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1、安全经济优质型电网与实施电网经济运行沈阳变压器经济运行讨论所教授级高工胡景生1. 前言近年来由于国民经济高速进展，对电力需求快速增长，全国大部分地区由于发电装机容量不足、电网供电才能不足，显现拉闸限电，产生电荒，缺电成为国民经济进展地“瓶颈 ”. 日前中国电力报报导了国家发改委副主任张国宝在人大会发言中提到：“开源不能从根本上解决缺电现象，由于我们缺地是科学用电.近几年，中国经济获得特别快地增长，但这种增长是在高能耗地基础上实现地. 现在，国民生产总值每增长1 ，能源消耗却要增长1.5，而合理地比例应当是国民经济增值每增长1，能源消耗只增长0.8 .由于我国地节能与节电潜力特别之大，所以当前解
2、决电荒不能只依靠开发电能来实现， 应重点依靠节电来解决.回忆我国城乡电网改造才过去5 年多地时间，为什么又显现部分电网地供电才能不足呢？其缘由何在呢？运用科学进展观对现电网结构进行剖析，其结论是电网结构中科技含 量太低，形成电网构架薄弱，容载比低，不适应电力需求侧地快速进展，而且造成电网运行中损耗过大，安全牢靠性差，供电质量低.由于电网供电才能不足，为明白决电荒，又要对电网进行改扩建 .这次电网改扩建时肯定要做到“与时俱进走出原电网结构中地误区”，“运行科技进展观构建安全经济优质型电网”.中华人民共和国节约能源法明确规定：能源节约与能源开发并举，把能源节约放在首位方针 .节能是国家进展经济地一
3、项长远方针.目前经国务院批准，由国家发改委发布地节能中长期专项规划中指出：“节能是我国经济和社会进展地一项长远战略方针，也是当前一项极为紧迫地任务. ”在规划中，电力工业地节能被给予极大责任，在重点行业中电力名列第一. 规划中又明确指出：“实施电网经济运行技术，采纳先进地输、变、配电技术和设备，逐步剔除能耗高地老旧设备、降低输、变、配电损耗 . ”在当前解决电荒是当务之急，由于我国节电潜力庞大，更应仔细贯彻节约能源法把电能节约与电能开发并举，把电能节约放在首位方针.贯彻节能中长期专项规划节电是当前一项极为紧迫地任务.从 1997 年开头我国地发电量和用电量均居世界第2 位（仅次于美国），但人均
4、用电量却居世界第 86 位，仅为世界人均水平地1/3.我国地电耗也是世界上高电耗之国.近日中国电力报报导中提到：中国目前每万美元国民收入地能源消耗是德国地 10 倍，万美元国民产值地能耗比大多数低收入国家高出 511 倍，比世界平均水平高 2 倍多，是世界上产值能耗最高国家之一 .回忆起 1989 年人民日报曾报道过：依据世界有关十个能耗大国地 1988 年统计资料说明：中国是单位产值能耗最高地国家，每生产万美元产值地能耗是法国地 4.98 倍，日本地 4.43 倍，意大利地 3.95 倍，西德地 3.84 倍，巴西地 3.82 倍，英国地 2.97 倍，美国地 2.1 倍，加拿大地1.77
5、倍，仍是印度地1.65 倍.节能报国振兴中华得知中国是世界能耗落后国，做为中国科技人员深感担心，决心为转变能耗落后做贡献，节能是解决能耗落后地途径，创建国际上一流地节能技术为振兴中华奉献自己地终生.1989 年第七届全国人代会上一位代表发言中指出：我国在能耗上就是赶上印度地水平，可节约几亿吨标准煤，几十个大矿务局可以停产，为国家节约大量资源，为子孙后代造福.1996 年 4 月份中心电视台对八届全国人代会议报道中提到，我国能耗是发达国家地4 6倍（ 1988 年最多是法国地4.98 倍） . 经过八年我国在能耗上与发达国家相比，差距不仅没有削减，反而越来越大. 这是为什么呢？这篇报道中又提到，
6、中国能耗落后地缘由是：中国能耗地技术含量太低，发达国家降低能耗地技术含量占50以上，我国能耗技术原来就落后，但我国靠技术节能不到20，因此，我国与发达国家相比，能耗技术水平越来越落后.又经过七年到2003 年万美元产值地能耗我国却是低收入国家地5 11 倍.由此可见我国地能耗越来越高，在世界上越来越落后.其缘由何在呢？就是在能源系统中科技含量太低，不能科学用能 .当前我国用电平均增长率超过15，而相对国民经济增长率仅为9.1，电力弹性系数 接近 1.7，而科学地弹性系数应为0.5 0.8.目前我国用能终端能效仅相当于发达国家80 岁月水平 .单位 GDP地电耗是发达国家地3 5 倍.由于能效低
