19.按综合经济效果选择企业变压器容量的计算

（1）计算公式

该方法选择变压器，不但考虑变压器年电能损耗最小，还考虑了基建投资（一次投资）、电价制度、变压器维修、折旧费等因素。因此对企业来说，它能较全面地反映选择变压器的经济性与合理性。该方法是从多个方案的比较中选择基建投资少、运行费用低的方案为最佳方案。

在满足供电质量、可靠性、运行合理、维护方便等条件的前提下，按以下各项指标进行经济比较。

①基建投资

Ct=Cb1+Cb2　　

式中　 Ct——基建投资，万元；

　Cb1——变压器价格、附属设施和安装、土建费，万元；

　Cb2——向地区电业部门缴纳贴费，万元，原为100～140元/（kV·A），2000年开始逐渐取消该项收费。

②年运行费

Cy=C1+C2+C3+C4+C5　　

式中　Cy——年运行费，万元/年；

　C1——折旧费，C1=变压器价格×折旧率Cn%，年折旧率Cn%取5%；

　C2——维护费，C2=变压器价格×维护费率Cm%，年维护费率Cm%取2%～3%；

　C3——运行人员工资，因占总运行费比例小，且为相同项，故在方案比较中可不计入；

　C4——年基本电价费，C4=12×月基本电价费×变压器容量，月基本电价取元/（kV·A·月）；

　C5——年电能损耗费，C5=C'5+C″5；

　C'5——变压器负荷年用电费，万元/年；

　C″5——变压器年电能损耗费，对于企业用变压器，C″5=［（P0+KGQ0）T+（β2Pd+KGβ2Qd）τ］δ×10-4（万元/年）；

　KG——无功电价等效当量，见表3-11；

　T——变压器年运行小时数，即接于电网时间；

　τ——变压器正常负荷下工作小时数；

　 δ——电价，约0.5元/（kW·h）。

无功电价等效当量KG，指功率因数在cosφⅠ～cosφⅡ区间内，1kvar·h的无功电量电价相当于有功电度电价的倍数，其中cosφ是变压器电源侧月功率因数。

表3-11的使用方法：根据变压器经济运行月功率因数及本单位所执行的功率因数电价基准（cosφ=0.85或cosφ=0.9），从表3-11中查出相应的KG值。

③无功补偿装置费用。当功率因数达不到电业部门的规定值时，需加装移相电容器。将无功补偿装置的投资计入基建投资中，而运行费用计入年运行费中。

④计算结果比较，确定最佳方案。在几个方案中，会出现投资少、年运行费用多，或投资多而年运行费用少的情况，应选择其中综合经济效果最好的方案。在此，引入“折返年限”权衡取舍：

式中　　　　N——折返年限，年；

CtⅠ，CtⅡ——两方案的基建投资，万元；

CyⅠ，CyⅡ——两方案的年运行费用，万元/年。

当N<3～5年时，选取投资多的方案。对于基建周期较长的企业（如冶金矿山）取上限，对周期短者（如轻工业）取下限。

按照综合经济效果所选取的变压器，其负荷率一般较高，为0.7～0.8。

⑤两点说明：

a.在计算年电能损耗费C5的公式中，只计及了电能的商品价格，而1kW·h电能所创造的价值远比它本身的商品价格高。因此在比较各种方案时，若差别不大，则应从节能原则来选择变压器容量。

b.以上计算公式未考虑投资和运行费的利率，实际上应加以考虑。

（2）实例

某三班制企业，设备装机容量为70kV·A，实际使用的负荷量为P=400kV·A（为了使问题简化，设其为常量），平均功率因数为0.95（补偿后），设变压器年运行小时数为8700h，正常负荷下工作小时数为6900h。试问：配备均能满足负荷需要的10/0.4kV、S9-800kV·A或S9-630kV·A变压器，哪一种变压器对企业更为合适？该厂是以cosφ=0.9为基准考核的企业。

解　分别对800kV·A和630kV·A变压器进行计算。

①S9-800kV·A变压器技术数据：P0=1.2kW，Pd=7.5kW；I0%=0.8，Ud%=4.5，变压器价格8.8万元，综合造价12.4万元，变压器负荷率β=P/Pe=400/800=0.5。

基建投资：Ct=Cb1+Cb2=12.4+0=12.4（万元）

年运行费：Cy=C1+C2+C3+C4+C5

其中折旧费和维护费：C1+C2=8.8×（5+3）%=0.7（万元/年）

运行人员工资：C3略去不计（且该项在两方案中相等）

年基本电价费：C4=12×4×800×10-4=3.84（万元/年）

变压器负荷年用电费：C'5=P2τδ×10-4=Pcosφτδ×10-4=400×0.95×6900×0.5×10-4=131.1（万元/年）（其实该项在两方案中相等，本可不参加比较）

变压器年电能损耗费

查表3-11得无功电价等效当量KG=0.042，设电价δ=0.5元/（kW·h）。

Q0=I0%Pe×10-2=0.8×800×10-2=6.4（kvar）　　

Qd=Ud%Pe×10-2=4.5×800×10-2=36（kvar）　　

C″5=［（1.2+0.042×6.4）×8700+（0.52×7.5+0.042

　 ×0.52×36）×6900］×0.5×10-4=1.4（万元/年）

故　Cy=0.7+3.84+（131.1+1.4）=137（万元/年）

②S9-630kV·A变压器技术数据：P0=1.2kW，Pd=6.2kW，I0%=0.9，Ud%=4.5，变压器价格8.1万元，综合造价10.5万元，变压器负荷率β=400/630=0.635。计算结果如下：

基建投资：Ct=10.5（万元）

年运行费：Cy=0.65+3.02+（131.1+0.79）=135.6（万元/年）

③方案比较，将上述结果列于表3-12中。从表中可见，选用630kV·A变压器，基建投资节省1.9万元，年运行费用节省1.4万元，因此应选用S9-630kV·A变压器。

说明：年基本电价费计算式中4元为月基本电价费（与变压器容量有关的契约电费）。