鄒鄗

【摘 要】隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化和居民小區(qū)的建設(shè)，小區(qū)配電站將取代原有的小區(qū)的供電模式，即由原來(lái)的單位（或物業(yè)）集中付費(fèi)的高壓計(jì)量方式，過(guò)度到居民直接以戶表形式交納電費(fèi)的計(jì)量方式。然而，在這種供電方式下，如何有效地規(guī)避或降低因計(jì)量方式改變而給供電企業(yè)帶來(lái)的損耗增加，使供電企業(yè)的供電成本不至于因計(jì)量方式的變化而急劇上升，使配電站的變壓器均在科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、合理的狀態(tài)下運(yùn)行，是本文追求的目的。

【關(guān)鍵詞】配電站；經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；變壓器

1小區(qū)配電站運(yùn)行情況分析

1.1產(chǎn)生的原因

隨著居民小區(qū)在全國(guó)城鎮(zhèn)化推進(jìn)的過(guò)程中的大量出現(xiàn)，建立了以小區(qū)居民配電站（以下簡(jiǎn)稱配電站）為主的供電方式。在這種情況下如何應(yīng)用最合理的運(yùn)行方式和最有效的管控措施來(lái)使配電站運(yùn)行最經(jīng)濟(jì)的區(qū)間內(nèi)，是電力企業(yè)和全社會(huì)所面臨著的，也是要急需的解決問(wèn)題。

首先、居民小區(qū)生活用電的設(shè)計(jì)容量問(wèn)題。目前無(wú)論是在配電站的總?cè)萘吭O(shè)計(jì)上，還是在居民個(gè)體容量設(shè)計(jì)上，都遵循的是“大而高”的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，所謂“大”就是居民小區(qū)配電站容量設(shè)計(jì)上采用大容量，所謂“高”就是設(shè)計(jì)時(shí)往往選取了建設(shè)部門居民單戶負(fù)荷設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的上限。例如：總?cè)萘康脑O(shè)計(jì)上為了確保居民供電容量，采用就大不就小的，甚至?xí)谧儔浩鞯倪x擇上出現(xiàn)上提一個(gè)檔次的做法。在居民容量的計(jì)算值上，采取就高不就低的做法。當(dāng)居民個(gè)體容量設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為4～10kW時(shí)，就取10kW，甚至12Kw。遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于目前我國(guó)居民實(shí)際用電水平。有時(shí)出現(xiàn)到小區(qū)拆遷該小區(qū)的變壓器都沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)值的一半。這一設(shè)計(jì)行為在當(dāng)前（或相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)）實(shí)際運(yùn)行的情況來(lái)看，其實(shí)際運(yùn)行容量往往是大大低于配電站的配置容量和單戶居民的設(shè)計(jì)容量。這樣以來(lái)，將使幾乎所有的小區(qū)配電站的變壓器都處于輕載或近似于空載狀態(tài)下運(yùn)行。

其次、居民用電的特點(diǎn)和規(guī)律。我們知道居民用電的規(guī)律性是十分強(qiáng)的，往往出現(xiàn)在早、中、晚幾個(gè)用電相對(duì)集中的時(shí)間段，尤其是在凌晨0：00-6：00這段時(shí)間處于全天電能消耗的最低點(diǎn)。在這樣的情況下，由于配電站大容量、低消耗配置的特點(diǎn)，低谷時(shí)間段幾乎所有的配電站的變壓器都處于輕載或近似于空載運(yùn)行狀態(tài)。

第三、居民用電隨意性強(qiáng)。作為居民配電站配置的變壓器容量是一定，是在建設(shè)該小區(qū)時(shí)作為配套設(shè)施一并建設(shè)的，是為保證小區(qū)居民正常用電而設(shè)計(jì)并配置的。但在日常的生活中，不能要求居民在什么時(shí)間，一定要用多少電能，這是不可能做到的。為此，合理控制運(yùn)行容量就是配電站要解決的問(wèn)題之一。

1.2小區(qū)配電站運(yùn)行狀況分析

根據(jù)運(yùn)行情況來(lái)看，現(xiàn)有的配電站中有相當(dāng)一部分變壓器在全天大部分時(shí)間段都是處于輕載或近似于空載的狀態(tài)下運(yùn)行。我們摘錄了三個(gè)居民小區(qū)配電站內(nèi)各變壓器在春、秋兩季的8：00、10：00、12：00、17：00、21：00、24：00幾個(gè)時(shí)間段的運(yùn)行數(shù)據(jù)如表1。

從上面兩個(gè)統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看，各個(gè)變壓器的運(yùn)行狀態(tài)不同程度的存在有容量浪費(fèi)和運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)的情況。當(dāng)然，這些浪費(fèi)有一些是政策性的，是供電企業(yè)必須面對(duì)的。但供電企業(yè)是可以通過(guò)必要的管理措施來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)行容量的最優(yōu)化。

