电力系统规划设计

变压器节电潜力油浸配电变压器产量图11996--2002年份年产量图438648983523.55282.46350.96891812002000400060008000100001996199719981999200020012002年份产量（万KVA）1996-2002年油浸变压器产量年平均增长11%干式配电变压器产量图11996-2001年分年产量图891.61121.11307.41563.71918.22238.905001000150020002500199619971998199920002001年份产量（万kVA）1996-2001年干式变压器产量年平均增长20%配电变压器产量预测10900310010700490002000400060008000100001200020052010油浸干式万kVA变压器安装量15710055000809003099037000173100500001000001500002000001-10年10-20年超过20年在线总量10kV2000年底安装量约27.5亿kVA万kVA我国变压器效率水平‘64’标准：1964年颁布。相应产品有SJ，SJ1－SJ4，SJL1型等。‘73’标准：1973年颁布。相应产品有S，S1，S2，S5，SL,SL1,SL3型等。近期标准：80年代初期执行。相应产品有SL7，S7，S8型等。现期标准：S9，S10，S11型等。配电变压器的效率水平315kVA空载损耗kW负载损耗kW1.02.02.04.06.064标准73标准S9S11S10S7AMT空载损耗比较－800kVA/10kV4.12.73.11.541.40.9800.511.522.533.544.5'64''73'(1)'73'(2)S7S9S11‘64’和‘73’空载损耗比S11高418%-318%kW负载损耗比较－800kVA/10kV11.911.2129.97.57.502468101214'64''73'(1)'73'(2)S7S9S11‘64’和‘73’负载损耗比S11高32%-60%kW高耗能变压器的能耗工业三班制,负载率75%条件下‘64’系列比S11平均多耗电:每千伏安每年115kWh‘73’系列比S11平均多耗电:每千伏安每年97kWh‘64’、‘73’系列比S11平均多耗电:每千伏安每年106kWh冶金行业在用变压器总量约7,000万kVA大型企业在用变压器约2000万kVA大型企业在用变压器老化严重，役龄20年以上的‘64’和‘73’变压器占1/3以上变压器改造的节能效益假设每个大型企业有在用高损耗变压器5万kVA,若用S11变压器替换后:每年节电530万kWh每年节约电费265万元投资回报期2－3年大型企业的年平均节能潜力5个重点行业大企业中老化变压器约占29％节电潜力519167611734720100200300400500600电解化肥水泥氯碱钢铁万元节电潜力配电变压器节能效益–宏观配电变压器损耗占发电量2-3%，300-500亿千瓦时（2002）采用高效变压器替代高损耗变压器，每年可节电200-400亿千瓦时配电变压器发展趋势及产品特点S11型变压器（叠铁芯和卷铁芯）单相变压器非晶合金变压器干式变压器（Nomex纸型和环氧树脂型）箱式变压器推动变压器节能的政策1998年二委一部：自1999年1月1日，淘汰S7、SL7变压器的生产和流通‘95’节能政策大纲：鼓励节能配电变压器的生产2001年国家经贸委：《节约用电管理办法》推广节能型变压器；鼓励对老旧变压器进行更新改造变压器能效标准GB20052已于2006年7月1日执行如何评估效率与成本的关系变压器的效率和价格多样化不同厂家的产品损耗和价格有差异何时更新老旧变压器如何权衡损耗与价格?老旧变压器的替换是否经济?总拥有费用法（TotalOwningCost）1981年在美国成为工业标准总拥有费用法是变压器在使用寿命期间总的经济代价的评价用总拥有费用最低的方法评价和选择变压器意味着能使购买者取得最佳的经济效益配电变压器的效益评价总拥有费用（TotalOwningCost)TOC=变压器初始购置费用＋空载损耗费用＋负载损耗费用空载损耗费用＝A($/W)×空载损耗(W)负载损耗费用＝B($/W)×负载损耗(W)空载损耗和负载损耗空载损耗NL＝P0＋KQ0负载损耗LL＝Pf＋KQf其中P0，Pf为额定空载、负载有功损耗Q0、Qf为额定空载、负载漏磁功率K为无功经济当量，一般K＝0.1kW/kvar空载损耗和负载损耗空载损耗NL＝P0＋KQ0负载损耗LL＝Pf＋KQf其中Q0=I0%Se，Qf=Ud%SeI0%－变压器空载电流Ud%－变压器阻抗电压Se－变