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加速中小型老舊變壓器更新?lián)Q代的節(jié)電降耗
【摘 要】 加速老舊變壓器更新?lián)Q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(yōu)中選優(yōu)。由于節(jié)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(fā)電到供電，一直到用電的過程－廣義電力系統(tǒng)中的各種電氣設備（包括發(fā)電機、變壓器、電力線路、電動機等）全部的電能消耗約占發(fā)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(jié)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(jié)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。總之，造成我國電網損耗大的主要原因是，我國城鄉(xiāng)電網結構和企業(yè)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(tǒng)中是一種應用廣泛的電氣設備，一般說來，從發(fā)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(tǒng)（包括發(fā)、供、用電）運行中，變壓器總的電能損失占發(fā)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(xiāng)電網中和企業(yè)電網中老的高能耗變壓器數量太大之故。城鄉(xiāng)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(fā)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?lián)Q代的科學決策
在新世紀，在城鄉(xiāng)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?lián)Q代。
在變壓器更新?lián)Q代中要有科學決策。
�。�1） 樹立商品經濟中優(yōu)勝劣汰的競爭觀
現(xiàn)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?yōu)樯唐方洕^念；從封建閉鎖的小農經濟觀念轉變?yōu)樯唐方洕械母偁幱^念，競爭的規(guī)律就是優(yōu)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(fā)，把產品經濟的物質磨損觀念轉變?yōu)榧夹g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(xù)使用優(yōu)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?lián)Q代是經濟效益不好的企業(yè)的重要舉措之一。因為虧損的企業(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，這是低投入高產出的經濟決策。
3 變壓器更新?lián)Q代的節(jié)電潛力與社會效益
當前我國老舊變壓器更新?lián)Q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(yōu)中選優(yōu)，不要單純立足于變壓器資金投入少，更要充分考慮到運行中的節(jié)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(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
當前許多企業(yè)中有多臺老舊變壓器，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(jié)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(guī)必然更新1961年出廠的1號變壓器。但通過定量的優(yōu)化計算，更新1號變壓器全年節(jié)電64萬kW·h，而更新2號變壓器全年節(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(yōu)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(xiāng)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(jié)電量58萬余kW·h。同時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80余萬元。
3.3 新型變壓器選型要優(yōu)中選優(yōu)
當前我國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(yī)藥企業(yè)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(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。根據計算出的節(jié)電效果，再計算出S9型變壓器比S7型變壓器全年節(jié)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(jié)約無功功率是節(jié)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(jié)電效果△△Aδ和總的經濟效益Zδ。
統(tǒng)計算，S9型變壓器比S7型變壓器的節(jié)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(jié)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?lián)Q代，購置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，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(yōu)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(jié)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?lián)Q代，優(yōu)選S9型變壓器，其節(jié)電潛力按1％～2％計算，每年可節(jié)電100～200億kW·h，創(chuàng)造經濟效益近百億元。由于大量節(jié)約能源，保護了環(huán)境，節(jié)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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