2小區(qū)配電站變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析

配電站變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行首先是運(yùn)行問(wèn)題，必須在保證可靠運(yùn)行的前提下討論經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，即在傳輸?shù)碾娏坎蛔兊那闆r下，通過(guò)選擇最優(yōu)的運(yùn)行方式和最佳的運(yùn)行負(fù)荷配置，使變壓器的損耗達(dá)到最低點(diǎn)。也就是說(shuō)要充分發(fā)揮變壓器的負(fù)載效率來(lái)達(dá)到目的，而不是以大容量運(yùn)行來(lái)?yè)Q取小負(fù)荷的滿足，也就是我們常說(shuō)的“大馬拉小車”。變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是供電企業(yè)謀取降低無(wú)謂損耗最經(jīng)濟(jì)、最方便、最有效的辦法。只要加強(qiáng)科學(xué)用電，科學(xué)調(diào)配就可以在不投資或少投資的前提下達(dá)到降低損耗的目的。

根據(jù)變壓器特性和有關(guān)資料分析，每臺(tái)變壓器都存在有功功率的空載損失和短路損失，及無(wú)功功率的空載消耗和額定負(fù)載消耗等損耗。

在一般情況下圖表1中有A、B兩點(diǎn)。當(dāng)負(fù)載系數(shù)在A、B內(nèi)變化時(shí)，變壓器處在經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)，損失率是較低的。由上圖可知，當(dāng)負(fù)載系數(shù)在L～A或B﹤L﹥1時(shí)為不良運(yùn)行區(qū)。在此區(qū)間內(nèi)變壓器損失率是比較大的。通稱過(guò)輕載運(yùn)行區(qū)間，變壓器損失率很大，運(yùn)行極不經(jīng)濟(jì)。

3.小區(qū)配電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的對(duì)策

3.1配電站變壓器容量的設(shè)計(jì)

根據(jù)居民生活用電具有季節(jié)性、集中性和不確定性的特點(diǎn)。要求我們?cè)谶M(jìn)行配電站設(shè)計(jì)時(shí)，要做到所設(shè)計(jì)的變壓器容量搭配合理、調(diào)控方便、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠。不要單純追求電氣接線簡(jiǎn)單明了而將單個(gè)變壓器的容量設(shè)計(jì)的過(guò)大，而應(yīng)該做到大小配置合理。如總?cè)萘繛?000kVA的配電站，如果按常規(guī)考慮，往往配置兩個(gè)1000kVA的變壓器，這樣配置配電站的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，接線明了。但給日后的容量調(diào)配造成了一定的障礙。例如同樣是這樣的容量的配電站，是否可考慮兩種運(yùn)行方案：一是，在該配電站中配置四臺(tái)500kVA的變壓器，這樣配置的優(yōu)點(diǎn)是在運(yùn)行中可以得心應(yīng)手地對(duì)配電站中的運(yùn)行變壓器容量進(jìn)行調(diào)整，在不同的用電季節(jié)投進(jìn)去不同的容量，在保證居民正常用電的情況下可以保證運(yùn)行中的每一臺(tái)變壓器都處于經(jīng)濟(jì)合理的運(yùn)行狀態(tài)下。缺點(diǎn)是增加了部分高、低壓設(shè)備，從而增加了建設(shè)初期的一次性投入的資金。適用于在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)小區(qū)負(fù)荷無(wú)法正常穩(wěn)定的小區(qū)。二是，在該的配電站中配置兩臺(tái)500kVA、一臺(tái)1000kVA變壓器，在負(fù)荷配置時(shí)以1000kVA變壓器為擔(dān)負(fù)主要供電任務(wù)的變壓器，兩個(gè)500kVA的變壓器作為事故備用變壓器及季節(jié)容量調(diào)整的變壓器。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是建設(shè)初期較上面的方案一次性投入少；缺點(diǎn)是負(fù)荷相對(duì)集中，一旦主變壓器出現(xiàn)故障，部分居民會(huì)出現(xiàn)短時(shí)停電的現(xiàn)象，較上面的方案的影響面會(huì)大一些。同時(shí)較上面的方案容量調(diào)整的手段單一一些。適用于該正常容量足以使主變壓器運(yùn)行于經(jīng)濟(jì)范圍內(nèi)的小區(qū)供電模式。

3.2配電站變壓器容量的配置

作為配電站的運(yùn)行，除了安全可靠的供電以外，最主要就是它本身的運(yùn)行成本。一個(gè)配電站如果設(shè)計(jì)成功并且運(yùn)行合理，它應(yīng)該是低成本、高效率的。在配電站的運(yùn)行成本中，變壓器的運(yùn)行成本是占配電站總運(yùn)行成本的絕對(duì)多數(shù)的，所以，降低配電站的運(yùn)行成本就是解決配電站中變壓器的運(yùn)行成本。