压器额定容量TOC法系数A、B的确定TOC＝C＋A×NL＋B×LL确定A、B系数的经济因素电价：基本电价和电度电价金融：利率和通货膨胀率确定A、B系数的工程因素年运行小时年最大负载损耗小时负载率等TOC法系数A、B的确定A＝kPW×(EJL×12＋EL×hPY)，元/kWB＝kPW×(EJL×12＋EL×τ)×p2，元/kW式中：kPW＝{1-[(1+a)/(1+i)]n}/(i-a),现值系数；EJL－基本电费；EL－电度电费；TOC法系数A、B的确定A＝kPW×(EJL×12＋EL×hPY)，元/kWB＝kPW×(EJL×12＋EL×τ)×p2，元/kWτ－年最大负载损耗小时数（由最大负载利用小时Tmax和功率因数cosφ确定）hPY－年运行小时数;p－负载率＝计算负载/额定容量现值系数的确定A＝kPW×(EJL×12＋EL×hPY)，元/kWB＝kPW×(EJL×12＋EL×τ)×p2，元/kW式中：kPW＝{1-[(1+a)/(1+i)]n}/(i-a)为现值系数n－变压器使用年限；i－年利率；a－年通货膨胀率；现值系数反映了资金的时间价值,即把每年发生的损耗费用折算至初年。年最大损耗小时数最大负载损耗小时数τ与最大负载利用小时数Tmax及功率因数cosφ的关系cosTmax0.80.850.90.95130002000180016001400125040002750260024002200200050003600350034003200300060004650460045004350420070005950590058005700560080007400-7350-7250A、B系数的确定举例EJL－基本电费，按最大需量单价，18元/kW/月EL－电度电费，按0.5元/kWhn－变压器使用年限，一般取为20年i－年利率，取为0.07a－年通货膨胀率，取为零τ－年最大负载损耗小时数，按有色冶炼，取为5,500小时（Tmx=6,800h,cosφ=0.9）hPY－年运行小时数，按长年接入，8,760小时kPW＝{1-[(1+a)/(1+i)]n}/(i-a)，代入得10.59A、B系数的确定举例由此可得：A=10.59×(18×12+0.5×8,760)=48,672元/kW当负载率p等于1.0,0.75,0.5时分别有B1.0=10.59×(18×12+0.5×5500)×12=31,410元/kWB0.75=17,668元/kWB0.5=7,853元/kW不同行业A、B系数行业名称A,元/kWB元/kW负载率p=1.0负载率p=0.75负载率p=0.5铝电解48672446472511411162有色电解4867236970207969243化工4867236048202779012石油4867232998185618250有色冶炼4867231410176687853黑色冶炼4867229292164777323有色采选4867225321142436330计算条件:EJL=18元/月.kW,EL=0.5元/kWh,n=20年,i=7%,a=0,cosφ=0.9购买变压器时，按TOC最小选择变压器确定替换老旧变压器的回收年计及资金时间价值时：按照：新变压器TOC＝老变压器TOC确定kPW,然后确定回收年n。不计及资金时间价值时：回收年n=新变压器购置费/新旧变压器每年损耗费用之差TOC法的应用(1)比较800kVAS11与S9变压器的经济效益S9：铁损1.4kW,铜损7.5kW，价格69,800元；S11：铁损0.98kW,铜损7.5kW，价格75,000元；某有色冶炼厂：A＝48,672,B＝17,668（p＝0.75）应用TOC法计算变压器经济效益（1）应用TOC法计算变压器经济效益（1）TOCS9＝69800＋48672*1.4＋17668*7.5＝270,451元TOCS11＝75000＋48672*0.98＋17668*7.5＝255,209元应用TOC法计算变压器经济效益（2）(2)用S11(800kVA)更换SJ（‘64’）(750kVA)变压器的经济效益S11：铁损1.6kW,铜损11.1kW，价格75,000元SJ：铁损8.9kW,铜损15.2kW，价格0元A＝48,672,B＝17,668(p＝0.75，K＝0.1kW/kvar)应用TOC法计算变压器经济效益（2）回收年限计算（未计及资金时间价值）：(75000-0)/{[48672*(8.9-1.6)+17668*(15.2-11.1)]/10.59}＝1.86（年）总结变压器节电潜力值得关注替换老旧变压器节能效果显著评价变压器的经济性优劣，应基于全寿命成本（TOC），即兼顾初投资及损耗费用谢谢大家！