变压器的节能(简化版)

00-8-24变压器节能增效研讨会1变压器的节能潜力及技术经济评价方法国际铜业协会（中国）电能效益项目00-8-24变压器节能增效研讨会2变压器在节能领域的重要作用电力的输配领域•变压器损耗占1/3~1/4的总损耗•变压器损耗易于评估和控制、回收价值高、运行成本高变压器的节能潜力及技术经济评价方法00-8-24变压器节能增效研讨会5一、变压器节能的发展与现状1.节能变压器的技术发展•‘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。•‘86’标准：80年代初期执行。相应产品有SL7，S7，S8型等。•’95’和’99’标准：GB/T6451的损耗规定等。•现期标准：S9，S10，S11,SC9,SC10型等。变压器的节能潜力及技术经济评价方法00-8-24变压器节能增效研讨会6以315kVA变压器为例空载损耗kW负载损耗kW1.02.02.04.06.064标准73标准S9S11S10S7AMT变压器的节能潜力及技术经济评价方法00-8-24变压器节能增效研讨会72.变压器节能对企业与社会的贡献•企业老旧变压器改造的经济效益变压器的节能潜力及技术经济评价方法00-8-24变压器节能增效研讨会8高耗能变压器的电耗工业三班制,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变压器的节能潜力及技术经济评价方法00-8-24变压器节能增效研讨会9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年变压器的节能潜力及技术经济评价方法00-8-24变压器节能增效研讨会103.变压器节能的贡献•老旧变压器改造的环境效益在环境效益方面，我国老、旧变压器全部替换后，全国每年因节电可降低发电厂的CO2排放量1,270万吨(相当于2000年中国CO2总排放量的1.6%)。变压器的节能潜力及技术经济评价方法00-8-24变压器节能增效研讨会11二、节能变压器的选择和标准1.节能变压器的定义和评定方法•国家标准的定义：2006年1月9日发布的《三相配电变压器能效限定值及节能评价值》（GB20052-2006）变压器的节能潜力及技术经济评价方法1.节能变压器的定义和评定方法•国家标准的定义：2006年1月9日发布的《三相配电变压器能效限定值及节能评价值》（GB20052-2006）00-8-24变压器节能增效研讨会12变压器的节能潜力及技术经济评价方法•油浸式S7S9与S11的损耗比较•空载损耗(kW)负载损耗(kW)•S11S737%21%••S11S930%0%00-8-24变压器节能增效研讨会132.常用节能变压器的种类•符合GB20052-2006的S11系列配电变压器以及SC(G)10-系列干式配电变压器•非晶合金配电变压器•单相卷铁芯配电变压器•装有节能型变压器的箱式变电站等变压器的节能潜力及技术经济评价方法00-8-24变压器节能增效研讨会14节能变压器的发展趋势•通过调整铁心结构及制造工艺来达到节能的效果•导磁材料（硅钢片）和导电材料（无氧铜导线或铜箔）的技术发展。目前用于铁心导磁材料的硅钢片普遍厚度为0.23-0.30mm，将来的趋势是使用更薄的硅钢片，0.05-0.18mm厚的硅钢片现已经开始被应用。•另外非晶材料的发展，也促进了变压器的发展。非晶合金铁心比硅钢片铁心的配电变压器空载损耗可降低70%以上。自二十世纪八十年代非晶合金铁心商业化以来，已经有几十万台非晶合金配电变压器在世界各地应用。目前市场上已经出现了SH15--16型非晶变压器。变压器的节能潜力及技术经济评价方法00-8-24变压器节能增效研讨会15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变压器的节能潜力及技术经济评价方法00-8-24变压器节能增效研讨会16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(元/kW)×空载损耗(kW)负载损耗费用＝B(元/kW)×负载损耗(kW)变压器的节能潜力及技术经济评价方法00-8-24变压器节能增效研讨会17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/kvarQ0=I0%Se，Qf=Ud%SeI0%－变压器空载电流Ud%－变压器阻抗电压Se－变压器额定容量变压器的节能潜力及技术经济评价方法00-8-24变压器节能增效研讨会18TOC法系数A、B的确定（1）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变压器的节能潜力及技术经济评价方法00-8-24变压器节能增效研讨会19TOC法系数A、B的确定（2）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－每月基本电费；EL－电度电费；τ－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/额定容量变压器的节能潜力及技术经济评价方法00-8-24变压器节能增效研讨会20TOC法系数A、B的确定（3）现值系数kPW＝{1-[(1+a)/(1+i)]n}/(i-a)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。