华塑公司主体工程施工电源主变容量比选--控制网



华塑公司主体工程施工电源主变容量比选
企业：控制网 日期：2009-11-27
领域：变频器 点击数：1512
    摘  要：施工电源主变容量有选择一台20000kVA和两台10000kVA两种方案，通过变压器电能损耗计算、电度电价和基本电价、设备投资综合比较，选择综合费用较少的两台10000kVA方案。

    1  概述

    安徽华塑股份有限公司是由淮北矿业（集团）公司、马钢集团、安徽省投资集团、中盐总公司四家单位共同出资组建，其中，淮北矿业（集团）公司绝对控股。

    淮北矿业（集团）有限责任公司位于安徽省淮北市，是以煤炭生产经营为主，集电力、化工、建筑建材、医药、机械制造、农林养殖、商贸旅游为一体，多种经营、综合发展的大型企业集团。

    近几年，随着国家宏观调控政策的实施，煤炭企业迎来前所未有的发展机遇，为实现资源的优化配置，延长产业链，推动经济结构调整和增长方式转变，淮北矿业集团提出了建设具有安徽省资源和区位特色的煤化－盐化一体化工程。

    2005年6月，淮北矿业集团委托中国成达工程公司编制盐化项目（主体工程）厂址比选报告（专篇）和可行性研究报告并于2006年1月通过专家评估。

    主体工程包括：140万吨／年电石装置、76万吨／年离子膜烧碱装置、100万吨／年聚氯乙烯装置、250万吨／年水泥装置、120万吨／年真空制盐装置。根据安徽省发展和改革委员会文件（发改工业[2006]78号）《关于对淮北矿业（集团）公司100万吨/年聚氯乙烯项目备案的复函》，整个项目的建设是必要的，分两期建设是合适的，一期建设规模为年产40万吨聚氯乙烯、年产60万吨电石、年产36万吨烧碱、年产100万吨的电石渣制水泥装置，整体项目一、二期工程连续建设。

    主体工程采用先进清洁的生产工艺，充分利用淮北矿区丰富的煤炭资源及其衍生的焦炭、电力资源，以及滁州定远的盐岩资源、巢湖地区的优质石灰石资源和便利的交通条件，发展热电联产-石灰石及盐岩开采-电石-离子膜烧碱及聚氯乙烯-水泥产业链，充分发挥低能耗、低污染、低成本及循环经济的优势，生产附加值高的离子膜烧碱及聚氯乙烯产品，综合利用热电厂产生的副产物灰、渣、石膏以及其它生产工艺产生的电石渣等副产物，生产优质的高标号水泥，将资源优势转化为经济优势。

    主体工程因施工装置多，规模大，施工用电负荷大（各装置开工时间稍有不同），经初步统计，在第一年施工期间，各装置施工用电总容量约10000kVA（未计负荷率等）。在施工高峰的第二年，各装置均要增加用电负荷，甚至有突击施工用电负荷，各装置施工用电总容量将达20000kVA，而供电电源为一路（35kV），为此，施工电源主变是选择一台20000kVA还是选择两台10000kVA，需作比选。计算与比较从以下几个方面考虑。

    2  变压器损耗计算

    电网中由于运行方式经常变化，因此各条线路及变压器通过功率也相应发生变化，其功率损耗也随时间而变化。在分析线路或系统运行的经济性时应该根据不同功率及其相应时间逐步进行计算以求得全年的电能损失，这种计算虽较严格，但工作量较大，实用计算中一般采用最大负荷利用小时数Tmax和损耗小时数τ的关系来计算。损耗小时数为全年电能损耗△A除以最大负荷时的功率损耗△Pmax。即τ=△A/△Pmax，由公式可知τ不仅与Tmax有关，并与线路、变压器等通过功率的功率因数有关。
 