7、，造成庞大地电能铺张.据有关资料地统计说明：我国从发电到供电，始终到用电地过程广义电力系统中地各种电气设备（包括发电机、变压器、电力线路、电动机等）全部地电能损耗约占发电量地 30 .这对全国来说一年约有6520 亿 kWh 地电能损耗在运行中地电气设备中，相当于10 个中等用电量省地用电量之和.这说明节电潜力特别之大.但也说明我国电网线损率过高. 是世界上产值能耗落后之国.如 1997 年 2 月下旬在北京召开地 “97高效变压器国际研讨会 ” 上，一位德国专家讲到：“我们德国电网线损率是4.6，而你们中国是8.7，相当我们德 国五、六十岁月水平 .为什么我们中国电网地线损率比德国要落后三十
8、到四十年呢？其缘由何在.我认为落后之因是：一是我国电网结构落后，网架薄弱，如电网中老旧高能耗变压器拥有量太大.缺乏调剂才能，造成事故率高，线损率高；二是电网运行治理落后，强调安全运行，而忽视经济运行，陈旧地观念和粗放性治理促成线损率过高，总之，促成我国电网损耗大主要缘由是，我国城乡电网结构和企业电网结构中及电网运行治理中科技含量太低.为了保证国民经济高速稳固地进展和人民生活水平地提高，必需依靠高新节电技术提高电网结构和电网运行治理中地科技含量.详细来说，与时俱进走出电网结构中与电网运行中地误区：运行科学进展观构造安全经济优质型电网、贯彻节能中长期专项规划全面实施电网经济运行 .从而达到降低电网
9、损耗目地，缩小与国际上先进水平差距.由于世界经济地进展大量消耗能源，如石油、煤炭地燃烧，带来全球性环境问题，特殊 是大气污染后产生地“温室效应 ”，已给人类地生存带来了威逼，因此环境问题已成为当今国际社会所关注地焦点.从 1995 年开头我国地二氧化碳排放量仅次于美国，居世界其次位.因此 1997 年把 “节约能源，爱护环境做为中华人民共和国节约能源法地立法目地之一，以实现经济建设与环境爱护地和谐进展 .进入 21 世纪，我国能源供需冲突仍很突出，特殊是消耗能源产生环境地污染，使我国更面临节约资源与爱护生态环境地新挑战.因此在保证我国国民经济高速稳固进展和人民生活水平不断提高前提下，促进能源合
10、理利用和削减损耗，对爱护地质资源和改善生态环境具有重要作用 .2. 构建安全经济优质型电网构建 “安全经济优质型电网”，虽然一次性投资有所增大，但是电网地容载比大大提高，因此显著地提高了供电才能，安全供电牢靠性及供电质量，特殊大大降低了电网运行中损 耗，大量节约了供电部门与用电企业地供电成本，并为国家大量节约对发电地投资.2.1 与时俱进走出电网结构中地误区1） 误区产生之因常规电网设计以近期（5 年）最大负载地需求为基础，并以一次性投资最少为优选方案.按近期最大负载选取变压器容量与变压器台数，按安全电流密度选取电力线路导线地截面与线路地回路数；在供电设备选取上主要考虑满意供电负载地需求与安全
11、运行，而忽视经济运行；以一次性投资最小为优，不考虑供电负载远景（变压器与电力线路寿命期内）进展所需增加地投资 . 2）电网现状按常规电网设计构建地电网，变压器和电力线路地容载比小，因而促成：供电能量不足，一旦显现负载巨增时，由于供电设备过载只能拉闸限电；电网结构薄弱，主要表现在运行方式与负载调整空间小，供电安全牢靠性差，供电质量低，由于供电设备负载率高，造成电网损耗过大，这就促成我国地电网损耗在国际上居高之因，也是造成电荒缘由之一. 3）走出误区按系统工程地理论视电网地安全、优质、经济供电是一个系统工程.按电网经济运行地优化理论，与时俱进走出电网结构误区构建安全经济优质型电网.2.2 树立科学
12、进展观构建 “安全经济优质型电网 ”电网结构地科学进展观是：在时间上既要考虑近期供电负载对电网结构地需求，更要预 测长期负载（供电设备寿命期内）对电网结构地需求；在空间上既要考虑本企业购建电网 地经济效益，更要考虑构建电网地社会效益；在水平上运用科技创新功能构建成国际一流 地“安全经济优质型电网”，不仅使我国电网运行中地安全、经济、质量指标缩小与发达国家地差距，而是达到国际先进水平，创建国际一流地电力企业.应用电网结构优化地科学理论对电网结构进行优化组合，并依据电网结构优化地运算 式，对电网中老旧变压器剔除要劣中汰劣，对新型变压器选型要优中选优，按电网经济运行理论优选变压器经济容量和经济运行台
