变压器经济效益的评价方法.docx

变压器经济效益的评价方法1前言我国电力变压器产品可按容量大小分为大型变压器(容量大于或等于 8000kVA)和中小型变压器(容量小于或等于 6300kVA)；也可按电压等级分为 6kV、10kV、35kV、60kV、110kV、220kV、330kV 和 500kV 等。作为电压变换设备，变压器被广泛应用于输电和配电领域，特别是 10kV 和 35kV 电压等级的变压器，在电力、工业和商业配电系统中被普遍使用，且数量巨大。1999 年，我国年产变压器约 33.8 万台，其中 10kV 和 35kV 级约 31.3 万台，占 92.6。据估计，目前在电网上运行的 10kV 和 35kV 级变压器约有 10 亿 kVA 以上。由于使用量大，运行时间长，变压器在选择和使用上存在着巨大的节能潜力，特别是量大面广的 10kV 和35kV 级变压器。选择高效节能产品，不但对节约能源具有重要意义，同时还可以大大降低变压器的运营成本，是企业改善经济效益的重要途径。我国 10kV 和 35kV 级变压器绝大多数为标准设计，其产品标准经历?quot;64标准、73标准、86标准到 90年代中期的95标准的不断进步，产品由原来的高损耗型(SJ，SJLS7)发展到了现行的较低损耗型(S9 型等)。截至 1998 年底，S7 型变压器及以前的产品已由国家先后公布淘汰，停止其生产和销售。随着计划经济向市场经济的转变，以及社会对节能和环保的需求，我国变压器的效率水平将呈现出多样化的趋势。目前市场上已出现了比 S9 系列更节能的产品，如 S10、S11 系列等。在电网使用的变压器中，役龄超过 20 年的老旧变压器仍约占 10以上。这些变压器是按照 60 和 70 年代当时64和73标准设计的产品，损耗非常高。与当前的 S9 系列相比，平均损耗高 100以上，节能潜力巨大。对于企业来说，如何从长远的经济效益出发，确定适当的变压器效率水平以及是否应该用节能变压器替换高耗能变压器，是变压器选购和管理中亟待解决的问题之一。国际上有许多评价变压器能效的方法，所有的方法都要求比较变压器价格及其损耗费用。美国在 70 年代后期，由于能源价格的攀升，许多电力公司开始要求所设计的变压器应能具有最低的服务年限费用，这样就产生了总拥有费用(TOC)法。TOC 法在美国于 1981 年发展成为工业标准。按照 TOC 标准购置变压器一直沿用至今，TOC 方法是总和了变压器的初始费用和等价现值的损耗费用，表达所购变压器全面的综合费用。我们用 TOC 法曾评述过配电变压器 S9 型与 S7 型的经济效益，比较结果说明了 S9 变压器价格虽高于 S7 约 20，但损耗指标比 S7 低约 21，S9 所多支村的资金可以在 23 年内从节约的损耗电费中收回。同样，用S9变压器更换80年前的老变压器产品进行效益比较的结果说明，在只支付 S9 的设备费不计老变压器回收价值的条件下，S9的资金也可以在 23 年内从节约的损耗电费中得到偿还。本文介绍了用等价初始费用(Equivalent First Cost-EFC)的总拥有费用法TOCEFC(以下简称TOC)评价变压器经济效益的具体方法及计算过程。本文提供的方法参照了美国国家电气制造商协会的有关标准，即：美国 NEMA TP11996 标准，并结合了中国的实际情况。2总拥有费用法 TOC(Total Owning Cost)所谓总拥有费用(TOC)，就是变压器的初始投资和其在使用期内的损耗费用之和。总拥有费用法通过比较具有不同效率水平和不同价格的变压器的总拥有费用，按照总拥有费用最低来选择变压器效率水平。2.1TOC 的计算公式TOC=CANLBLL式中NL-变压器额定空载损耗或铁损，kW；LL-变压器额定负载损耗或铜损，kW；A-变压器寿命期间空载损耗每千瓦的资本费用，元/kW；B-变压器寿命期间负载损耗每千瓦的资本费用，元/kW；C-变压器初始费用，方案对比时可用其设备价格，元。2.2计算式参数的确定2.2.1变压器空载损耗 NL 和负载损耗 LL变压器空载损耗 NL和负载损耗 LL都包括额定有功损耗并计及其无功功率在电网上的有功损耗，按下式计算：空载损耗NL=P0kQ0=P0k(I0Se/100)负载损耗LL=PfkQf=Pfk(UdSe/100)式中P0-变压器额定空载有功损耗，即铁损 kW；Q0-变压器额定励磁功率，kvar；Pf-变压器额定负载有功损耗，即铜损 kW；Qf-变压器额定负载漏磁功率，kvar；k-无功经济当量，按变压器在电网中的位置取值，一般可取k=0.1kW/kvar；I0-变压器空载电流，；Ud-变压器阻抗电压，；Se-变压器额定容量，kVA。2.2.2A、B 系数A 系数是变压器寿命期间单位空载损耗的资本费用(元/k