经济运行分析教案讲义---严文彬(5月)

1经济运行分析目录经济运行分析第一部分电价一、电网分类电价二、功率因数调整电费三、峰谷分时电价四、政府性基金及附加第二部分变压器的经济运行一、变压器的经济运行分析二、节能型变压器的节能分析三、变压器经济运行管理导则第三部分三相异步电动机的经济运行一、电动机经济运行计算公式二、电动机节能措施第四部分配电系统节能一、国家有关配电线路供电半径的规定二、配电网经济运行的基本原则三、电力用户应根据其负荷特点2经济运行分析前言什么叫经济运行，就是在安全运行的前提下，供电网络的经济运行管理能够使企业以最少的支出，获得最佳的经济效益。公司供电系统随着公司发展，已经形成了发电、供配电一体的复杂供电网络系统。运行方式复杂多变，作为管理人员，要懂得进行成本分析、要会算账，就要懂得进行经济运行分析的基本知识。第一部分电价一、电网分类电价1.大工业电价适用范围：直供客户受电变压器（含不通过受电变压器的高压电动机）容量在315千伏安及以上的用电（依据《75年电、热价格》）。实行两部制电价。它是将电价分成基本电费与电度电价两部分，基本电费是按照大工业用户的变压器容量或最大需用量（即一月中每15分钟或30分钟平均负荷的最大值）作为计算电价的依据，由供电部门与用电用户签订合同，确定限额，每月固定收取，不以实际耗电数量为转移；电度电价，是按用电部门实际耗电度数计算的电价。我公司110kV用电等级电度电价为0.6532元/kWh（0.5567+0.0965）；10kV用电等级电度电价为0.6832元/kWh；35kV用电等级电度电价为0.6682元/kWh；变压器容量费28元/kVA，需量38元/kW。2．一般工商业用电：受电容量在315KVA以下的工业用电（除居民用电、农业用电以外的其他用电）。10kV用电为0.8024元/kWh。3．居民生活用电：城乡居民家庭住宅内的照明及生活设备用电10kV用电为0.4932元/kWh。4．农业生产用电：0.5777元/kWh二、功率因数调整电费1.功率因数标准0.90以0.90为标准值的功率因数调整电费表3减收电费增收电费实际功率因数月电费减少%实际功率因数月电费增加%实际功率因数月电费增加%0.900.000.890.50.767.00.910.150.881.00.757.50.920.300.871.50.748.00.930.450.862.00.738.50.940.600.852.50.729.00.95-1.000.750.843.00.719.50.833.50.7010.00.824.00.6911.00.814.50.6812.00.805.00.6713.00.795.50.6614.00.786.00.6515.00.776.5功率因数自0.64及以下，每降低0.01，电费增加2%三、峰谷分时电价山东省的峰谷平是统一的，时间为：尖：10：30-11：30，19：00-21：00。1.7倍电度电价峰：08：30-10：30，18：00-19：00，21：00-23：00。1.6倍电度电价平：07：00-08：30，11：30-18：00。1.0倍电度电价谷：23：00-07：00。0.4倍电度电价四、政府性基金及附加随销售电价征收的政府性基金、附加目前共七项按电量征收，不参与峰谷分时。电量功率因数电费基金附加力调容量费总电费一总降269024800.9415598057.91974642.03-112908.35322000020679791.594我公司2014年2月电价情况（0.5798+0.0734=0.6532）第二部分：变压器的经济运行一、变压器的经济运行分析变压器的经济运行分析是指在传输电量相同的条件下，通过择优选取最佳运行方式和调整负载，使变压器电能损失最低。换言之，经济运行就是充分发挥变压器效能，合理地选择运行方式，从而降低用电单耗。所以，变压器经济运行无需投资，只要加强供、用电科学管理，即可达到节电和提高功率因数的目的。每台变压器都存在有功功率的空载损失和短路损失，及无功功率的空载消耗和额定负载消耗。因变压器的容量、电压等级、铁芯材质不同，所以上述参数各不相同。因此变压器经济运行就是选择参数好的变压器和最佳组合参数的变压器的运行方式运行。变压器的有功功率损耗是由空载损耗和负载损耗两部分组成的，空载损耗是一个常数，它不随变压器负载的变化而变化。而负载损耗则与变压器负载的平方成正比。P=Pn+Pl(1)式中：P—总的有功功率损耗Pn—空载有功功率损耗Pl—在一定负载下的负载有功功率损耗其中Pn=Pt+KQt=Pt+K(I0%Se/100)(2)Pl=Pf+KQf=Pf+K(Ud%Se/100)(3)式中：Ptt—变压器额定空载有功损耗即变压器铁耗。Qt—变压器额定励磁功率I0%—变压器空载电流Pf—变压器额定负载有功损耗即变压器铜损二总降256132800.9614850579.741880014.75-142879.35420000020787715.15三总降175401600.9510169784.771287447.74-92990.51224000013604242.0070055920-348778.2155071748.73平均电价0.7861112775Ud%—变压器阻抗电压K—无功经济当量，按一般可取k=0.1kW/kvarSe—变压器额定容量空载损耗Pt是只与变压器铁芯相关常数，它不随变压器负载变化而变化。而负载损耗Pf则为变压器绕组中铜线圈电流损耗，P=I2R故Pf与负载电流平方成正比。I0%、Ud%为变压器一个固定参数，它们由变压器铭牌或变压器技术参数说明书提供，故变压器损耗主要受负荷变化影响铜耗决定。