昆钢220 kV总降压站主变降容优化

孔凡祥，成奕佳

（昆明钢铁股份有限公司动力能源分公司，云南昆明 650302）

昆钢220 kV总降压站主变降容优化

孔凡祥，成奕佳

（昆明钢铁股份有限公司动力能源分公司，云南昆明 650302）

昆明钢铁有限责任公司自2015年11月对生产组织结构进行调整后，生产用电负荷发生了较大的变化。根据公司远期规划分析，实际用电负荷与现有装机容量存在较大偏差，需进行节能改造，因此对昆钢220 kV变电站主变降容，提高变压器的利用率并且降低电费支出。提出了改造方案，经分析确定主变降容，改造完成后经济效益可观。

220 kV变电站；变压器；主变降容；节能改造；用电负荷

引言

昆明钢铁控股有限公司（简称昆钢）始建于1939年2月，公司钢铁主业拥有高速线材、连轧棒材生产线、2000 m3高炉和双机架紧凑式炉卷轧机等先进装备，主要产品有高速线材、螺纹钢、热轧板、冷轧板和镀锌彩涂板产品等。自2015年下半年11月昆钢本部对生产组织结构进行调整安排，本部三高炉、五高炉分别停产，六高炉单炉生产，三烧、二炼钢、热轧、冷轧及制氧3#空分等同步停产。生产用电负荷随生产组织结构的调整发生了较大的变化，根据公司的远期规划，无新增负荷的计划。

1 供电基本情况

220 kV五总降压站于1997年正式投入运行。该站变电容量为3×120 MVA，变压器型号均为SFPS7-120000-220/110/35，现已使用近20年。生产正常情况下该站开二备一，1#、2#主变运行，3#主变备用。220 kV侧采用单母线分段接线，110 kV侧采用单母线分段接线，35 kV侧采用双套双母线接线。

五总降变电站的主接线简图如图1所示。

2 降容改造必要性分析

2.1 昆钢本部负荷预计

2015年前，昆钢本部满负荷组织生产时，负荷达到 199.5 MW，全厂负荷包括板带 1、2，棒材 1、2，三高炉，五高炉、六高炉，炼钢炉，炼铁炉、轧钢、球团等等。按公司生产组织结构调整安排，2015年11月、12月昆钢本部三高炉、四高炉、五高炉分别停产，六高炉单炉生产，二炼钢及部分轧钢停产，停运的主要设备如表1所示，停运的负荷约为54.5 MW。现有主要生产设备及供电负荷如表2所示，昆钢本部现有负荷约为145 MW，结合目前钢铁行业产能过剩的发展趋势及昆明钢铁控股公司的远期规划，昆钢本部目前无新增负荷的计划，产业结构维持现状，最大负荷约为145 MW。

图1 220 kV昆钢本部五总降变主接线简图

表1 昆钢本部停运主要设备情况

合计减少负荷：61200 kW。

昆钢本部生产结构调整前供电量为16.8亿kW·h/年，生产结构调整后供电量下降为12.0亿kW·h/年。目前昆钢本部供电系统供电量、自发电量和外购电量情况如表3。

表3 昆钢本部余热发电量、外购电量及供电量情况

2.2 昆钢本部负荷、电量情况分析

根据以上分析，昆钢本部生产结构调整前供电量为16.8亿kW·h/年，供电负荷为199.5 MW。生产结构调整后供电量下降为12.0亿kW·h/年，供电负荷为145 MW。昆钢本部现状负荷及电量情况见表4。

表2 昆钢本部现主要生产设备情况

表4 昆钢本部现状负荷及电量情况

2.3 存在问题

2.3.1 变电站在正常运行方式下为负荷终端变电站，该变电站是保证昆明钢铁控股有限公司本部正常生产的用电核心，属于一级供电负荷。供电中断会带来设备损坏且难以尽快修复，给企业造成巨大经济损失。该站有220 kV两条进线，如果由1台主变运行存在安全隐患，变压器故障会引起全站停电，从而造成全厂停产，严重影响公司安全生产，其次是单台运行也满足不了负荷需要。