13、数，优选供电线路经济截面与线路经济回路数， 对电网中地变压器运行位置与供电线路实现优化组合.按电网结构地优化理论比原电网结构（常规设计）选取变压器容量要增大和台数要增 多，电力线路截面要增大和回路数要增多，因此电网中变压器和供电线路地容载比显著增大（增大 13 倍），运行方式增多，负载调整功能增强，这就促成了电网运行中供电设备负载率显著下降，从而提高供电才能和安全供电牢靠性，削减电压损耗提高供电质量，大大降低电网损耗 .由此可见，构建“安全经济优质型电网”，虽然一次性投资有所增多，但由于节电降耗幅度大，因此对企业和社会都产生显著经济效益.企业地经济效益是：构建“安全经济优质型电网”，企业虽然一
14、次性投资有增多，但大量节约无功功率，相当节约电容器地投资，大量节约有功电量，节约年有功损耗地电费.特殊是由于电网供电容载比地增大，增加了对负载增大地适应才能，所以延长了供电设备使用地寿命期，从而节约了因负载增加扩建电网所带来地重复性投资.因此，从长远进展目标来评判，构建 “安全经济优质型电网”既节约了对电网供电设备地总投资，又能在提高电网安全优质供电基础上，大量降低电网损耗，为供电企业和用电企业制造显著地经济效益，并为缩小与发达国家电网损耗差距做出奉献.社会经济效益是：构建“安全经济优质型电网”由于大量降低电网损耗，从而削减了社会上建设发电厂地投资 .并大量节约了发电地煤炭资源，削减CO2对环
15、境地污染 .2.3 加速老旧变压器更新换代变压器在整个电力系统中是一种应用广泛地电气设备，一般来说，从发电、供电始终到用电，需要经过3 5 次变压过程，变压器要产生有功功率损耗和无功功率消耗.由于变压器总台数多，总容量大，所以在广义电力系统中（包括发、供、用电）运行中，变压器地电能损耗占发电量地 10左右 .这对全国来说，意味着全年变压器总地电能损耗近 2000 亿kWh. 相当于 3 个中等用电量省（市）之和 .我国变压器损耗电能为什么如此之大呢？这是由于我国地城乡电网与企业电网中老旧高 能耗变压器数量太大之故 .如：我国运行变压器社会拥有量中不仅有大量地上世纪六、七十岁月老旧变压器，有地老
16、企业仍有肯定数量地五、六十岁月高能耗老旧变压器在运行.由于我国电网中老旧变压器过多，造成电网线损率过高，促成我国电网结构中科技含量不仅远远落后于发达国家，同时也落后于进展中国家 .为什么我国电网中老旧变压器长期超期服役，迟迟得不到更新呢？其缘由又何在呢？我国不仅老旧变压器更新速度慢，在整个能源运转系统中，高能耗老旧设备都存在着更新速度过慢 .其主要缘由是我国耗能设备更新观念落后和治理落后 .我国在耗能设备更新上地习惯做法是老旧设备磨损到不能连续使用，通过大修也难以恢复原有功能时，才进行更新，美其名曰“物尽其用 ”这.种作法只能看到耗能设备物质磨损， 而没有看到它地技术磨损.在老旧耗能设备更新时
17、，对新设备地选型和容量挑选上也存在着陈旧观念，往往只考虑一次性投资少，价格低地耗能较高地新型设备.如购置S7 型变压器，美其名曰 “节约投资 ”这.种作法忽视了运行中变压器损耗大，造成年运行成本高.跨入新世纪地学问经济岁月，运用科学进展观，要充分熟悉到设备更新目地不单纯是消除其有形磨损（机械磨损），更主要是为了排除无形磨损（技术落后）.加速老旧变压器更新换代，在变压器更新时对变压器经济容量进行优选，构造成“安全优质经济型电网”，不仅为本企业带来节电成效与经济效益，并为社会做出奉献节约资源、改善环境 .下面举例说明老旧变压器更新地节电成效，企业经济效益与社会效益. 1）老旧变压器更新要劣中汰劣当
18、前很多企业中有多台老旧变压器,虽然加速老旧地更新换代能为企业带来可观地经济效益.但由于老旧变压器数量大,不行能在一年内把全部地老旧变压器全部更新掉.必定逐年更新,所以 ,在多台老旧变压器剔除中要劣中汰劣.利用电网经济运行专家系统通过定量运算,更换掉损耗最大地老旧变压器,即剔除技术特性最劣者.即用相同地投入资金取得最大节电成效.例如 :大连化工厂有二台60 岁月 15000kVA 老旧变压器 ,其中 1#是 1961 年产品 ,2#是 1963 年产品 .按常规必定更新1961 年出厂地1# 变压器 ,但通过定量地优化运算,更新 1#变压器全年节电 64 万 kWh,而更新 2#变压器全年节电1
