计算变压器方案的电费优化方案

在供配电设计中一般需要进行技术经济比较的工程项目有：电源系统方案、变电所位置方案、主变压器方案、变电所主接线方案、变电所的布置方案、企业电压等级方案、企业供配电系统方案、企业照明系统供配电等。下面以主变压器方案为例说明方案比较的方法。

1）变压器的负荷率

变压器的负荷率β 等于变压器的实际负荷容量ST 与其额定容量SNT的比值。即：

当β 满足下式时，变压器的运行最为经济。即：

式中 βec——变压器的经济负荷率；

ΔPiT——变压器额定电压时的空载有功损耗，kW；

ΔQiT——变压器额定电压时的空载无功损耗，kvar，（I0%为变压器空载电流百分数）；

ΔPNT——变压器额定负荷时的有功损耗，kW；

ΔQNT——变压器额定负荷时的无功损耗，kvar，（Us%为变压器的短路电压百分数）；

Kec——无功经济当量，kW／kvar。

上述ΔPiT，ΔPNT、I0%、Us%可由变压器技术数据中查出。从变压器经济运行角度来考虑，变压器的实际负荷率β 应与βec尽量接近。

2）变压器的电力损耗

式中 ΔPT——变压器的有功损耗，kW；

ΔQT——变压器的无功损耗，kvar。

当变压器选择方案确定后，可按上式计算出变压器的有功损耗和无功损耗，填入负荷统计表中。当变压器投入运行时，除变压器自身的有功损耗外，变压器的无功损耗还将使电力系统中的有功损耗增加，所以由变压器引起的总的电力损耗ΔP 为：

式中 Kec——无功经济当量，kW／kvar。

对于由发电机直接配电用户：Kec＝0.02～0.04；对于经两级变压的用户：Kec＝0.05～0.07；对于经三级及以上变压的用户：Kec＝0.08～0.1。

上述计算的是一台变压器的损耗，当n 台同型号同容量的变压器并列运行时，其总损耗应为一台损耗的n 倍。

3）变压器的占地面积

由于变压器的布置方案还未确定，所以此时可根据变压器的外形尺寸和变压器布置时的最小间距要求，计算出变压器的最小占地面积。

4）变压器的基建总投资费

基建总投资费包括设计、施工、运输、试验、调整和检查验收所需的全部工程费用。它是根据已建成工程的决算金额归纳出的统计数字，用“综合经济指标”来表示（见钢铁企业电力设计参考资料或煤矿电工手册）。由于目前各种项目的价格都有所调整，所以该项费用应向有关部门收集现行价格。

5）变压器的年运行费用

变压器的年运行费用可用式（0－1）计算，式中各项费用的计算如下：

（1）变压器的年折旧费和年维护费按式（0－1）说明中的公式计算，式中Cb 为变压器的基建总投资费，即综合造价。(www.xing528.com)

（2）变压器的年电能损耗费用可用下式计算：

式中 C1——变压器的年电能损耗费用，元／年；

Ce——电能单价，元／（kW·h）；

ΔET——变压器的年电能损耗，（kW·h）／年。

变压器的年电能损耗用下式计算：

式中 TT——变压器的年运行时间，一般取8 760 h，如能准确地确定年运行时间，则应取实际运行时间，h；

τ——年最大有功负荷损失小时数，查图0－4中曲线，h。

由图0－4可见，其横坐标Tmax为年最大有功负荷利用小时数（各类工厂的Tmax见表0－7，对矿山地面变电所可取Tmax＝5 000 h），功率因数取补偿后的功率因数。

图0－4　年最大有功负荷利用小时数

表0－7　工厂的年最大有功负荷利用小时数参考值Tmax

（3）基本电费。目前我国对工业企业用电的收费办法采用两部电价制，即基本电价加电度电价。其中基本电价又按两种办法计收：一种是按变电所主变压器额定容量与直接接于电力系统的用电设备的额定总容量之和计收（备用变压器和设备除外）；另一种是按企业最大需用负荷计收。前一种收费办法对变压器方案选择有较大影响，该基本电费应按下式计算：

式中 Cp——年基本电费，元／年；

CT、CM——分别为变压器、用电设备的月基本电费单价（应收集现行价格），元／（kV·A·月）；

SNT——投入运行的主变压器总额定容量，kV·A；

∑PN——投入运行的直接接于电力系统的用电设备额定容量之和，kW。

在进行变压器方案比较时，仅计算变压器的基本电费。按企业最大需用负荷收费时，应按变电所受电侧的最大负荷来计算，即：

式中 Pmax——企业受电侧最大负荷，kW；

Cf——按最大负荷收费时的年基本电费单价，元／（kW·年）。

（4）人员工资。变压器投入运行后，从事运行、管理和维护等人员的工资额用下式计算：

式中 Cw——年人员工资，万元／年；

N——从事变压器运行、管理和维护的职工总人数；

Cam——人平均月工资（包括奖金等收入），元／月。

将上述五项费用代入式（0－1）即可求出变压器的年运行费用。