由此公式（2）、（3）可以计算出一台30KVA和一台100KVA变压器有功功率损耗如下：表1：30KVA变压器cos=0.8时不同负荷下损失率负荷电流（％）铁损（KW）铜损（KW）总损失（KW）损失率（％）100.30.00850.308512.85200.30.0340.33406.96300.30.07650.37655.23400.30.13600.43604.54500.30.21250.51254.27600.30.30600.60604.20700.30.41650.71654.26800.30.54400.84404.40900.30.68850.98854.581000.30.85001.15004.79表2：100KVA变压器cos=0.8时不同负荷下损失率负荷电流（％）铁损（KW）铜损（KW）总损失（KW）损失率（％）100.660.02250.68258.35200.660.09000.75004.69300.660.20250.86253.59400.660.36001.04003.25500.660.56251.22253.06600.660.81001.47003.06700.661.02501.76253.156800.661.44002.10003.28900.661.82252.48253.451000.662.25002.91003.64单从变压器功率损失来看，表1、表2数据说明利用率50％－70％间为变压器损失率最低、经济运行最好情况。二、节能型变压器的节能分析而7型变压器相对于节能效果更好的10型、11型显然是费能的。通过下表我们可以对比一下。表3：10KV级变压器损耗对照表若假定每年每台变压器运行8700h，每度电0.54元，通过表3我们可以计算出一台S10型变压器比一台S7型变压器节约电费为：[（2.62-1.8）+（16.5-14）]*8700*0.54=15597元。三、变压器经济运行管理导则变压器经济运行区的确定S=(0.35-0.8)Se过轻载变压器（大马拉小车），S在0.25Se以下。节能措施：1.减少变压器降压次数，降低变压器损耗2.提高功率因数，降低变压器无功损耗3.降低变压器运行温度，温度越低，变压器损耗越低。第三部分三相异步电动机的经济运行合理选用电动机类型：选择电动机类型除了满足拖动功能外，还应考虑经济运行性能。对于年运行时间大于3000h，负载率大于50%的场合，应选择YX系列高效率的三相异步电动机。与Y系列相比，其效率平均高3%，损耗降低20%一30%，虽然价格高于Y系列电动机，但从长期运行考虑，经济性还是明显的。同步电动机能提高企业电网的功率因数，降低供电线路损耗，但控制系统繁杂，价格较高。随着异步电动变压器型号空载损耗（KW）负载损耗（KW）S7-1600/102.6216.5S9-1600/102.414.5S10-1600/101.8147机制造水平的提高，新设备已很少采用。合理选用电动机的额定容量：国家三相异步电动机3个运行区域作了如下规定：负载率在70%-100%之间为经济运行区；负载率在40%-70%之间为一般运行区；负载率在40%以下为非经济运行区。若电动机容量选得过大，虽然能保证设备的正常运行，但不仅增加了投资，而且它的效率和功率因数也都很低，造成电力的浪费。因此考虑到既能满足设备运行需要，又能使其尽可能地提高效率，企业一般负载率保持在60%一100%较为理想。一、电动机经济运行计算公式1.1电动机有功功率损耗计算2()ONOPPPP……………………(A.1)式中:△P——电动机的有功损耗，单位为千瓦（kW）；OP——电动机的空载有功损耗，单位为千瓦（kW）；β——负载系数,β=P2/PNP2——电动机的输出功率，单位为千瓦（kW）；PN——电动机的额定功率，单位为千瓦（kW）；NP——电动机额定负载时的有功损耗，单位为千瓦（kW）；1(1)NNNPPηN——电动机额定效率，PN与ηN数值从电动机额定工况试验或从出厂资料获得。1.2电动机的无功功率计算200()NQQQQ………………(A.2)式中：Q——电动机的无功功率，单位为千乏（kvar）；QO——电动机的空载无功功率，单位为千乏（kvar）；2262000310QUIpU——电源电压，单位为伏（V）；IO——电动机的空载电流，单位为安（A）QN——电动机额定负载时的无功功率，单位为千乏（kvar）；8PO——电动机额定空载有功损耗，单位为千瓦（kW）；tanNNNNPQN——额定运行时输入电动机相电流滞后于相电压的相角；1.3电动机的综合功率损耗计算2200()()CONOQNPPPPKQQQ……………(A.3)式中：CP——电动机的综合功率损耗，单位为千瓦（kW）；QK——无功经济当量，单位为千瓦每千乏（kW/kvar）。当电动机直连发电母线或直连已进行无功补偿的母线时，KQ取0.2～0.04；二次压取0.05～0.07；三次变压KQ取0.08～0.1。当电网采取无功补偿端计算电动机电源变压次数。二、电动机节能措施电动机的节能方法多种多样，节能措施也有多项。1．新购电动机，应首先考虑选用高效节能电动机，然后再按需考虑其他性能指标，以便节能电能。2．提高电动机本身的效率，如将电动机自冷风扇。可在负荷很小或户外电动机在冬季时停用冷风扇，有利于降低能耗。３．将定子绕组改线成星——三角形星混合串接绕组，按负荷大小转换星形接法或三角形接法，有利于改善绕组产生的磁动势波形及降低绕组工作电流，达到高效节能的目的。４．采油其他连续调速运行方式，如使用调速器、变极电动机、电磁耦合调速器、变频调速装置等。５．更换“大马拉小车”电动机，电动机“大马拉小车”除了浪费电能外，极易造成设备损坏。另外，合理调整电动机配套使用，可使电动机运行在高效率工作区，达到节能的目的。６．合理安装并联低压电容器进行无功补偿，有效地提高功率因数，减少无功损耗，节约电能。9７．从接火处通往电能表及通往电动机的导线截面应满足再流量，且导线应尽量缩短，减小导线电阻，降低损耗。以上措施可以分别采用，也可以多项采用。总之，对电动机采取一些必要的技术节能措施，有利于电网的