19、34 万 kWh. 由此可见 ,更新 1963 年出厂地变压器全年多节电 70 万 kWh. 因此在电网改造和运行治理中老旧变压器更新剔除中,不要完全依据出厂年限 ,应通过定量运算 ,做到劣中汰劣 .2） 备用变压器不应更新有些重要用电负载都有备用变压器.备用变压器为保证安全供电，只有在运行变压器故障和检修时才投运 .每年运行时间很短，如备用变压器更新，其更新资金30 年不能收回 .但留意要把老旧变压器上地劣中之优留下做备用和特殊贮备.例如：辽宁杨家仗子矿务局地松柏、付井、岭前三个乡变电所都有二台老旧变压器，一台运行一台备用，每个变电所仅更新一台变压器投入运行 .另一台备用变压器不更新 .全年
20、总节电量 58 万余千瓦时 .同时比全部更新变压器节约资金近百万元，并削减了容量贴费 80 余万元 .3） 电炉变压器容量挑选地节电降耗由于电炉变压器过载才能很强，人们习惯选取投资少地容量小地变压器. 其结果既铺张了电能，又增加了电费地成本.如依据优化定量运算，把变压器容量增大，即削减电耗又降低成本 .例如：湖南衡阳有色金属机械总厂，把2250kVA 电炉变压器更新为3200kVA 变压器 .全年节电 16 万多千瓦时，更新设备地投资不到二年即可收回，同时由于容量地增大，又提高了变压器供电地安全牢靠性. 4）老旧变压器更新对新型变压器地挑选齐鲁石化公司地一个车间配电全部两台上世纪60 岁月出厂
21、地 6/0.4kV、315kVA 变压器分列运行 .变压器技术参数及工况负载见表一.表一 齐鲁石化二台 315kVA 老旧变压器参数及负荷依据 “参考文献 ”加速老旧变压器更新换代与更新变压器地型号和容量优化挑选地经济运行理论及运算方法 .第一确定对这两台老旧变压器进行剔除，并确定挑选S9 型地节能型变压器 .由于二台变压器负载分别为SA 308 kVA， SB 329 kVA，按常规设计仍可挑选两台315kVA 型变压器 .但我们按变压器经济运行理论地运算结果对变压器经济容量进行优化选择.下面分别对315kVA， 630kVA 地两种不同容量S9 型变压器地节电成效与经济效益进行计算，从中择
22、优 .新型变压器参数与价格见表二.表二 新型变压器参数与价格依据参考文献中运算式分别运算出更新老旧变压器和对新型变压器经济容量挑选地节电成效与经济效益见表三.表三更新变压器地节电成效与经济效益更新变压器企业地投资回收期，年；更新变压器社会经济效益地投资回收期，年； 节电率（新变压器比旧变压器损耗下降率）；变压器寿命期（取25 年）内更新变压器地总节电量节约，万kWh；更新变压器寿命期内节电地经济效益，万元，取0.5 元/ kWh ；变压器寿命期地企业经济效益是投资地倍数.按表三中在变压器寿命期内（投资回收后）总地节电成效与经济效益 优选 630kVA 变压器.按习惯作法，一般情形下挑选二台31
23、5kVA 变压器 .本例挑选二台630kVA 变压器比挑选二台 315kVA 变压器地投资回收期仅多了0.54 年（ 2.67 2.13）与 0.42 年（ 2.351.93） .但挑选 630kVA 变压器比挑选315kVA 变压器具有五大优点： 提高安全供电牢靠性：二台315kVA 变压器地负载率分别为98、 104 .即变压器在满载与轻度超载运行；而两台630kVA 变压器负载率分别为49与 52，变压器在半载运行. 互为备用：二台315kVA 变压器运行时，当一台变压器检修或故障时，其负载全部停电；而二台630kVA 变压器运行时，当一台变压器检修或故障时，另一台变压器可承担全部负载，
24、进一步提高供电牢靠性. 提高变压器电源侧地功率因数3相当节约电容器投资6 千余元 . 长远效益好：当选用630kVA 变压器，今后当每台变压器增加负载小于315kVA 时，不用再新购变压器，节约投资. 总地节电成效与经济效益好：更新二台630kVA 变压器，在变压器寿命期内（投资回收后）总地节电成效近333 万 KW.h，总地经济效益节约166 万余元，是变压器自身投资地16.6 倍.优选二台 630kVA 变压器比挑选二台315kVA 变压器多节约总电量115 万多 KW.h， 多创总地经济效益57 万余5）老旧变压器更新对变压器经济容量地挑选某化工厂地变电全部一台20 世纪 60 岁月出厂
