加速中小型老舊變壓器更新換代的節電降耗

加速中小型老舊變壓器更新換代的節電降耗

【摘　要】　加速老舊變壓器更新換代是降低電網損耗的重要途徑。老舊變壓器淘汰要劣中汰劣，新型變壓器選型要優中選優。由于節電潛力大，更新所花費的投資，短期內可收回。

　　1　前言

　　根據有關資料的估算：從發電到供電，一直到用電的過程－廣義電力系統中的各種電氣設備（包括發電機、變壓器、電力線路、電動機等）全部的電能消耗約占發電量的28％～33％。這對全國來說一年就有3178～3746億kW·h的電能損耗在運行的電氣設備中，相當于10個中等用電量的省的用電量之和。這說明節電潛力非常之大，但也說明我國電網線損率過高，是世界上產值能耗落后之國。

　　我國電網的線損率高達8.7％，而德國僅為4.6％，落后之因是：一是我國電網結構落后，網架薄弱，如電網中中小型老舊高能耗變壓器擁有量太大，缺乏調節能力，造成事故率高，線損率高；二是電網運行管理落后，強調安全運行，忽視經濟運行；三是陳舊的觀念和粗放性管理促成線損率過高�？傊�，造成我國電網損耗大的主要原因是，我國城鄉電網結構和企業電網結構中及電網運行管理中科技含量太低。

　　變壓器在整個電力系統中是一種應用廣泛的電氣設備，一般說來，從發電、供電一直到用電，需要經過3～5次的變壓過程，其自身要產生有功功率損失和無功功率消耗。由于變壓器臺數多，總容量大，所以在廣義電力系統（包括發、供、用電）運行中，變壓器總的電能損失占發電量的10％左右。這對全國來說，意味著全年變壓器總的電能損失為1100億kW·h以上，相當于3個中等用電量的省用電量之和。

　　我國變壓器損耗電能如此之大，是由于我國的城鄉電網中和企業電網中老的高能耗變壓器數量太大之故。城鄉電網中不僅有大量六、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行，總計有1百多萬臺，占社會擁有量的40％以上。由于老舊變壓器擁有量大，造成我國電網線損率過高。使我國電網結構中科技含量遠遠落后于發達國家。老舊變壓器長期超期服役，更新速度慢，其主要原因是我國普遍存在資金短缺以及耗能設備更新觀念落后，管理落后和技術經濟決策失誤所造成的。

　　2　變壓器更新換代的科學決策

　　在新世紀，在城鄉電網改造中，我們要運用知識經濟和科學技術，加速老舊變壓器的更新換代。

　　在變壓器更新換代中要有科學決策。

　�。�1）樹立商品經濟中優勝劣汰的競爭觀

　　現代化耗能設備管理的決策要求人們必須從產品經濟觀念轉變為商品經濟觀念；從封建閉鎖的小農經濟觀念轉變為商品經濟中的競爭觀念，競爭的規律就是優勝劣汰。

　�。�2）樹立耗能設備技術磨損觀念

　　耗能設備管理的科學理論的主要基礎，從經濟壽命觀念出發，把產品經濟的物質磨損觀念轉變為技術磨損觀念。耗能設備的經濟壽命系指耗能設備在制造過程中，不僅考慮設備的物質磨損，更主要的是按技術磨損確定設備的使用年限。耗能設備的"技術磨損"系指耗能設備在使用過程中，一旦社會上制造出的新設備，其技術性能和經濟效益已比原設備繼續使用優越時，就應按技術磨損進行決策更新設備。

　�。�3）加速老舊變壓器更新換代是經濟效益不好的企業的重要舉措之一。因為虧損的企業要想生存下去，必須走扭虧為盈之路。加速老舊變壓器更新換代，這是低投入高產出的經濟決策。

　　3　變壓器更新換代的節電潛力與社會效益

　　當前我國老舊變壓器更新換代時，對老舊變壓器淘汰要做到劣中汰劣，對新型變壓器選型要做到優中選優，不要單純立足于變壓器資金投入少，更要充分考慮到運行中的節電效果，因此不應選擇投資少能耗高的S7型變壓器，應選擇投資大節電效果好的S9型和非晶態變壓器，由于節電效果好，多花的投資能很快收回。

　　3.1　老舊變壓器更新要劣中汰劣

　　當前許多企業中有多臺老舊變壓器，雖然加速老舊變壓器的更新換代能為企業帶來可觀的經濟效益。但由于老舊變壓器數量大，不可能在一年內把所有的老舊變壓器全部更新掉，必然逐年更新，所以，在多臺老舊變壓器淘汰中要劣中汰劣，通過定量計算更換掉損耗最大的老舊變壓器，即淘汰技術特性最劣者。即用相同的投入資金取得最大節電效果。例如：大連化工廠有2臺60年代的15000kVA老舊變壓器，其中1號是1961年產品，2號是1963年產品，按常規必然更新1961年出廠的1號變壓器。但通過定量的優化計算，更新1號變壓器全年節電64萬kW·h，而更新2號變壓器全年節電154萬kW·h。由此可見，更新1963年出廠的變壓器全年多節電70萬kWh。所以在電網改造和運行管理中老舊變壓器更新淘汰中，不要完全根據出廠年限，應通過定量計算，做到劣中汰劣。

　　3.2　備用變壓器可暫不更新

　　有些重要用電負載都有備用變壓器。備用變壓器為保證安全供電，只有在運行變壓器故障和檢修時才投入運行。每年運行時間很短，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留下做備用和特殊貯備。

例如：遼寧楊家仗子礦務局的松柏、付井、嶺前三個鄉變電所中都有二臺老舊變壓器，一臺運行一臺備用，每個變電所僅更新一臺變壓器投入運行。另一臺備用變壓器不更新。全年總節電量58萬余kW·h。同時比全部更新變壓器節約資金近百萬元，并減少了容量貼費80余萬元。

　　3.3　新型變壓器選型要優中選優

　　當前我國推廣的高效變壓器主要是非晶態和S9型，因此，老舊變壓器更新的計算是以節能型的非晶態和S9型變壓器代替老舊變壓器；而新型變壓器選型的計算是以S9型代替S7型變壓器。由于配電變壓器應用面大量廣，所以我們選取10/0.4kV的630kVA、800kVA、1000kVA、1250kVA做典型實例運算。

　　表1中的技術參數及價格均為山東魯抗醫藥企業集團提供，是變壓器銘牌參數和實際價格。

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

　　統計算，S9型變壓器比S7型變壓器的節電效果和經濟效益（按β=1和β=0.75）分別列示表2和表3。

　　由以上計算結果得知：購S9型變壓器雖然比購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，在變壓器壽命期內總的節電效果為20～40萬kW·h，總經濟效益為13～28萬元，所以，加速老舊變壓器更新換代，購置S9型變壓器是企業減虧增效之路。

　　3.4　電爐變壓器容量選擇的節電降耗

　　由于電爐變壓器過載能力很強，人們習慣選取投資少、容量小的變壓器。其結果既浪費了電能，又增加了電費的成本。如根據優化定量計算，把變壓器容量增大，既減少電耗又降低成本。

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

　　4　結束語

　　綜上所述，加速我國的老舊變壓器更新換代，優選S9型變壓器，其節電潛力按1％～2％計算，每年可節電100～200億kW·h，創造經濟效益近百億元。由于大量節約能源，保護了環境，節約了地質資源，利在當代，功在千秋。同時使我國電網線損下降，縮小與國際上的差距，這也是為振興中華做出的一份貢獻。

作者：沈陽變壓器經濟運行研究所胡景生

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