，均接近90%的水平；2014年6、7月，也出现过倒换变压器的情况，但由于倒换后运行时间较短，有功电量提升较少，功率因数虽然随之得到提高，但却只达到40%的水平。由于每月有功会发生变化，很难通过实验确定结论，但通过近年来的大量数据，可以初步认定这一规律，并可以在日后的运行过程中通过近似实验进行验证。

找出这一规律，说明在热备用运行方式下，只要求一台变压器负载运行，另一台空载运行是不科学的，应该进行运行方式的改进。

3.2 应对措施

（1）加强与电力公司抄表人员沟通，严格抄表时间，避免未按规定的每月21日抄表；

（2）设备运行期间，严格执行雨季、非雨季运行变压器运行方式倒换的要求，避免出现非雨季还采用热备用的运行方式；

（3）雨季期间（6.15-9.15），采用热备用运行方式，但要加强变压器日常检查、管理，做好有功电量、无功电量记录，在每月6-8号进行变压器倒换，做到两台变压器负荷相当，提高功率因数；

（4）由于6月、9月为雨季、非雨季过渡期，要更加密切关注电量情况，务必在6月21日查表后倒换变压器，在9月21日查表前倒换变压器。

4 结果检验及经济性分析

通过执行以上措施，在2015年雨季期间，变压器运行经济性方面取得很好的效果，各月电费情况详见表2，按此措施运行，每年可节约电费近20万元。

5 结语

该研究通过查询历史数据，找出影响变压器电费成本较高的原因并对其分析，摸索出一定规律，并制定运行措施，在不改变现有设备能耗水平，不增加新的设备改造费用的前提下，就有可能控制其成本。通过在实际生产运行过程中对数据进行实地验证，表明措施是正确的，大大降低了变压器运行成本，取得很好的经济性。

参考文献

[1] 全国人民代表大会常务委员会.中华人民共和国电力法[M].国家能源局，1995.

[2] 家发展改革委.国家发展改革委关于印发电价改革实施办法的通知[Z].[2005-03-28] http：//www.law-lib.com/law/law_view.asp？id=91314.

[3] 家发展改革委.销售电价管理暂行办法[Z][2005-05-01] http：//wenku.baidu.com/link？url=tHlJKk-IFBerdEr36yQd8rBhsuWiC23CrtRoJH2NRNh-UhDJRDhJBMUJKZ-XX1jEBVbgDjOrb65_M1fpvWiCV

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