25、地 35/10kV、15000kVA 老旧变压器长期运行.变压器技术参数工况负载见表一.表一老旧变压器参数及工况负载表依据 “参考文献 ”加速老旧变压器更新换代地理论及运算方法 . 第一确定对 15000kVA 老旧变压器必需剔除，并确定挑选 S9 型节能型变压器 .按传统地做法应选取 16000kVA 变压器为宜，但按 “构建安全优质经济型电网 ”中变压器经济容量优化挑选地理论对更新变压器容量进行优化挑选 .下面分别对选取16000kVA， 20000kVA，25000kVA， 31500kVA， 40000kVA 地五种不同容量 S9 型变压器地节电成效与经济效益进行运算，新型变压器地技术
26、参数及价格见表二 .表二新型变压器技术参数及价格表按 “参考文献 ”地公式运算出更新不同容量新型变压器对企业所产生地经济效益，把其运算结果列入表三中 .表三 更新变压器选取不同容量地企业经济效益更新变压器全年有功电量节约，kWh ；更新变压器全年无功电量节约，kvarh ；更新变压器全年综合电量节约，kWh ；更新变压器全年节约地电费，万元；变压器寿命期（ 25 年）内节约地电费，万元；更新变压器地投资回收期，年；更新变压器容载比地提高率；更新变压器地电压损耗下降率.按 “参考文献 ”地公式运算出更新不同容量新型变压器对企业所产生地社会效益，把其运算结果列入表四中 .表四 更新变压器选取不同容
27、量地社会效益ZW更新变压器为国家节约建设发电厂地投资，万元； KW更新变压器地社会节电地经济效益系数；MJ更新变压器为社会节约发电全年所需煤炭资源，标煤，吨；变压器寿命期（ 25 年）内总地节约煤炭资源，标煤，吨；HC节约煤炭全年削减CO2 量对环境地污染，立方M ；变压器寿命期内削减CO2量对环境地污染，立方M.通过对老旧变压器更新及对新型变压器经济容量地挑选地实例运算，可得出如下结论： 节电成效显著由表三中地运算结果得知：随着更换地新型变压器容量增大，节电成效也随着增加，如更换 16000 kVA 变压器年节约综合电量180 余万 kWh，而更换 40000 kVA 变压器，就年节约综合电
28、量近230 万 kWh. 企业经济效益显著由表三中优选不同容量新型变压器地运算结果得知：全年节约电费81 103 万元，投资回收期仅一年左右（ 0.91 1.28 年），变压器寿命期（25 年）内总计节约电费2027 2582 万元，是新购变压器增加投资地19.8 27.4 倍 .同时仍提高变压器供电质量（电压损耗率降低 6.25 62.5），与提高供电地安全牢靠性（供电容载比增大率 6.7 167） . 社会效益显著由表四中优选不同容量新型变压器地运算结果得知：企业节电为国家节约建设发电厂地投资 123.4 157.2 万元，是企业投资地1.23 1.67 倍；同时仍为国家节约总计煤炭资源1
29、576720210 吨，削减对社会环境污染地CO2 排放量总计 4733 6023 立方 M.综上所述，加速老旧变压器更新换代，并对新型变压器经济容量优选，既大量节约电 量，同时又提高变压器安全供电牢靠性和供电质量，不仅为企业制造显著地经济效益，同时也为社会大量节约资源和改善环境爱护，是利在当代，功在千秋地大业.2.4 对变压器经济容量与电力线路导线经济截面地优选在电网改扩建中对新型变压器容量地挑选，不仅应考虑到变压器容量地利用率来满意安全供电地需求，同时更应考虑到变压器运行效率，按经济运行来选取变压器容量来降低变压器地电能损耗 .在设计中按变压器容量利用率和按经济容量时，其结果不一样地.一般
30、来说变压器经济容量来挑选容量比按变压器容量利用率来选取容量要大一些.增大了变压器一次性投资，但是运行中削减变压器地无功消耗和有功缺失，也就相应地削减电容器地投资和节约了变压器地运行费用，由此运算出变压器容量增大所增加投资地回收年限，并运算出企业节电经济效益和节电地社会效益，择优选取变压器经济容量.同理在电力设计中对电力线路导线截面地大小，也不应仅考虑安全供电地要求来选取导线地截面，更应考虑电网地经济运行来选取导线截面.虽然一次性投资有所增大，但运行中大量节约电量，投资可短期收回.由于变压器容量增大与电力线路导线截面地增大降低了供电设备地负载率，提高供电能力与安全供电牢靠性，削减电压损耗，提高供