cosΦ
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

     电网中变压器电能损耗计算，参考《电力系统设计手册》，计算公式： 

     △A=△P0T+PC(S2/Se2)τ

     式中  △A——年电能损耗；

     △P0——变压器的空载损耗(MW)；

     T——变压器运行时间（h）；

     PC——变压器的短路损耗（MW）；

     S——变压器的总通过容量（MVA）；

     Se——变压器的额定容量（MVA）；

     τ——损耗小时数（h）。

     上式中各参数取值：

     T：根据施工电源主变压器实际运行情况（不停运），上式中变压器运行时间T年取8760h；

    τ：根据《电力系统设计手册》P321表10-2（最大负荷利用小时数Tmax与损耗小时数τ的关系表），在第一年施工不是很紧张的情况下，最大负荷利用小时数Tmax取5000h（按早6：00到晚8：00施工，即每天按14小时施工），则与之对应的损耗小时数τ为3950h（按ＣＯＳΦ= 0.9）。第二年施工较紧张，最大负荷利用小时数Tmax取6500h，τ为5100h（按ＣＯＳΦ= 0.9）。
    S：各装置施工变压器总通过容量，第一年为11060kVA=11.06MVA，考虑各装置同时系数及其负荷率，取值为4.7005 MVA，详见下表。第二年上半年各施工装置仍不是很紧张，施工变压器总通过容量取8500kVA，下半年出现突击施工负荷，总通过容量取16000kVA。

第一年各装置施工变压器及容量统计表

装置名称
变压器台数及容量kVA
总容量kVA
备注
乙炔、VCM、PVC
真空制盐
电石
水泥
电站
公辅
铁路北区
铁路西区
各装置合计
 
 
630
630
1000
2×1000
1000
3×1000
2×1000
400
400
630
630
1000
2000
1000
3000
2000
400
400
11060
4700.5
考虑同时系数取0.85、负荷率取0.5  实际总容量为  ：11060×0.85×0.5=4700.5

















     Se：变压器额定容量，当选用一台20000kVA   变压器时，其值为20000kVA=20MVA；当选用两台10000kVA变压器时，其值为10000kVA=10MVA；

    △P0：拟选SF7系列35KV电力变压器，查《电力工程电气设备手册》P397表2-1-56，当选用一台20000kVA变压器时，数值为22.5KW=0.0225MW；当选用选用两台10000kVA变压器时，数值为13.6KW=0.0136MW；

    PC：拟选SF7系列35KV电力变压器，查《电力工程电气设备手册》P397表2-1-56，当选用一台20000kVA变压器时，数值为93KW=0.093MW，当选用选用两台10000kVA变压器时，数值为53KW=0.053MW。

    （1）第一年变压器电能损耗计算

    ①当主变选用一台20000kVA变压器时，第一年电能损耗计算如下（各参数取值见上述）：

    △A=△P0T+PC(S2/Se2)τ    
       =0.0225×8760+0.093×（4.70052/202）×3950
       =217MWh
       =2.17×105kWh   
                
     ②当主变选用两台10000kVA变压器，第一年只投运一台10000kVA变压器时，其电能损耗计算如下：
   △A=△P0T+PC(S2/Se2)τ
      =0.0136×8760+0.053×（4.70052/102）×3950
      =165MWh
      =1.65×105kWh

    （2）第二年变压器电能损耗计算

    ①在上半年，施工稍紧张，用电负荷设为S＝8500kVA，计算公式同前，将相关参数代入公式计算结果为：选用一台20000kVA变压器与选用两台10000kVA变压器，其电能损耗值分别为141.39MWh和167.96MWh。

    Se：变压器额定容量，当选用一台20000kVA

    ②下半年，出现突击工程，施工用电总负荷约为S＝16000kVA，这时，若采用两台10000kVA变压器方案时，则投运两台10000kVA变压器；选用一台20000kVA变压器方案时也能满足用电需要。计算公式同前，代入相关参数计算结果为：选用一台20000kVA变压器与选用两台10000kVA变压器，其电能损耗值分别为250.33MWh和292.13MWh。

    3  施工电源缴费

    （1）电度电价（元/千瓦时）：根据计量及安徽省电网销售电价缴纳。

    （2）基本电价（变压器容量 元/千伏安/月）：2008年调整为38元/千伏安/月。对于容量为一台20000kVA的变压器，年基本电价电费：12×38×20000＝9120000元；容量为一台10000kVA的变压器，年基本电价电费：12×38×10000＝4560000元。如果变压器空载不带负荷，则需缴纳变压器容量40%的基本电价。