在變壓器的損耗中分為空載損耗和負(fù)載損耗。作為負(fù)載損耗只要調(diào)整好變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行點(diǎn)，讓變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行點(diǎn)在一天不同的時(shí)間段、不同的用電點(diǎn)上均能運(yùn)行在變壓器的設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)域內(nèi)，可以十分有效的減少運(yùn)行成本。但就目前的配電站的運(yùn)行情況來(lái)看空載運(yùn)行成本過(guò)高，幾乎所有的配電站內(nèi)的變壓器均處于“大馬拉小車”的狀態(tài)。有的配電站的容量經(jīng)過(guò)科學(xué)調(diào)控，幾乎可以騰出一半以上的容量。這部分容量就是我們要重點(diǎn)解決的容量，也是降低配電站運(yùn)行成本的最有效、最直接的辦法之一。

首先，在對(duì)待配電站的容量問(wèn)題上，一定要堅(jiān)持建設(shè)和運(yùn)行分開(kāi)、設(shè)計(jì)和建設(shè)相連的方針。即配電站的運(yùn)行容量并不等于建設(shè)容量，并不是所有建設(shè)容量在運(yùn)行初期都要投入運(yùn)行。尤其是建筑物的建設(shè)分幾期進(jìn)行的配電站，這個(gè)問(wèn)題更加突出。由于一期建成后居民就要入住，為此，就要將整個(gè)配電站投運(yùn)，包括二期、三期甚至于四期需要接火的變壓器均投入運(yùn)行。當(dāng)然，作為開(kāi)發(fā)商并不需要支付由于空載帶來(lái)的費(fèi)用，還可以有效地避免變壓器長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)而引起的變壓器試驗(yàn)費(fèi)。但作為供電企業(yè)像這樣的電力能源的浪費(fèi)是要被嚴(yán)格制止的；

其次，可以在建設(shè)和設(shè)計(jì)初期考慮今后的發(fā)展，但不一定一步到位。在完成了整體設(shè)計(jì)和落實(shí)了建設(shè)資金的情況下，可以考慮分期建設(shè)。根據(jù)的發(fā)展遠(yuǎn)景和周邊的發(fā)展規(guī)劃，保留足夠的設(shè)備設(shè)計(jì)余量，做到用多少，建多少。避免不必要的浪費(fèi)。

最后，可采用幾個(gè)小區(qū)公用一個(gè)配電站的作法。在最大限度地節(jié)約開(kāi)發(fā)商投資的情況下，供電企業(yè)可以通過(guò)合理調(diào)配整個(gè)配變壓器的容量，在確保所有居民用電的情況下，使變壓器的容量得以充分利用。這樣可以最大限度地減少變壓器的空載損耗，使供電企業(yè)得以最大的經(jīng)濟(jì)利益。同樣也可以有效地減少了開(kāi)發(fā)商的占地，為開(kāi)發(fā)商爭(zhēng)得了一定的利益。作為供電企業(yè)要成分發(fā)揮信息掌握全面、專業(yè)知識(shí)熟悉、具有中間協(xié)調(diào)的特點(diǎn)，作好統(tǒng)籌計(jì)劃，安排統(tǒng)一規(guī)劃，即客戶的好參謀，又擔(dān)當(dāng)好企業(yè)主人的角色。物業(yè)的用電主要針對(duì)辦公、加壓、熱交換等設(shè)備的用電，其特點(diǎn)是用電負(fù)荷相對(duì)穩(wěn)定，容量變化不大，與居民的用電特點(diǎn)有很大的區(qū)別。這樣以來(lái)，在進(jìn)行小區(qū)配電站的設(shè)計(jì)時(shí)，最好采用物業(yè)獨(dú)立變壓器供電的供電模式。物業(yè)的變壓器容量就可以根據(jù)其實(shí)際負(fù)荷進(jìn)行設(shè)計(jì)和建設(shè)，保證物業(yè)所使用的變壓器能夠運(yùn)行在科學(xué)、合理、經(jīng)濟(jì)的狀態(tài)下。

4結(jié)語(yǔ)

在城鎮(zhèn)小區(qū)配電站設(shè)計(jì)的過(guò)程中，相關(guān)人員應(yīng)該充分考慮設(shè)計(jì)方案的可行性、適用性、經(jīng)濟(jì)性，使得配電站、變壓器、線路布局等在實(shí)際的應(yīng)用中可以發(fā)揮最大的功效，將投資成本控制在合理的范圍內(nèi)，減少投資成本的同時(shí)使配電站能夠發(fā)揮充分的效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]申磊，城鎮(zhèn)住宅小區(qū)供用電設(shè)計(jì)[J]，中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2016（17）.

[2]林荷釩，住宅小區(qū)配電站房智能化技術(shù)應(yīng)用研究[J]，科技風(fēng)2014（14）.

（作者單位：石家莊供電公司）