老舊變壓器更新分析論文

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【摘要】加速老舊變壓器更新換代是降低電網(wǎng)損耗的重要途徑。老舊變壓器淘汰要劣中汰劣，新型變壓器選型要優(yōu)中選優(yōu)。由于節(jié)電潛力大，更新所花費(fèi)的投資，短期內(nèi)可收回。

1前言

根據(jù)有關(guān)資料的估算：從發(fā)電到供電，一直到用電的過程－廣義電力系統(tǒng)中的各種電氣設(shè)備（包括發(fā)電機(jī)、變壓器、電力線路、電動(dòng)機(jī)等）全部的電能消耗約占發(fā)電量的28％～33％。這對(duì)全國(guó)來說一年就有3178～3746億kW·h的電能損耗在運(yùn)行的電氣設(shè)備中，相當(dāng)于10個(gè)中等用電量的省的用電量之和。這說明節(jié)電潛力非常之大，但也說明我國(guó)電網(wǎng)線損率過高，是世界上產(chǎn)值能耗落后之國(guó)。

我國(guó)電網(wǎng)的線損率高達(dá)8.7％，而德國(guó)僅為4.6％，落后之因是：一是我國(guó)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)落后，網(wǎng)架薄弱，如電網(wǎng)中中小型老舊高能耗變壓器擁有量太大，缺乏調(diào)節(jié)能力，造成事故率高，線損率高；二是電網(wǎng)運(yùn)行管理落后，強(qiáng)調(diào)安全運(yùn)行，忽視經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；三是陳舊的觀念和粗放性管理促成線損率過高。總之，造成我國(guó)電網(wǎng)損耗大的主要原因是，我國(guó)城鄉(xiāng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和企業(yè)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中及電網(wǎng)運(yùn)行管理中科技含量太低。

變壓器在整個(gè)電力系統(tǒng)中是一種應(yīng)用廣泛的電氣設(shè)備，一般說來，從發(fā)電、供電一直到用電，需要經(jīng)過3～5次的變壓過程，其自身要產(chǎn)生有功功率損失和無功功率消耗。由于變壓器臺(tái)數(shù)多，總?cè)萘看螅栽趶V義電力系統(tǒng)（包括發(fā)、供、用電）運(yùn)行中，變壓器總的電能損失占發(fā)電量的10％左右。這對(duì)全國(guó)來說，意味著全年變壓器總的電能損失為1100億kW·h以上，相當(dāng)于3個(gè)中等用電量的省用電量之和。

我國(guó)變壓器損耗電能如此之大，是由于我國(guó)的城鄉(xiāng)電網(wǎng)中和企業(yè)電網(wǎng)中老的高能耗變壓器數(shù)量太大之故。城鄉(xiāng)電網(wǎng)中不僅有大量六、七十年代老舊變壓器，有些單位還有四、五十年代變壓器在運(yùn)行，總計(jì)有1百多萬臺(tái)，占社會(huì)擁有量的40％以上。由于老舊變壓器擁有量大，造成我國(guó)電網(wǎng)線損率過高。使我國(guó)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中科技含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家。老舊變壓器長(zhǎng)期超期服役，更新速度慢，其主要原因是我國(guó)普遍存在資金短缺以及耗能設(shè)備更新觀念落后，管理落后和技術(shù)經(jīng)濟(jì)決策失誤所造成的。

2變壓器更新?lián)Q代的科學(xué)決策

在新世紀(jì)，在城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造中，我們要運(yùn)用知識(shí)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)，加速老舊變壓器的更新?lián)Q代。

在變壓器更新?lián)Q代中要有科學(xué)決策。

（1）樹立商品經(jīng)濟(jì)中優(yōu)勝劣汰的競(jìng)爭(zhēng)觀

現(xiàn)代化耗能設(shè)備管理的決策要求人們必須從產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)觀念轉(zhuǎn)變?yōu)樯唐方?jīng)濟(jì)觀念；從封建閉鎖的小農(nóng)經(jīng)濟(jì)觀念轉(zhuǎn)變?yōu)樯唐方?jīng)濟(jì)中的競(jìng)爭(zhēng)觀念，競(jìng)爭(zhēng)的規(guī)律就是優(yōu)勝劣汰。