    4  设备投资

    （1）当选用一台10000kVA主变（无载油变）价格约为60万元，当选用一台20000kVA主变（无载油变）价格约为100万元。

    （2）配电系统：

    ①如果选用一台20000kVA主变时：35KV侧配4台开关柜（约25万元/台），采用手车式开关柜配型真空断路器，4台开关为：进线柜1面，PT柜1面，站用变柜1面，主变柜1面，共4面柜。10KV侧17个配电柜（约15万元/台，采用KYN28A-12开关柜配真空断路器，其中进线柜1面，出线柜13面，PT柜1面，电容器开关控制柜2面，共17面开关柜），

    ②采用2台10000kVA主变时，则其35KV侧配5台开关柜，采用手车式开关柜配型真空断路器，分别为：进线柜1面，PT柜1面，站用变柜1面，主变柜2面，共5面柜。10KV侧共21个配电柜（采用KYN28A-12开关柜配真空断路器，其中进线柜2面，母联柜2面，出线柜13面，PT柜2面，电容器开关控制柜2面，共21面开关柜）。

    （3）经济比较：按较好配置含保护，35KV柜按25万元/台，10KV柜按15万元/台，这样选用一台20000kVA主变，设备总投资100+25×4+17×15=455万元；选用2台10000kVA主变，设备总投资60×2+25×5＋15×21=560万元，选用2台10000kVA变压器比选用一台多投资105万元。

    5  综合比较

    （1）第一年费用比较

    选用一台20000kVA变压器，设备总投资费用为455万元（未计箱式变电站箱体等费用），年基本电价电费912万元，年电能损耗13万元（电价按0.6元/kWh,下同。2.17×105kWh×0.6元/kWh＝13万元），总计1380万元。

    选用两台10000kVA变压器，设备总投资费用560万元（未计箱式变电站箱体等费用），年基本电价电费456万元，年电能损耗10万元，总计1026万元。

    由比较知，选用一台20000kVA变压器比选用两台10000kVA变压器第一年总计费用多354万元。

   （2）第二年费用比较

    ①在上半年，各装置施工用电总负荷同前设为8500kVA，故只需投运一台10000kVA变压器（当选择两台10000kVA变压器方案时），这样，基本电价费为456/2=228万元；选用一台20000kVA变压器方案时，基本电价费为912/2=456万元，后者多交费用228万元。两者用户电费基本相同，不作比较（下同）；变压器电能损耗折电费：选用一台20000kVA变压器与选用两台10000kVA变压器分别为8.48万元和10.08万元。

    ②下半年（考虑突击工程），施工用电总负荷取为16000kVA，这时，若采用两台10000kVA变压器方案时，则投运两台10000kVA变压器。电费情况：两种方案基本电价费相同，不作比较；变压器电能损耗折电费：选用一台20000kVA变压器与选用两台10000kVA变压器分别为 15.02万元和17.53万元。

    6  结束语

    从上述分析、计算比较知，主体工程在两年建

    设期中，施工电源选用两台10000kVA变压器与选用一台20000kVA变压器两方案，前者综合费用（设备费、基本电价费、变压器电能损耗折电费）为1737.61万元，后者综合费用2316.1万元。即选用两台10000kVA变压器比选用一台20000kVA变压器方案少支出费用578.49万元。故施工电源主变选择两台容量为10000kVA变压器。该方案比选经与该箱式变电站设计院“东华工程科技公司”交流，认可该方案比选。同时，安徽华塑股份有限公司专家组从初期投资、运行费用及与主体工程的联系等方面经过评定确定了该方案。
 
 
   参考文献

    1、《电力系统设计手册》P321，电力工业部电力规划设计总院编，主编纪雯，中国电力出版社2007年北京第四次印刷。

    2、《电力系统设备手册》P397，表2-1-56，电力工业部西北电力设计院编，主编弋东方， 中国电力出版社1998年10月第一版，上册。
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