芻議實(shí)現(xiàn)配電變壓器的降耗節(jié)能措施

曾云波

（云南電網(wǎng)公司昭通供電局，云南 昭通 657000）

一、配電變壓器損耗的令人吃驚

我國(guó)配電變壓器通常是指電壓為35千伏和10千伏以下，容量為6300千伏安以下直接向終端用戶供電的電力變壓器。根據(jù)2008年統(tǒng)計(jì)資料顯示，目前全國(guó)網(wǎng)上正在運(yùn)行的變壓器總?cè)萘繛?7.7億千伏安，其中配電變壓器總?cè)萘繛?4.09億千伏安，配電變壓器的總電能損耗 (簡(jiǎn)稱為配電變損)約為450億千瓦時(shí)，占全國(guó)總發(fā)電量的3.2%，這是一個(gè)十分驚人的巨大數(shù)字。配電變損包括兩個(gè)部分，一是變壓器固定損耗，即與用電負(fù)荷無關(guān)的空載損耗，二是變壓器可變損耗，其損耗與電流平方成正比。近年來，特別從上世紀(jì)九十年代末期以來，全國(guó)普遍實(shí)施城市電網(wǎng)和農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)與改造(兩網(wǎng)改造)，把淘汰高耗能變壓器作為主要的施工目標(biāo)，僅從電力行業(yè)而言，大部分配電變壓器基本上成為95%以上的高效率設(shè)備，但是由于其數(shù)量的巨大和空載損耗的固定性，變壓器的效率即使只有微小的提高與改進(jìn)，也能獲得相當(dāng)大的能源節(jié)約及溫室氣體的減排。

但是，由于變壓器使用壽命比較長(zhǎng)，再則由于兩網(wǎng)改造資金的限制，高能耗變壓器仍沒有全部從供電企業(yè)退下舞臺(tái)，役齡超過20年的S6和S7型配電變壓器的總?cè)萘繛?.3億千伏安。這些變壓器是按照上世紀(jì)六七十年代標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，損耗特別高。值得注意的是，用戶單位使用高耗能配電變壓器所占比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于供電企業(yè)。電力行業(yè)變壓器專業(yè)的一名專家到大連某一大型化工廠進(jìn)行考察，竟然發(fā)現(xiàn)還在繼續(xù)使用日偽時(shí)期的變壓器，役齡近80年，其嚴(yán)重的變損程度可想而知。我國(guó)鋼鐵、水泥、化肥、氯堿、電解這5個(gè)重點(diǎn)用電行業(yè)的配電變壓器保有量為87689臺(tái)，總?cè)萘繛?.8億千伏安，其中役齡超過20年的S6和S7型配電變壓器的總?cè)萘繛?204萬千伏安。如果說高耗能電力設(shè)備是"吃"電的"老虎"，那么高耗能變壓器就是血淋淋的"虎口"。

二、低損耗配電變壓器提供了升級(jí)換代產(chǎn)品

我國(guó)在上世紀(jì)八十年代中期，設(shè)計(jì)開發(fā)了S9系列低損耗配電變壓器，但是限于當(dāng)時(shí)產(chǎn)品消耗材料較大，使變壓器的成本相對(duì)增加，沒有推廣開。上世紀(jì)九十年代中期又推出了成本較低的新S9系列低損耗配電變壓器，使空載損耗和負(fù)載損耗有了明顯的下降。隨著我國(guó)電力事業(yè)的迅速發(fā)展和電網(wǎng)建設(shè)與改造的深入，電力用戶對(duì)變壓器的要求也越來越高，對(duì)配電變壓器的性能水平也有了新的標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)內(nèi)電器制造企業(yè)開發(fā)出了S9型配電變壓器的升級(jí)換代產(chǎn)品--S11型系列低損耗配電變壓器。S11型系列低損耗配電變壓器按鐵心材料和結(jié)構(gòu)的不同，主要有以下3種類型：一是疊積式鐵心結(jié)構(gòu)的S11型配電變壓器。這種產(chǎn)品在生產(chǎn)制造上充分利用了現(xiàn)有設(shè)備資源，不必增加新的設(shè)備和新的投入，充分發(fā)揮了原有的制造經(jīng)驗(yàn)，有利于保護(hù)產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定；二是非晶合金的S11型配電變壓器。非晶合金材料極薄，硬度是硅鋼片的5倍，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較特殊，鐵心結(jié)構(gòu)是一個(gè)框；三是R型卷鐵心結(jié)構(gòu)的S1l型配電變壓器。一般情況下，這3種類型的配電變壓器都呈現(xiàn)出低耗的優(yōu)點(diǎn)，相對(duì)高耗能的S6和S7型配電變壓器空載損耗降低30%，空載體電流降低50%至80%，噪音降低6至10分貝，即使與新S9型變壓器相比變損低于13%至17%。在空載損耗上已經(jīng)具有了國(guó)際領(lǐng)先地位，比日本的東芝變壓器降低39%，比意大利變壓器降低39.6%，比德國(guó)變壓器降低11.6%。我國(guó)已經(jīng)具備了大規(guī)模生產(chǎn)這種變壓器的成熟技術(shù)，但是由于該產(chǎn)品采用了先進(jìn)工藝和進(jìn)口材料，產(chǎn)品價(jià)格相對(duì)較高，市場(chǎng)占有量?jī)H僅占有一定的優(yōu)勢(shì)。目前，可以說新S9型變壓器才是變壓器市場(chǎng)的主打產(chǎn)品。而我市乃至全省新配備的基本上就是新S9型配電變壓器。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的完善和科技的突飛猛進(jìn)，新工藝、新材料、新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，新型低損耗變壓器決不止新S9型和S11型，如油浸式變壓器已經(jīng)出現(xiàn)了比新S9系列更為節(jié)能的S10型系列，還有新式干式變壓器的SC9系列等低損耗產(chǎn)品，都顯示了我國(guó)配電變壓器的節(jié)能潛力。無論是新S9型，還是S11型配電變壓器以及其他系列產(chǎn)品，相比S6和S7型配電變壓器而言，都是變壓器生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展上的進(jìn)步，它的重要意義是在于為減低配電變損提供了可靠的低損耗產(chǎn)品。

