張?jiān)獋?/p>

（浙江湖州電力技術(shù)培訓(xùn)中心，浙江 湖州 313000）

降低電網(wǎng)損耗的一個(gè)重要途徑是加速變壓器更新?lián)Q代，這也是節(jié)能減排的重要手段。所以，除了以在短期內(nèi)是否可收回更新所花費(fèi)的投資作為重要考量依據(jù)外，如何參照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，提出最佳的變壓器經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)方法，給出計(jì)算模型，在配電網(wǎng)改造中合理選擇變壓器也十分關(guān)鍵。本文以湖州電力局吳興供電分局城西供電所配電網(wǎng)變壓器改造為例展開分析。

1 變壓器經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)方法

變壓器經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)方法是比較變壓器價(jià)格及其損耗費(fèi)用，即綜合變壓器的初始費(fèi)用和等價(jià)現(xiàn)值的損耗費(fèi)用，表達(dá)所購(gòu)變壓器全面的綜合費(fèi)用的一種方法。以下是用等價(jià)初始費(fèi)用EFC（E quivalent First Cost）的總擁有費(fèi)用法 TOC（Total Owning Cost）評(píng)價(jià)變壓器經(jīng)濟(jì)效益的具體方法及計(jì)算過(guò)程。

式中：A為變壓器壽命期間空載損耗每千瓦的資本費(fèi)用系數(shù)；B為變壓器壽命期間負(fù)載損耗每千瓦的資本費(fèi)用系數(shù)；C為變壓器初始費(fèi)用，方案對(duì)比時(shí)可用其設(shè)備價(jià)格；P0為變壓器空載損耗或鐵損；Pk為變壓器負(fù)載損耗或銅損。

1.1 變壓器壽命期間單位空載損耗的資本費(fèi)用系數(shù)A的確定

A通常可以看作變壓器在壽命期內(nèi)不變的數(shù)，其值主要由電價(jià)決定，表達(dá)式如下：

式中：KPW為現(xiàn)值系數(shù)；Eb為兩部制電價(jià)中的基本電費(fèi)；EL為兩部制電價(jià)中的電量電費(fèi)；hPY為年運(yùn)行小時(shí)數(shù)，一般取8 760 h（設(shè)變壓器壽命期為20年）。

1.2 變壓器壽命期間單位負(fù)載損耗的資本費(fèi)用系數(shù)B的確定

除了電價(jià)因素外，B主要與變壓器所帶負(fù)載特征有關(guān)，負(fù)載特征可用年最大負(fù)載損耗小時(shí)數(shù)以及負(fù)載率表示。重負(fù)載、運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)以及負(fù)載率高，其系數(shù)B就大，反之則小。表達(dá)式如下：

式中：T為年最大負(fù)載損耗小時(shí)數(shù)（由最大負(fù)載利用小時(shí)Tmax和功率因數(shù)cosφ確定）；Kf為變壓器負(fù)載率。

1.3 現(xiàn)值系數(shù)KPW的確定

在考慮變壓器使用年限損耗費(fèi)用時(shí)，要考慮資金的時(shí)間價(jià)值，此時(shí)需將變壓器運(yùn)行中每年的損耗電費(fèi)折算到投資初始的時(shí)刻，因此A和B均含現(xiàn)值系數(shù)KPW，使其等值于設(shè)備購(gòu)置同一時(shí)刻的初始費(fèi)用。

現(xiàn)值系數(shù)KPW基于計(jì)算年限n（變壓器壽命）、年利率i和年通貨膨脹率a這3個(gè)因素，其計(jì)算式為：

1.4 投資回收年限計(jì)算方法

投資價(jià)差回收年限n′按“計(jì)及資金時(shí)間價(jià)值的回收年限的計(jì)算”方法進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算兩種變壓器總擁有費(fèi)用相等時(shí)的使用年數(shù)值，便可得到計(jì)及資金時(shí)間價(jià)值的回收年。計(jì)算式為：

式中：TOC1為變壓器1的TOC；TOC2為變壓器2的 TOC。

2 經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)具體應(yīng)用

設(shè)變壓器使用年限n為20年，年利率i取6%，通貨膨脹率a取5%，負(fù)載率Kf為75%。

湖州市電力局城西供電所在役的配電變壓器主要以某廠生產(chǎn)的315 kVA和100 kVA容量配電變壓器為主，相關(guān)技術(shù)參數(shù)見表1。

2.1 變壓器空載與負(fù)載的損耗費(fèi)用計(jì)算

2.1.1 系數(shù)A，B的計(jì)算

現(xiàn)值系數(shù)KPW為：

當(dāng)兩部電價(jià)的基本電費(fèi)Eb為28元/（kW·月）（以變壓器容量計(jì)算）、兩部電價(jià)的電量電費(fèi)EL為0.621元/kWh（以平均電價(jià)計(jì)算），變壓器壽命期為20年時(shí)，hPY一般取8 760 h，年最大負(fù)荷小時(shí)數(shù)T取2 500 h，則：

