汽车制造企业生产配电系统的优化

王三功 牛战秋

作者通联：海马轿车有限公司生产服务部能源管理科 郑州市东经济技术开发区第十七大街1689号 450016

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一、存在的问题

某新建汽车厂供电系统设计容量为29720kV·A，投产后实际最大负荷约为8000kV·A，基本电费按最大需量收取。供电行业规定，实际需量小于总容量的40%，最大需量按总容量40%计算，因此每月基本电费约为33万元。根据公司发展规划，需要增加新车型，焊接线需要配套动力，按照常规做法需相应增加动力配套设施，按规模需要增加1台2000kV·A变压器、高压电缆及高低压成套配电设备，投资约160万元。工厂原有两条焊接生产线，已配套两台容量为1600kV·A和2000kV·A的变压器，根据后道工序生产能力和人员配置，3条生产线（含新生产线）最多开启两条生产线。因此如果新焊接线再增加配电变压器，则至少有1台变压器空载，不仅大幅增加固定投资和后期运行费用，而且系统原本很低的负荷率会进一步下降，系统资源严重浪费。鉴于系统总容量远大于目前总需求，系统有条件在不增加容量情况下，通过优化资源满足生产需求。

二、配电系统优化

1.可行性分析

通过分析各种情况下的生产需求，3条焊接线总配电需求容量最大约为3800kV·A，现有两台变压器容量和为3600kV·A。并且由于短路阻抗不同，简单并列通过参数计算，保证两台都不超载，则允许总输出容量为3534kV·A，不能满足生产最大需求。因此不增加配电容量，现有资源不足以满足3条焊线工作需要。考虑到整个配电系统有几台2000kV·A变压器长期负荷率不足20%，如果选择1台短路阻抗合适的变压器替换焊接线的1600kV·A变压器，两台2000kV·A变压器并列运行供给3条生产线，则可解决问题。

2.优化方案

图1 优化后的焊接线配电系统

目前冲压车间1台2000kV·A变压器基本符合调换要求，最大使用负荷不足800kW，平均功率在400kW左右，短路阻抗与焊接线2000kV·A变压器基本一致；两台2000kV·A变压器在技术上满足变压器并列运行要求，接线方式一致，变比相等，短路阻抗和容量接近。而且焊接两路电源10kV侧引自同一高压母线，并列运行技术上没有问题。通过变压器铭牌参数计算，在都不过载情况下，两台变压器并列后总额定容量相当于3990kV·A，可满足生产需要，且基本不浪费资源。

3.优化实施

变压器调换后，在低压侧增加两面2000A低压出线开关，分别连接现场封闭母线，形成两台变压器并列供电（图1）。

三、效果

优化后的焊接线配电系统投用后，观察负荷分配正常，任意两条焊线同时生产，未出现单台变压器过载现象，达到预期效果。节约变配电设备投资约150万元，安装施工费用20万元，每年基本电费节约26.8万元。由于低压侧具备联络功能，使运行方式控制更加灵活，在某些特殊情况下可停运1台变压器，进一步减少基本电费和空载损耗。

有些新项目在设计时可能由于一些现实因素导致设计偏大，系统资源利用率多存在偏低现象，为此可在后期对系统资源进行有效开发利用，降低企业运营成本。