（2）樹立耗能設(shè)備技術(shù)磨損觀念

耗能設(shè)備管理的科學(xué)理論的主要基礎(chǔ)，從經(jīng)濟(jì)壽命觀念出發(fā)，把產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)的物質(zhì)磨損觀念轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)磨損觀念。耗能設(shè)備的經(jīng)濟(jì)壽命系指耗能設(shè)備在制造過程中，不僅考慮設(shè)備的物質(zhì)磨損，更主要的是按技術(shù)磨損確定設(shè)備的使用年限。耗能設(shè)備的"技術(shù)磨損"系指耗能設(shè)備在使用過程中，一旦社會(huì)上制造出的新設(shè)備，其技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)效益已比原設(shè)備繼續(xù)使用優(yōu)越時(shí)，就應(yīng)按技術(shù)磨損進(jìn)行決策更新設(shè)備。

（3）加速老舊變壓器更新?lián)Q代是經(jīng)濟(jì)效益不好的企業(yè)的重要舉措之一。因?yàn)樘潛p的企業(yè)要想生存下去，必須走扭虧為盈之路。加速老舊變壓器更新?lián)Q代，這是低投入高產(chǎn)出的經(jīng)濟(jì)決策。

3變壓器更新?lián)Q代的節(jié)電潛力與社會(huì)效益

當(dāng)前我國(guó)老舊變壓器更新?lián)Q代時(shí)，對(duì)老舊變壓器淘汰要做到劣中汰劣，對(duì)新型變壓器選型要做到優(yōu)中選優(yōu)，不要單純立足于變壓器資金投入少，更要充分考慮到運(yùn)行中的節(jié)電效果，因此不應(yīng)選擇投資少能耗高的S7型變壓器，應(yīng)選擇投資大節(jié)電效果好的S9型和非晶態(tài)變壓器，由于節(jié)電效果好，多花的投資能很快收回。

3.1老舊變壓器更新要劣中汰劣

當(dāng)前許多企業(yè)中有多臺(tái)老舊變壓器，雖然加速老舊變壓器的更新?lián)Q代能為企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。但由于老舊變壓器數(shù)量大，不可能在一年內(nèi)把所有的老舊變壓器全部更新掉，必然逐年更新，所以，在多臺(tái)老舊變壓器淘汰中要劣中汰劣，通過定量計(jì)算更換掉損耗最大的老舊變壓器，即淘汰技術(shù)特性最劣者。即用相同的投入資金取得最大節(jié)電效果。例如：大連化工廠有2臺(tái)60年代的15000kVA老舊變壓器，其中1號(hào)是1961年產(chǎn)品，2號(hào)是1963年產(chǎn)品，按常規(guī)必然更新1961年出廠的1號(hào)變壓器。但通過定量的優(yōu)化計(jì)算，更新1號(hào)變壓器全年節(jié)電64萬kW·h，而更新2號(hào)變壓器全年節(jié)電154萬kW·h。由此可見，更新1963年出廠的變壓器全年多節(jié)電70萬kWh。所以在電網(wǎng)改造和運(yùn)行管理中老舊變壓器更新淘汰中，不要完全根據(jù)出廠年限，應(yīng)通過定量計(jì)算，做到劣中汰劣。

3.2備用變壓器可暫不更新

有些重要用電負(fù)載都有備用變壓器。備用變壓器為保證安全供電，只有在運(yùn)行變壓器故障和檢修時(shí)才投入運(yùn)行。每年運(yùn)行時(shí)間很短，如備用變壓器更新，其更新資金30年不能收回。但注意要把老舊變壓器中的劣中之優(yōu)留下做備用和特殊貯備。

例如：遼寧楊家仗子礦務(wù)局的松柏、付井、嶺前三個(gè)鄉(xiāng)變電所中都有二臺(tái)老舊變壓器，一臺(tái)運(yùn)行一臺(tái)備用，每個(gè)變電所僅更新一臺(tái)變壓器投入運(yùn)行。另一臺(tái)備用變壓器不更新。全年總節(jié)電量58萬余kW·h。同時(shí)比全部更新變壓器節(jié)約資金近百萬元，并減少了容量貼費(fèi)80余萬元。

