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案例頻道 摘 要：施工電源主變?nèi)萘坑羞x擇一臺(tái)20000kVA和兩臺(tái)10000kVA兩種方案，通過變壓器電能損耗計(jì)算、電度電價(jià)和基本電價(jià)、設(shè)備投資綜合比較，選擇綜合費(fèi)用較少的兩臺(tái)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(yè)（集團(tuán)）公司、馬鋼集團(tuán)、安徽省投資集團(tuán)、中鹽總公司四家單位共同出資組建，其中，淮北礦業(yè)（集團(tuán)）公司絕對(duì)控股。
淮北礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司位于安徽省淮北市，是以煤炭生產(chǎn)經(jīng)營為主，集電力、化工、建筑建材、醫(yī)藥、機(jī)械制造、農(nóng)林養(yǎng)殖、商貿(mào)旅游為一體，多種經(jīng)營、綜合發(fā)展的大型企業(yè)集團(tuán)。
近幾年，隨著國家宏觀調(diào)控政策的實(shí)施，煤炭企業(yè)迎來前所未有的發(fā)展機(jī)遇，為實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置，延長產(chǎn)業(yè)鏈，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整和增長方式轉(zhuǎn)變，淮北礦業(yè)集團(tuán)提出了建設(shè)具有安徽省資源和區(qū)位特色的煤化－鹽化一體化工程。
2005年6月，淮北礦業(yè)集團(tuán)委托中國成達(dá)工程公司編制鹽化項(xiàng)目（主體工程）廠址比選報(bào)告（專篇）和可行性研究報(bào)告并于2006年1月通過專家評(píng)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(jù)安徽省發(fā)展和改革委員會(huì)文件（發(fā)改工業(yè)[2006]78號(hào)）《關(guān)于對(duì)淮北礦業(yè)（集團(tuán)）公司100萬噸/年聚氯乙烯項(xiàng)目備案的復(fù)函》，整個(gè)項(xiàng)目的建設(shè)是必要的，分兩期建設(shè)是合適的，一期建設(shè)規(guī)模為年產(chǎn)40萬噸聚氯乙烯、年產(chǎn)60萬噸電石、年產(chǎn)36萬噸燒堿、年產(chǎn)100萬噸的電石渣制水泥裝置，整體項(xiàng)目一、二期工程連續(xù)建設(shè)。
主體工程采用先進(jìn)清潔的生產(chǎn)工藝，充分利用淮北礦區(qū)豐富的煤炭資源及其衍生的焦炭、電力資源，以及滁州定遠(yuǎn)的鹽巖資源、巢湖地區(qū)的優(yōu)質(zhì)石灰石資源和便利的交通條件，發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)-石灰石及鹽巖開采-電石-離子膜燒堿及聚氯乙烯-水泥產(chǎn)業(yè)鏈，充分發(fā)揮低能耗、低污染、低成本及循環(huán)經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢，生產(chǎn)附加值高的離子膜燒堿及聚氯乙烯產(chǎn)品，綜合利用熱電廠產(chǎn)生的副產(chǎn)物灰、渣、石膏以及其它生產(chǎn)工藝產(chǎn)生的電石渣等副產(chǎn)物，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的高標(biāo)號(hào)水泥，將資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。
主體工程因施工裝置多，規(guī)模大，施工用電負(fù)荷大（各裝置開工時(shí)間稍有不同），經(jīng)初步統(tǒng)計(jì)，在第一年施工期間，各裝置施工用電總?cè)萘考s10000kVA（未計(jì)負(fù)荷率等）。在施工高峰的第二年，各裝置均要增加用電負(fù)荷，甚至有突擊施工用電負(fù)荷，各裝置施工用電總?cè)萘繉⑦_(dá)20000kVA，而供電電源為一路（35kV），為此，施工電源主變是選擇一臺(tái)20000kVA還是選擇兩臺(tái)10000kVA，需作比選。計(jì)算與比較從以下幾個(gè)方面考慮。
2 變壓器損耗計(jì)算
電網(wǎng)中由于運(yùn)行方式經(jīng)常變化，因此各條線路及變壓器通過功率也相應(yīng)發(fā)生變化，其功率損耗也隨時(shí)間而變化。在分析線路或系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性時(shí)應(yīng)該根據(jù)不同功率及其相應(yīng)時(shí)間逐步進(jìn)行計(jì)算以求得全年的電能損失
，這種計(jì)算雖較嚴(yán)格，但工作量較大，實(shí)用計(jì)算中一般采用最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax和損耗小時(shí)數(shù)τ的關(guān)系來計(jì)算。損耗小時(shí)數(shù)為全年電能損耗△A除以最大負(fù)荷時(shí)的功率損耗△Pmax。即τ=△A/△Pmax，由公式可知τ不僅與Tmax有關(guān)，并與線路、變壓器等通過功率的功率因數(shù)有關(guān)。|