2.3.2 基本电费高，该站变电容量为3台120 MVA，自2015年11月对生产组织结构进行调整后，生产用电负荷随生产组织结构的调整发生了较大的变化，最大负荷由原来的199.5 MW，减少至目前的145 MW，考虑余热余能发电机平衡后最大负荷为110 MW。根据公司远期规划，无新增负荷的计划，若继续使用2台容量为120 MVA变压器对145 MW的负荷进行供电，容量不能得到有效利用。基本电费目前收费标准为27元/kVA。因此，根据实际负荷合理选择主变容量，提高主变负载率是降低电费的重要途径。目前，公司1#主变和2#主变容量为2×120 MVA，每月基本电费为24×27=648万元。原最大用电负荷199.6 MW，主变平均负载率为83%。但是2015年11月生产结构调整后，最大用电负荷145 MW，主变平均负载率为60% ，考虑余热余能发电机平衡后，最大负荷为110 MW，主变平均负载率为45.8%，远低于70%的经济运行负载率，实际用电负荷与主变容量不匹配，致使基本电费负担过重，用电成本增加，降低企业的整体经济效益。

3 节能改造方案及分析

根据上述存在问题及公司本部负荷预测情况,公司最大负荷降为145 MW，考虑今后昆钢公司本部预留一定的负荷增量和降低投资，拟降低五总降变1#、2#主变容量，保留3#主变容量，按目前供电负荷将现有 1#、2#变压器容量 120 MVA降为 80 MVA～100 MVA变压器，保留3#变压器容量120 MVA，各个容量变压器的负载率、年基本容量费及年运行费如表5所示。

昆钢本部若生产组织保持现有产能，并相对均衡，即使发电机组全部停运，80 MVA～100 MVA的变压器仍能满足供电要求。从变压器负载率方面来看，容量降为2×80 MVA的变压器更为合理。从经济方面考虑，80 MVA的变压器更经济。

表5 容量优化对比情况

经分析研究，综合考虑，以节能降耗、降低成本为前提，决定采取220 kV五总降变2台主变（1#、2#主变）容量降为2×80 MVA，3#主变容量不变继续作为备用，维持接入系统不变。

4 实施情况

在保证不影响整个公司供电系统安全运行的情况下按以下实施：（1）分别对五总降压站1#、2#变压器进行保护性拆除，将拆除后的变压器转运到指定位置并进行恢复性安装，安装完成后保证变压器处于可备用状态。（2）在原120 MVA变压器位置安装新购置的2台容量为80 MVA变压器，新变压器的安装包含各附属零部件及二次系统安装、调试；（3）新装1#、2#变压器220 kV、110 kV 侧中性点设备安装、调试、试验；（4）原 3#主变 220 kV、110 kV两侧中性点设备拆除及新设备安装、调试、试验；（5）为满足计量要求，更换五总降220 kV系统两组（共6只）母线电压互感器，完成原电压互感器拆除及新装电压互感器的安装、调试、试验；（6）更换新装1#、2#变压器220 kV侧各1组（每组3只，共6只）电流互感器满足保护和计量要求，完成原电流互感器拆除及新装电流互感器的安装、调试、试验。

5 降容后经济效益分析

2017年6月底完成了2台主变压器的改造和顺利投运，原3#主变停运。项目完成运行以来每月可节省基本电费90多万元，每年节省1080万元，经济效益可观。通过变电站主变降容，在保证供电可靠性的同时，满足公司经济生产的需求，为公司的降本增效做出了积极的贡献。

[1]GB/T 6451-2008，三相油浸式电力变压器技术参数和要求[S].

[2]GB/T 17468-2008，电力变压器选用导则[S].

Capacity Reduction Optim ization of the Main Transformer of Kunming Steel’s 220 kV Substation

KONG Fanxiang，CHENG Yijia
(The Power and Energy Co.,Kunming Iron and Steel Group Co.,Ltd.,Anning,Yunnan 650302,China)

After the adjustment of production organization of Kunming Steel in November 2015,the power load of production had changed greatly.Through analysis of the company’s long-term planning,it was known that there was a big deviation between the actual load and existing installed capacity,requiring energy saving reform.So the capacity of the main transformer at the 220 kV substation was reduced to improve the utilization rate of the transformer and reduce electricity cost.A reform scheme was put forward and the amount of capacity to be reduced was determined.Considerable economic benefit of the modification has been achieved.

220 kV substation;transformer;main transformer capacity reduction;energy saving transformation;power load

TM63

B

1006-6764(2018)01-0014-03

2017－08－23

孔凡祥（1976－），男，毕业于冶金电气自动化专业，大专学历，电气工程师，现从事电气技术及管理工作。