更換高耗能變壓器效益論證分析

　　1.引言

　　變壓器是電力輸配電系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備之一，在電能輸送、分配及使用過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。近幾年來，隨著人們經(jīng)濟(jì)效益意識的不斷提高，變壓器降耗更新?lián)Q代工作進(jìn)度不斷加快，特別是配電變壓器。但較大型的變壓器由于其一次性投資較高，更新的速度相對較慢，且大部分僅局限在改造上。現(xiàn)仍有S7型變壓器在電網(wǎng)中超期運(yùn)行，造成電能的極大浪費(fèi)。

　　2.變壓器降低損耗的論述

　　變壓器的損耗主要有空載損耗和負(fù)載損耗兩部分組成�？蛰d損耗主要是鐵心損耗，即消耗于鐵心中的磁滯損耗和渦流損耗。它的大小主要取決于變壓器的容量、鐵心的構(gòu)造、硅鋼片的質(zhì)量及鐵心的制造工藝等因素，基本不隨變壓器負(fù)荷的變化而變化。負(fù)載損耗包括電流在變壓器繞組電阻上產(chǎn)生的損耗、漏磁通引起的各種附加損耗。附加損耗又包括繞組渦流損耗、并繞導(dǎo)線的環(huán)流損耗、結(jié)構(gòu)損耗和引線損耗。負(fù)載損耗與變壓器負(fù)荷的大小有關(guān)，與負(fù)載率的平方成正比。

　　變壓器總損耗在不同負(fù)荷時對應(yīng)的計(jì)算公式如下：

　　ΔP=P0+β2?Pk

　　式中ΔP—負(fù)載率為β的總損耗

　　β—變壓器的負(fù)載率

　　P0—變壓器的空載損耗

　　Pk—變壓器的額定負(fù)載損耗

　　從上式可見，負(fù)載率越低，變壓器引起的損耗就越小。損耗相同的不同容量的變壓器在同一負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行，額定容量大的變壓器引起的損耗相對就小，變壓器的工作效率η=1-ΔP%就高。

　　變壓器的有功損耗率：

　　ΔPP0+β2Pk

　　ΔP%=P+ΔP×100％=βSecosΦ+P0+β2Pk

　　式中Se—變壓器視在功率

　　cosΦ—變壓器功率因數(shù)（不同負(fù)荷下近似不變）

　　對上式中的β進(jìn)行微積分并使之為0，可以得出：

　　β02Pk=P0β0=（P0／Pk）

　　這說明變壓器在實(shí)際運(yùn)行中，負(fù)載損耗等于空載損耗時，處在最高效率狀態(tài)，且對恒定負(fù)荷或均衡負(fù)荷時段內(nèi)也是最經(jīng)濟(jì)狀態(tài)，所以采用優(yōu)質(zhì)低損耗變壓器對運(yùn)行極為有利，適當(dāng)增容對降低損耗也非常有利。若進(jìn)一步計(jì)算，可得出最佳負(fù)載率β約為0.7～0.75。

　　3.更換變壓器對降低損耗的經(jīng)濟(jì)效益分析

　　因?yàn)楦鼡Q變壓器，由空載損耗和負(fù)載損耗的降低帶來的降耗效益是十分明顯的。

　　首先給出國內(nèi)專家對變壓器投資和收益的經(jīng)濟(jì)評價(jià)公式：

　　N0=H?(VC+VK?β2)?Y

　　式中N0—從第二年開始每年的收益

　　H—每年變壓器運(yùn)行的小時數(shù)（一般取8760h）

　　VC—空載損耗降低值

　　Vk—負(fù)載損耗降低值

　　Y—每千瓦電價(jià)（一般取0.56元／kWh）

　　β—負(fù)載率（一般取0.9）

[$page]　　以舊變壓器S7-6300/35和新變壓器S11-8000/35的損耗進(jìn)行比較：

　　VC=8.250kW－7.0kW=1.25kW

　　VK=42.46kW－38.25kW=4.21kW

　　可以得出新變壓器投運(yùn)一年后較舊變壓器的降耗效益：

　　N0=8760×(1.25+4.21×0.92)×0.56=22860元

　　 若更換的是同容量的新型有載調(diào)壓變壓器SZ11-6300/35，則

　　VC=8.250kW－5.46kW=2.79kW

　　VK=42.46kW－