31、电质量.降低电网线损，大量节约电量产生显著地企业效益与社会效益.下面举例说明变压器经济容量与电力线路导线经济截面优选地节电成效，企业经济效益与社会效益 .（1） 双绕组变压器经济容量地优选某油田地 35/10kV 变电所地平均工况负载S =7550kVA，负荷率 =80,估计负载增长率 5，五年后地负载S 9630kVA，因此设计挑选地基准容量为10000kVA，但按变压器经济容量把容量增大 .增大后地变压器容量与技术参数见表一.本例运算时选取 KQ 0.05，KP 0.1，Jd0.45 ， Zcd 100 ， 0.05， JW 6000 ， 25年.表一变压器技术参数及购价依据 “参考文献
32、”中相关运算式及其软件，运算出增大容量变压器比基准容量10000kVA 变压器地节电成效与企业地经济效益见表二，为社会产生效益见表三.表二变压器经济容量挑选地企业效益表中：参见前边地2.3 中例题； 变压器满意供电负载增长需求地年限.表三 变压器经济容量挑选地社会效益表中符合参见前边2.3 中地例题 .对表二与表三中地节电成效与经济效益进行分析优选变压器经济容量，举荐选取以下二个方案 .方案一：选取变压器20000kVA 比基准容量 10000kVA 增大一倍，虽然多投入一次投资21.9 万元，但所增加投资仅用一年多（1.18 年）即可收回，而变压器寿命期内地节电经济效益为 392.3 万元，
33、是所增加地投资地21.1 倍，同时又为社会节约开发电厂地投资23.87万元，社会节电效益系数KW 1.28，即给社会制造地经济效益是企业增加投资地1.28 倍.并提高变压器供电才能100，提高供电质量50 .但不足之处是：满意供电负载需求年限20 年，比变压器寿命期25 年少了 5 年.方案二：选取变压器25000 kVA 比基准容量增大 1.5 倍，虽然多投入一次性投资36.1 万元，但所增加地投资不到二年（1.81 年）即可收回，而变压器寿命期内地节电效益445.3万元，是所增加地投资13.8 倍，因此又为社会节约开发电厂投资27.1 万，社会经济效益系数 KW 0.84.并提高供电才能1
34、50，提高供电质量60 .特殊是满意供电负载需求年限24年，与变压器寿命25 年仅差一年，因此在变压器寿命内又节约了更新变压器地重复性投资，同时又为国家总计节约煤炭资源3463 吨，削减 CO2 对环境污染地排放量1039 立方 M.（2） 三绕组变压器经济容量地优选某 220/110/ 35kV 变电站地平均工况负载 S2=S3=25000kVA， S1=50000 kVA，负荷率 =90, 估计 负载增 长率 5 ，五 年后地 负载 S1 63000kVA ，因此 设计选 择地基 准容量 为63000/63000/ 31500kVA，但按变压器经济容量把容量增大.增大后地变压器容量与技术参
35、数见表一 .本例运算时选取 KQ0.02， KP 0.04， Jd 0.45 ， Zcd 100 ， 0.05， JW6000 ， 25年.表一变压器技术参数及购价根 据 “参 考 文 献 ”中 相 关 计 算 式 及 软 件 计 算 出 增 大 容 量 变 压 器 比 基 准 容 量63000/63000/ 31500 地节电成效与企业经济效益见表二，社会效益见表三.表三 变压器经济容量地节电成效表三 变压器经济容量挑选地社会效益对表二与表三中地节电成效与经济效益进行分析优选变压器经济容量，举荐选取以下二个方案 .方案一：选取变压器C120000/120000/ 60000kVA ，变压器C
36、 比基准容量变压器A（630000/ 630000/ 315000kVA）虽然多投入一次投资115 万元，但所增加投资仅用半年（0.5年）即可收回，而变压器寿命期内地节电经济效益为2894 万，是所增加地投资地47 倍， 同时又为社会节约开发电厂地投资176.2 万元，社会节电效益系数KW 2.78，即给社会制造地经济效益是企业增加投资地2.78 倍.并提高供电才能97.5，提高供电质量47.5 .但不足之处是：满意供电负载需求年限 18 年，比变压器寿命期25 年少了 7 年.方案二：选取变压器E180000/180000/90000kVA，变压器 E 比基准容量变压器A 虽然多投入一次投资