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(wǎng)中變壓器電能損耗計(jì)算，參考《電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》，計(jì)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(yùn)行時(shí)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(shí)數(shù)（h）。
上式中各參數(shù)取值：
T：根據(jù)施工電源主變壓器實(shí)際運(yùn)行情況（不停運(yùn)），上式中變壓器運(yùn)行時(shí)間T年取8760h；
τ：根據(jù)《電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》P321表10-2（最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax與損耗小時(shí)數(shù)τ的關(guān)系表），在第一年施工不是很緊張的情況下，最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax取5000h（按早6：00到晚8：00施工，即每天按14小時(shí)施工），則與之對(duì)應(yīng)的損耗小時(shí)數(shù)τ為3950h（按ＣＯＳΦ= 0.9）。第二年施工較緊張，最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)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(shí)系數(shù)及其負(fù)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(xiàn)突擊施工負(fù)荷，總通過容量取16000kVA。
第一年各裝置施工變壓器及容量統(tǒng)計(jì)表
第一年各裝置施工變壓器及容量統(tǒng)計(jì)表
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裝置名稱 |
變壓器臺(tái)數(shù)及容量kVA |
總?cè)萘縦VA |
備注 |
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乙炔、VCM、PVC
真空制鹽
電石
水泥
電站
公輔
鐵路北區(qū)
鐵路西區(qū)
各裝置合計(jì)
|
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(shí)系數(shù)取0.85、負(fù)荷率取0.5 實(shí)際總?cè)萘繛?nbsp; ：11060×0.85×0.5=4700.5 |
Se：變壓器額定容量，當(dāng)選用一臺(tái)20000kVA 變壓器時(shí)，其值為20000kVA=20MVA；當(dāng)選用兩臺(tái)10000kVA變壓器時(shí)，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(shè)備手冊(cè)》P397表2-1-56，當(dāng)選用一臺(tái)20000kVA變壓器時(shí)，數(shù)值為22.5KW=0.0225MW；當(dāng)選用選用兩臺(tái)10000kVA變壓器時(shí)，數(shù)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(shè)備手冊(cè)》P397表2-1-56，當(dāng)選用一臺(tái)20000kVA變壓器時(shí)，數(shù)值為93KW=0.093MW，當(dāng)選用選用兩臺(tái)10000kVA變壓器時(shí)，數(shù)值為53KW=0.053MW。
（1）第一年變壓器電能損耗計(jì)算
①當(dāng)主變選用一臺(tái)20000kVA變壓器時(shí)，第一年電能損耗計(jì)算如下（各參數(shù)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(dāng)主變選用兩臺(tái)10000kVA變壓器，第一年只投運(yùn)一臺(tái)10000kVA變壓器時(shí)，其電能損耗計(jì)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(jì)算
①在上半年，施工稍緊張，用電負(fù)荷設(shè)為S＝8500kVA，計(jì)算公式同前，將相關(guān)參數(shù)代入公式計(jì)算結(jié)果為：選用一臺(tái)20000kVA變壓器與選用兩臺(tái)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(dāng)選用一臺(tái)20000kVA
②下半年，出現(xiàn)突擊工程，施工用電總負(fù)荷約為S＝16000kVA，這時(shí)，若采用兩臺(tái)10000kVA變壓器方案時(shí)，則投運(yùn)兩臺(tái)10000kVA變壓器；選用一臺(tái)20000kVA變壓器方案時(shí)也能滿足用電需要。計(jì)算公式同前，代入相關(guān)參數(shù)計(jì)算結(jié)果為：選用一臺(tái)20000kVA變壓器與選用兩臺(tái)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(fèi)
（1）電度電價(jià)（元/千瓦時(shí)）：根據(jù)計(jì)量及安徽省電網(wǎng)銷售電價(jià)繳納。
（2）基本電價(jià)（變壓器容量 元/千伏安/月）：2008年調(diào)整為38元/千伏安/月。對(duì)于容量為一臺(tái)20000kVA的變壓器，年基本電價(jià)電費(fèi)：12×38×20000＝9120000元；容量為一臺(tái)10000kVA的變壓器，年基本電價(jià)電費(fèi)：12×38×10000＝4560000元。如果變壓器空載不帶負(fù)荷，則需繳納變壓器容量40%的基本電價(jià)。