变压器的节能潜力及技术经济评价方法00-8-24变压器节能增效研讨会21年最大损耗小时数ττ与最大负载利用小时数Tmax及功率因数cosφ关系cosTmax0.80.850.90.95130002000180016001400125040002750260024002200200050003600350034003200300060004650460045004350420070005950590058005700560080007400-7350-7250变压器的节能潜力及技术经济评价方法00-8-24变压器节能增效研讨会22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变压器的节能潜力及技术经济评价方法00-8-24变压器节能增效研讨会23•购买变压器时，按TOC最小选择变压器•选择变压器容量时，按TOC最小选择变压器•确定替换老旧变压器的回收年TOC法的应用变压器的节能潜力及技术经济评价方法00-8-24变压器节能增效研讨会24举例：比较800kVAS11与S9变压器的经济效益S9：铁损1.4kW,铜损7.5kW，价格90,700元；S11：铁损0.98kW,铜损7.5kW，价格99,700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）变压器的节能潜力及技术经济评价方法00-8-24变压器节能增效研讨会25TOCS9=90700+(2.04×48672)+(11.09×17668)=385929元TOCS11=99700+(1.62×48672)+(11.09×17668)=374487元应用TOC法计算变压器经济效益（1）变压器的节能潜力及技术经济评价方法00-8-24变压器节能增效研讨会26•举例：某钢铁厂，三班生产，计算负载为800KVA，拟选定S9变压器一台，试按照TOC法确定变压器容量及负载率。按照S9变压器，分别选1000，1250，1600KVA三种容量比较，其负载率分别为0.8，0.64，0.5应用TOC法选择变压器的负载率（2）变压器的节能潜力及技术经济评价方法00-8-24变压器节能增效研讨会27•计算：1）1000KVANL1000=P0+k(I0%.Se/100)=1.7+0.1x0.7x1000/100=2.4KWLL1000=Pf+k(Ud%.Se/100)=10.3+0.1x4.5x1000/100=14.8KW2)同理：NL1200=2.7KW;LL1250=17.625KW3)同理：NL1600=3.36KW;LL1600=21.7KW应用TOC法选择变压器的负载率（2）变压器的节能潜力及技术经济评价方法00-8-24变压器节能增效研讨会28•计算A、B系数：设定n=20年，i=0.07,a=0,Kpw=10.59A=Kpw.(EJL.12+EL.hpy)=48672元/KW冶炼行业τ=5100B1000=Kpw.(EJL.12+EL.Y).P2=18747元/KW同理：B1250=11998元/KWB1600=7323元/KW应用TOC法选择变压器的负载率（2）变压器的节能潜力及技术经济评价方法00-8-24变压器节能增效研讨会29•综合评定：选用变压器容量（KVA）负载率P变压器初始费用C（元）A.NL(元)B.LL(元)TOC值（元）10000.87390048672x2.418747x14.846816812500.648484048672x2.711998x17.62542771916000.510850048672x3.367323x21.7430947应用TOC法选择变压器的负载率（2）变压器的节能潜力及技术经济评价方法00-8-24变压器节能增效研讨会30应用TOC法计算变压器经济效益（3）举例：有色电解行业,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，设价格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)变压器的节能潜力及技术经济评价方法00-8-24变压器节能增效研讨会31回收年限计算:(75000-0)/{[48672*(8.9-1.6)+17668*(15.2-11.1)]/10.59}＝1.86（年）应用TOC法计算变压器经济效益（3）变压器的节能潜力及技术经济评价方法00-8-24变压器节能增效研讨会32TOC小结•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变压器的节能潜力及技术经济评价方法00-8-24变压器节能增效研讨会33谢谢！国际铜业协会北京代表处北京南礼士路66号建威大厦1224室邮政编码：100045电话：[phone]传真：[phone]