37、345 万元，但所增加投资仅二年（2.04 年）收回，而变压器寿命期内地节电效益 3366 万元，是所增加地投资12.1 倍，因此又为社会节约开发电厂投资204.9 万，社会经济效益系数KW 0.74.并提高供电才能186，提高供电质量65 .特殊是满意供电负载需求年限26 年，与变压器寿命期25 年相结合，因此在变压器寿命期内又节约了更新变压器地重复性投资 .并为国家总计节电煤炭资源3.7 万多吨，削减 CO2 对环境污染地排放量11225 立方 M.（3） 电力线路导线经济截面地优选永川地 35kV 架空输电线路建设工程，输送功率 SP11500kvar 、 0.85、负荷率 rT 80、
38、年负荷平均增长率为 3，在设计中经过勘察线路长度为 13km, 打算采纳 LGJ型钢芯铝绞线，钢筋混泥土杆塔 .需对线路导线截面规格进行优选（ T=8700h, Jd0.45 ,KQ 0.1，KP0.2，线路地有效使用期限 n 25 年） .依据负荷率可运算出线路地最大负载电流为 I 239A.并进行机械强度、电晕验算后，选取导线截面规格地基准方案为 70mm2. 在此基础上，仍有 95 mm2 、120 mm2 、150 mm2 、185 mm2 这几种截面规格供优选 .各种导线截面地技术参数及投资见表一 .表一 线路导线优化截面地资料数据表依据 “参考文献 ”中相关运算式运算出增大导线截面
39、比基准截面 70mm2 地节电成效与企业经济效益见表二，社会效益见表三 .表二 导线经济截面优选地企业经济效益表三 导线经济截面优选地社会效益本例从表二与表三中地运算结果得知：选取 LGJ 95/15 型导线截面比选取基准截面 LGJ70/10 型增加投资 13 万元，追加投资回收期仅 0.17 年，电压损耗降低率 17.9，每年节约电费 78.58 万元，节电降耗率 33.22 ，输电才能可达 21000kVA（ 350A），但适应负荷增长地承载才能只有 14.4 年，在有效使用期内需进行改造 .而选取 LGJ 185/25 型导线线路追加投资 104 万元，每年可节约电费 181.3 万元
40、，节电降耗率达 76.64，仅半年多就可收回追加投资，使用年限内收回追加投资后节电产生地利润达4429 万元，因负荷增长产生地节电利润达5542 万元，线损率水平最好，电压缺失率最低，供电才能31800kVA（ 525A）， 提高 104，适应负荷增长地承载才能大于有效使用年限达28.3 年，并为国家节约发电投资 277 万元，在电力线路寿命期（25 年）内节约煤炭资源3.5 万多吨，削减对环境污染地CO2 排放量 10757 立方 M 多，经综合分析优选185/25 截面应为首选方案.2.5 对变压器经济台数与电力线路经济回路数地优选长期以来在变电站设计中，强调了安全运行而忽视经济运行，以一
41、次性投资最小为原 就，因此，仅依据最大负载挑选一台变压器，或者二台变压器（一用一备），其结果不仅造成变电站损耗过大，而且安全牢靠性与供电才能也有所降低.对此如按变电站地变压器经济运行台数进行优化挑选，把变压器台数适当增多，虽然一次性投资有所增加，但是显著地降低变电站地电能损耗，而且也提高变电站供电地安全牢靠性，提高了供电才能和供电质量，经济效益显著 .在架空输电线路建设地设计中，除为了供电牢靠性地特殊要求而考虑双回或多回线路外，仍应当从经济运行节电降耗地角度架设双回甚至多回路并列运行.对于这种同一个架空输电线路建设工程地并列回路数地优选，可以通过建设投资、节电降耗、追加投资回收期地经济性以及安
42、全、牢靠性等方面分析比较，作出评判定论.由于变压器台数地增多与电力回数地增多，是构造“安全经济优质型电网”地基础，虽然一次性投资增加，但由于提高电网地安全供电牢靠性，提高供电质量、大量地降低电网损耗，为企业和社会制造显著地经济效益.下面举例说明变压器经济台数与电力线路经济回路数地优选地节电成效、企业经济效益与社会效益.（1） 变压器经济台数地优选广 嘉 变 电 站 按 原 设 计 方 案 ， 根 据 最 大 负 载 S1D 180000kVA, 选 择 一 台 220kV, 180000/180000/ 90000 三绕组变压器，其技术参数见表一，在此基础上对变压器经济运行台数进行优化挑选 .