4 設(shè)備投資
（1）當(dāng)選用一臺(tái)10000kVA主變（無載油變）價(jià)格約為60萬元，當(dāng)選用一臺(tái)20000kVA主變（無載油變）價(jià)格約為100萬元。
（2）配電系統(tǒng)：
①如果選用一臺(tái)20000kVA主變時(shí)：35KV側(cè)配4臺(tái)開關(guān)柜（約25萬元/臺(tái)），采用手車式開關(guān)柜配型真空斷路器，4臺(tái)開關(guān)為：進(jìn)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(cè)17個(gè)配電柜（約15萬元/臺(tái)，采用KYN28A-12開關(guān)柜配真空斷路器，其中進(jìn)線柜1面，出線柜13面，PT柜1面，電容器開關(guān)控制柜2面，共17面開關(guān)柜），
②采用2臺(tái)10000kVA主變時(shí)，則其35KV側(cè)配5臺(tái)開關(guān)柜，采用手車式開關(guān)柜配型真空斷路器，分別為：進(jìn)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(cè)共21個(gè)配電柜（采用KYN28A-12開關(guān)柜配真空斷路器，其中進(jìn)線柜2面，母聯(lián)柜2面，出線柜13面，PT柜2面，電容器開關(guān)控制柜2面，共21面開關(guān)柜）。
（3）經(jīng)濟(jì)比較：按較好配置含保護(hù)，35KV柜按25萬元/臺(tái)，10KV柜按15萬元/臺(tái)，這樣選用一臺(tái)20000kVA主變，設(shè)備總投資100+25×4+17×15=455萬元；選用2臺(tái)10000kVA主變，設(shè)備總投資60×2+25×5＋15×21=560萬元，選用2臺(tái)10000kVA變壓器比選用一臺(tái)多投資105萬元。
5 綜合比較
（1）第一年費(fèi)用比較
選用一臺(tái)20000kVA變壓器，設(shè)備總投資費(fèi)用為455萬元（未計(jì)箱式變電站箱體等費(fèi)用），年基本電價(jià)電費(fèi)912萬元，年電能損耗13萬元（電價(jià)按0.6元/kWh,下同。2.17×105kWh×0.6元/kWh＝13萬元），總計(jì)1380萬元。
選用兩臺(tái)10000kVA變壓器，設(shè)備總投資費(fèi)用560萬元（未計(jì)箱式變電站箱體等費(fèi)用），年基本電價(jià)電費(fèi)456萬元，年電能損耗10萬元，總計(jì)1026萬元。
由比較知，選用一臺(tái)20000kVA變壓器比選用兩臺(tái)10000kVA變壓器第一年總計(jì)費(fèi)用多354萬元。
（2）第二年費(fèi)用比較
①在上半年，各裝置施工用電總負(fù)荷同前設(shè)為8500kVA，故只需投運(yùn)一臺(tái)10000kVA變壓器（當(dāng)選擇兩臺(tái)10000kVA變壓器方案時(shí)），這樣，基本電價(jià)費(fèi)為456/2=228萬元；選用一臺(tái)20000kVA變壓器方案時(shí)，基本電價(jià)費(fèi)為912/2=456萬元，后者多交費(fèi)用228萬元。兩者用戶電費(fèi)基本相同，不作比較（下同）；變壓器電能損耗折電費(fèi)：選用一臺(tái)20000kVA變壓器與選用兩臺(tái)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(fù)荷取為16000kVA，這時(shí)，若采用兩臺(tái)10000kVA變壓器方案時(shí)，則投運(yùn)兩臺(tái)10000kVA變壓器。電費(fèi)情況：兩種方案基本電價(jià)費(fèi)相同，不作比較；變壓器電能損耗折電費(fèi)：選用一臺(tái)20000kVA變壓器與選用兩臺(tái)10000kVA變壓器分別為 15.02萬元和17.53萬元。
6 結(jié)束語
從上述分析、計(jì)算比較知，主體工程在兩年建
設(shè)期中，施工電源選用兩臺(tái)10000kVA變壓器與選用一臺(tái)20000kVA變壓器兩方案，前者綜合費(fèi)用（設(shè)備費(fèi)、基本電價(jià)費(fèi)、變壓器電能損耗折電費(fèi)）為1737.61萬元，后者綜合費(fèi)用2316.1萬元。即選用兩臺(tái)10000kVA變壓器比選用一臺(tái)20000kVA變壓器方案少支出費(fèi)用578.49萬元。故施工電源主變選擇兩臺(tái)容量為10000kVA變壓器。該方案比選經(jīng)與該箱式變電站設(shè)計(jì)院“東華工程科技公司”交流，認(rèn)可該方案比選。同時(shí)，安徽華塑股份有限公司專家組從初期投資、運(yùn)行費(fèi)用及與主體工程的聯(lián)系等方面經(jīng)過評(píng)定確定了該方案。
參考文獻(xiàn)
1、《電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》P321，電力工業(yè)部電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院編，主編紀(jì)雯，中國電力出版社2007年北京第四次印刷。
2、《電力系統(tǒng)設(shè)備手冊(cè)》P397，表2-1-56，電力工業(yè)部西北電力設(shè)計(jì)院編，主編弋東方， 中國電力出版社1998年10月第一版，上冊(cè)。
北京市公安局海淀分局備案號(hào)：11010802023656號(hào)