三、更換變壓器具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益

筆者之所以做上文的闡述，顯而易見的目的是用主張新型節(jié)能變壓器替代老舊高耗能變壓器，但是包括電力行業(yè)在內(nèi)的不少企業(yè)所固守的觀念就是，正在運(yùn)行的配電變壓器尚未超過使用壽命，如果全部更換需要大量資金的支撐。在"能用就是節(jié)省"的原則下，配電變壓器的替代速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于老化速度，全國(guó)每年不足5%。國(guó)際上有許多評(píng)價(jià)變壓器能效的方法，所有的方法都要求比較變壓器價(jià)格及其損耗費(fèi)用。TOC法在美國(guó)于1981年發(fā)展成工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，按照TOC法購(gòu)置變壓器一直沿用至今。TOC法是總合變壓器的初始費(fèi)用和等價(jià)現(xiàn)值的損耗費(fèi)用，來表達(dá)所購(gòu)置變壓器全部的綜合費(fèi)用。我們不妨借用TOC法，評(píng)述新S9型和S7型的經(jīng)濟(jì)效益。雖然新S9型變壓器價(jià)格高于S7型變壓器約20%，但是它的損耗指標(biāo)卻比S7型低20%至30%，購(gòu)置新S9型變壓器所多支付的資金，即可在幾年的時(shí)間內(nèi)，就能從節(jié)約的損耗電費(fèi)中收回。同樣，用新S9型變壓器更換1980年前的老舊變壓器，效益結(jié)果表明，在只支付新S9型變壓器的設(shè)備費(fèi)用而不計(jì)老舊變壓器回收價(jià)格的條件下，投資額也可以在不會(huì)超過3年從節(jié)約的電費(fèi)中得到償還。

具體來說，上文所提及的鋼鐵、水泥、化肥、氯堿、電解這5個(gè)重點(diǎn)用電行業(yè)，假如替代率僅有20%，每年就可節(jié)電15.428億千瓦時(shí)，因此降低生產(chǎn)成本7.7億元。就大連市范圍內(nèi)的近千臺(tái)S6和S7型配電變壓器全部得以更換，直接經(jīng)濟(jì)效益是每年可節(jié)約電費(fèi)千余萬元，間接地可降低火力發(fā)電企業(yè)二氧化硫排放量0.8萬噸，二氧化碳排放量12萬噸，對(duì)環(huán)境保護(hù)具有不可估量的意義。從以上舉例中可以看出，更換老舊變壓器節(jié)能潛力巨大，非常符合建立節(jié)約型社會(huì)、建立節(jié)約型企業(yè)的宗旨。但是長(zhǎng)期以來所形成的誤區(qū)，就是認(rèn)為變壓器只要不報(bào)廢就可以一直用下去。這種不考慮變壓器本身的消耗，也沒有計(jì)算兩者的節(jié)能效益的觀點(diǎn)是不科學(xué)的。所以我們要提高節(jié)能意識(shí)和責(zé)任意識(shí)，就必須把更換新型變壓器放在降低配電變損耗這個(gè)首要任務(wù)上。

結(jié)束語(yǔ)

近年來，國(guó)家有關(guān)部門明令禁止生產(chǎn)和銷售S6和S7型配電變壓器，2002年進(jìn)一步明確要加速變壓器的更新?lián)Q代，推廣節(jié)能式變壓器，這是我國(guó)政府第一次將變壓器的節(jié)能改造列入相關(guān)的法律法規(guī)中。當(dāng)然降低配電變損還有其他的一些途徑，如改進(jìn)變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式，既要避免小馬拉大車，又要避免大馬拉小車，對(duì)于單臺(tái)變壓器，應(yīng)選擇材質(zhì)好，鐵損小，負(fù)載系數(shù)合適的變壓器，對(duì)多臺(tái)變壓器，應(yīng)根據(jù)積累的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行曲線的最佳值合理安排運(yùn)行方式，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的；再如改進(jìn)多臺(tái)變壓器連接方式，當(dāng)參數(shù)不同的變壓器并列運(yùn)行時(shí)，要科學(xué)利用變壓器的循環(huán)功率，從而提高設(shè)備的利用率和網(wǎng)絡(luò)的供電能力。向高耗能配電變壓器開刀，降低線損率是供電企業(yè)面臨的時(shí)勢(shì)所迫，是為了實(shí)現(xiàn)"十一五"期間我國(guó)單位產(chǎn)值能耗降低20%的目標(biāo)而應(yīng)履行的職責(zé)，同時(shí)也是供電企業(yè)直接獲取經(jīng)濟(jì)效益的渠道，是一條充滿希望的必由之路。

[1]胡浩，李曉峰.基于配電變壓器優(yōu)化布點(diǎn)的線路降耗分析.湖南文理學(xué)院，[期刊]低壓電器，2009-09-30.