2.1.2 損耗費(fèi)用和使用期20年的TOC總擁有費(fèi)用

各型變壓器的損耗費(fèi)用和總擁有費(fèi)用見表2。

從表2可見，在新的配電工程中使用新型配電變壓器，雖然設(shè)備的一次性投資比較大，但以20年的使用壽命來(lái)看，總擁有費(fèi)用大大低于舊型變壓器。

表1 城西供電所主要配電變壓器的技術(shù)參數(shù)

表2 各型變壓器的損耗費(fèi)用和總擁有費(fèi)用元

2.2 回收年計(jì)算應(yīng)用分析

用S11系列配電變壓器更換相同容量的S7和S9系列老變壓器，以及用S9系列變壓器更換相同容量的S7系列老變壓器，計(jì)算其回收年，結(jié)果見表3。其中只計(jì)算購(gòu)置S9和S11型變壓器的費(fèi)用，不扣除更換下來(lái)的老變壓器的回收價(jià)值和更換過(guò)程中的拆裝費(fèi)用。

表3 各系列變壓器更換后回收年計(jì)算

從表3可見，計(jì)及資金時(shí)間價(jià)值，可以明顯看出用S11系列更換相同容量的S7系列變壓器比使用S9系列的回收年限更短更合理，也更有利于節(jié)能減排。由于通貨膨脹率a取值大，資金時(shí)間價(jià)值體現(xiàn)小。

3 利用評(píng)價(jià)方法改造在役變壓器案例

根據(jù)以上用S11系列變壓器更換S7系列變壓器回收年計(jì)算的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，得出以下結(jié)論：

（1）對(duì)于達(dá)到報(bào)廢年限的S7系列變壓器和新的配電變壓器，直接采用S11型進(jìn)行更換，能得到最高的經(jīng)濟(jì)效益。

（2）對(duì)于在役的S7系列變壓器，不管其剩余報(bào)廢年限為多少年，即使直接報(bào)廢且不計(jì)回收價(jià)值，采用S11型進(jìn)行更換也可在較短的時(shí)間內(nèi)回收成本。

（3）更換不同服役年限的S7系列變壓器時(shí)，服務(wù)年限越短，其一次投資剩余價(jià)值浪費(fèi)越大，服務(wù)年限越長(zhǎng)經(jīng)濟(jì)效益越好。

湖州供電局城西供電所在實(shí)際選擇變壓器時(shí)，為降低運(yùn)行損耗、達(dá)到最好的初期投資和運(yùn)行損耗的最佳優(yōu)化，利用經(jīng)濟(jì)型評(píng)價(jià)的方法，在最近幾年的配電網(wǎng)改造和建設(shè)中，用S11，S9系列變壓器代替舊型設(shè)備，在降低電能損耗方面取得了良好的效果。具體做法為：

（1）在綜合了解用戶負(fù)荷前提下，盡量根據(jù)變壓器工作在50%～70%利用率情況下選擇變壓器容量。

（2）變壓器長(zhǎng)期固定運(yùn)行情況下可以考慮損耗較小的新型變壓器。

（3）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)供電情況，變壓器安裝應(yīng)選擇在供電負(fù)荷重心區(qū)域。同時(shí)盡量保證變壓器三相負(fù)荷平衡，減少負(fù)序電壓損耗。

（4）變壓器的選擇應(yīng)根據(jù)變壓器損耗和外接線路的投資來(lái)充分比較考慮，盡量達(dá)到線路初期投資小和變壓器損耗低的優(yōu)化方案。

通過(guò)以上具體措施，有效降低了配電變壓器的單位容量運(yùn)行電能損耗。表4為2005-2007年農(nóng)村公用變以下的供電量、變壓器損耗電量（簡(jiǎn)稱變損電量）的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

表4 城西供電所2005-2007年農(nóng)村公用變以下的供電量、變損電量統(tǒng)計(jì)

4 結(jié)語(yǔ)

S11型變壓器的性能指標(biāo)優(yōu)于S9型變壓器。在配電網(wǎng)改造中，使用S11系列變壓器比使用S9系列來(lái)更換相同容量的S7系列變壓器在節(jié)能減排上具有更大的優(yōu)越性，資金投資回收年限更短，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益更好，符合我國(guó)建設(shè)“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)”，走節(jié)能減排新興工業(yè)化道路的政策。

[1]周勝，趙凱.配電變壓器的節(jié)能潛力及評(píng)價(jià)方法[J].大眾用電，2004（9）∶25-27.

[2]胡景生.電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與能源標(biāo)準(zhǔn)化[M].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007.

[3]姚志松.新型配電變壓器結(jié)構(gòu)、原理和應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998.

[4]劉介才.供電工程師技術(shù)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998.

[5]胡景生.變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行[M].北京：中國(guó)電力出版社，1999.

[6]許業(yè)清.供用電技術(shù)[M].北京：中國(guó)科技大學(xué)出版社，1992.