3.3新型變壓器選型要優(yōu)中選優(yōu)

當(dāng)前我國(guó)推廣的高效變壓器主要是非晶態(tài)和S9型，因此，老舊變壓器更新的計(jì)算是以節(jié)能型的非晶態(tài)和S9型變壓器代替老舊變壓器；而新型變壓器選型的計(jì)算是以S9型代替S7型變壓器。由于配電變壓器應(yīng)用面大量廣，所以我們選取10/0.4kV的630kVA、800kVA、1000kVA、1250kVA做典型實(shí)例運(yùn)算。

表1中的技術(shù)參數(shù)及價(jià)格均為山東魯抗醫(yī)藥企業(yè)集團(tuán)提供，是變壓器銘牌參數(shù)和實(shí)際價(jià)格。

根據(jù)表1中的技術(shù)參數(shù)分別計(jì)算出β=1和β=0.75時(shí)的S9型變壓器比S7型變壓器的有用功率節(jié)約△△P，無功功率節(jié)約△△Q和綜合功率節(jié)約△△PZ（取KQ=0.1,KP=0.2）以及全年的有功電量節(jié)約△△AP，無功電量節(jié)約△△AQ和綜合電量節(jié)約△△AZ。根據(jù)計(jì)算出的節(jié)電效果，再計(jì)算出S9型變壓器比S7型變壓器全年節(jié)約的電費(fèi)ZP（每kW·h電在各地價(jià)格范圍為0.30～1.00元，計(jì)算時(shí)取0.65元），節(jié)約無功功率是節(jié)約電容量的投資ZC（無功補(bǔ)償每千瓦電容器投資取200元），然后再計(jì)算出S9型變壓器比S7變壓器多花的投資收回年限，最后計(jì)算出投資收回后，在變壓器壽命期內(nèi)（取20年），總的節(jié)電效果△△Aδ和總的經(jīng)濟(jì)效益Zδ。

統(tǒng)計(jì)算，S9型變壓器比S7型變壓器的節(jié)電效果和經(jīng)濟(jì)效益（按β=1和β=0.75）分別列示表2和表3。

由以上計(jì)算結(jié)果得知：購(gòu)S9型變壓器雖然比購(gòu)S7型變壓器多花投資1萬元左右。但其資僅用1～2年可收回,投資收回后，在變壓器壽命期內(nèi)總的節(jié)電效果為20～40萬kW·h，總經(jīng)濟(jì)效益為13～28萬元，所以，加速老舊變壓器更新?lián)Q代，購(gòu)置S9型變壓器是企業(yè)減虧增效之路。

3.4電爐變壓器容量選擇的節(jié)電降耗

由于電爐變壓器過載能力很強(qiáng)，人們習(xí)慣選取投資少、容量小的變壓器。其結(jié)果既浪費(fèi)了電能，又增加了電費(fèi)的成本。如根據(jù)優(yōu)化定量計(jì)算，把變壓器容量增大，既減少電耗又降低成本。

例如：湖南衡陽(yáng)有色金屬機(jī)械總廠，把2250kVA電爐變壓器更新為3200kVA變壓器。全年節(jié)電16萬多kW·h，更新設(shè)備的投資不到二年即可收回，同時(shí)由于容量的增大，又提高了變壓器供電的安全可靠性。

4結(jié)束語

綜上所述，加速我國(guó)的老舊變壓器更新?lián)Q代，優(yōu)選S9型變壓器，其節(jié)電潛力按1％～2％計(jì)算，每年可節(jié)電100～200億kW·h，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益近百億元。由于大量節(jié)約能源，保護(hù)了環(huán)境，節(jié)約了地質(zhì)資源，利在當(dāng)代，功在千秋。同時(shí)使我國(guó)電網(wǎng)線損下降，縮小與國(guó)際上的差距，這也是為振興中華做出的一份貢獻(xiàn)。