43、表一变压器技术参数本例地 180000/180000/ 90000kVA 变压器地价格ZI=760 万元/ 台，增加一台变压器附属设备投资 Z2 380 万元，总投资为 ZB 1140 万元节约无功电量地电容器价格Zcd=160 元/kvar, 每度地价格 Jd 取 0.42 元/kWh ，可按 “参考文献 ”运算式分别运算出优选2 台、 3 台、 4 台变压器时比单台变压器增加地投资ZB，所产生节电成效与企业经济效益见表二，所产生地社会效益见表三 .表二 变压器经济台数挑选地企业经济效益表三变压器经济台数优选地社会效益对以上记算结果进行分析得知：当S1=180000（ kVA）时，虽然一台变
44、压器运行已满意供电负载与安全运行地需要，但从变压器经济运行进行分析却是个误区.由表二与表三得知： 优选 3 台变压器为宜，与原先单台变压器相比，虽然增加投资2280 万元，但不到 4 年地时间就可收回，并制造安全经济优质型变电站，主要成效有：由于变电站地容载比地提高200，运行方式地增多，调整负载才能地增强，大大提高了变电站地安全供电牢靠性. 由于变压器容载比增大，使变电站地电压损耗率下降66.7，提高供电质量 . 节电成效显著，年节约综合电量1069 万千瓦时，变压器寿命期（25 年）总计节电量2.6 亿多千瓦时 . 企业经济效益显著，由于节约无功功率24 多千乏时，相当节约电容器投资3 百
45、多万元，年节约电费 359 万元，变压器寿命期内节约电费近9 千万元 . 按年 5负载地增长率，三台变压器适应年限为26 年，因此节约了变压重视复投资数百万元 . 为国家节约建设电厂投资732 万元，年节约煤炭资源3742 吨，变压器寿命期内节约煤炭 9.3 万多吨，年削减CO2 排放量 1123 立方 M，变压器寿命期内削减CO2 排放量 28065立方 M.（2） 电力线路经济回路数地优选永川地 35kV 架空输电线路建设工程，输送功率 SP 11500kvar 、 0.85、负荷率 r 80、年负荷平均增长率为 3，在设计中经过勘察线路长度为 13km, 打算采纳 LGJ型钢芯铝绞线，钢
46、筋混泥土杆塔 .需对线路导线截面规格进行优选（ T=8700h, Jd0.45 ,KQ 0.1，KP0.2，线路地有效使用期限 TB 25 年） .依据 “参考文献 ”中运算式及应用软件可分别运算出优选双回、三回、四回电力线路比单回电力线路所产生地节电成效与企业效益见表一，所产生地社会效益见表二 .表一 电力线路经济条数挑选地企业经济效益表二 电力线路经济条数优选地社会效益本例由表一与表二中地运算结果显示出：回路数越多，输电才能成倍数增大、安全性和牢靠性也越高、满意负荷增长地才能也越大、电压损耗也越小；但由于建设投资成倍增加致使回收期随之延长 .经过综合分析比较：双回线路方案地追加投资180 万元、年节约综合电量 752.49 万 kWh 、折合年节约电费339 万元，追加投资回收期最短，仅0.53 年、节电降耗、电压损耗降低程度已