1、引言 齊魯公司6kV動(dòng)力變壓器S6、S7系列的使用占到總應(yīng)用的90％以上。隨著裝置的連續(xù)運(yùn)行，已經(jīng)接近20年，該類型變壓器空載損耗大，而且目前漏油嚴(yán)重，難以修復(fù)。一方面造成環(huán)境污染，浪費(fèi)能源。另一方面存在安全運(yùn)行隱患。 目前，國(guó)內(nèi)的6.3～10 kV等級(jí)電力變壓器已經(jīng)普及S9系列，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)又有Sll系列變壓器作為可選項(xiàng)目。自1994年在三委三部的領(lǐng)導(dǎo)下，沈變所研發(fā)了SH-160、200、315、500 kVA四種品種，1998年上海置信電氣公司引進(jìn)美國(guó)GE和聯(lián)信公司的設(shè)計(jì)及工藝技術(shù)，是國(guó)內(nèi)唯一專業(yè)生產(chǎn)非晶體合金變壓器的企業(yè)，到目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)非晶體變的企業(yè)已達(dá)到30余家。 2、非晶體合金特性 低損耗，尤其較低的空載損耗；低噪聲，尤其空載噪聲要低；全密封，使變壓器油不與外界空氣接觸，滿足免維修要求：能滿足環(huán)剛供電要求，無(wú)外露帶電部分，使用安全。采用非晶鐵心的組合式配電變壓器是理想的發(fā)展方向，非晶合金配電變壓器的空載損耗比硅鋼片下降70％～80％。普通硅鋼片的厚度為0.35mm，0.30mm ，0.27mm．0.23mm，0.18mm。硅鋼片的厚度與變壓器的渦流損耗和磁滯損耗有很大的關(guān)系，硅鋼片厚度減少一半，其鐵損減少3/4。非晶體合金鐵心片的厚度僅為0.025mm，大大小于普通硅鋼片的厚度，因此，在減少鐵損上占有很大的優(yōu)勢(shì)。非晶體合金的效率最高到99.4％，普通硅鋼片的變壓器效率為96％左右。 3、待于更新的變壓器的情況 1號(hào)PVC裝置原有1600kVA的變壓器8臺(tái)，800kVA的變壓器2臺(tái)。正常情況下，每2臺(tái)變壓器為一組供兩段低壓母線，作為相互備用，分列運(yùn)行。要求任何臺(tái)變壓器的容量滿足兩段母線的負(fù)荷要求。 2臺(tái)S7—800kVA的變壓器所帶的負(fù)荷主要為照明，白天的負(fù)荷僅為3.5％，接近空載。2臺(tái)1600kVA變壓器所帶負(fù)荷為事故風(fēng)機(jī)，其負(fù)荷率僅為13％。6臺(tái)1600kVA變壓器的負(fù)荷為裝置內(nèi)的電動(dòng)機(jī)，根據(jù)最初設(shè)計(jì)，其每臺(tái)容量足夠帶兩段母線滿負(fù)荷運(yùn)行。在正常運(yùn)行期間，每臺(tái)變壓器的負(fù)荷率在26％～32％。 從以上的列舉可以看到，800kVA的2臺(tái)變壓器白天接近于空載運(yùn)行，其主要的功率損耗為鐵損（與電壓有關(guān)，恒定）。而1600kVA的變壓器的鐵損在變壓器的整個(gè)損耗中也占大部分。 4、變壓器的損耗情況對(duì)比 S11疊鐵心配電變壓器主要性能指標(biāo)如表1所示 [ALIGN=CENTER]表1 [/ALIGN] 非晶體合金變壓器的性能如表2所示 非晶體合金變壓器的負(fù)載損耗同S11變壓器的損耗基本接近。 5、有關(guān)的變壓器能效的評(píng)測(cè) 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。美國(guó)在20世紀(jì)70年代后期，由于能源價(jià)格的攀升，許多電力公司開(kāi)始要求所設(shè)計(jì)的變壓器應(yīng)能具有最低的服務(wù)年限費(fèi)用，這樣就產(chǎn)生了總擁有費(fèi)用（TOC）法。TOC法在美國(guó)于1981年發(fā)展成為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。按照TOC標(biāo)準(zhǔn)購(gòu)置變壓器一直沿用至今，TOC方法是總和了變壓器的初始費(fèi)用和等價(jià)現(xiàn)值的損耗費(fèi)用，表達(dá)所購(gòu)變壓器全而的綜合費(fèi)用。 用等價(jià)初始費(fèi)用（EquivalentFirstCost，EFC）的總擁有費(fèi)用法TOCEFC（以下簡(jiǎn)稱T0C）評(píng)價(jià)變壓器經(jīng)濟(jì)效益。參照了美國(guó)國(guó)家電氣制造商協(xié)會(huì)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，即美國(guó)NEMATPl—1996標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合了中國(guó)的實(shí)際情況。 （1）總擁有費(fèi)用法TOC（TotalOwningCost） 所謂總擁有費(fèi)用（TOC），就是變壓器的初始投資和其在使用期內(nèi)的損耗費(fèi)用之和。總擁有費(fèi)用法通過(guò)比較具有不_司效率水平和不同價(jià)格的變壓器的總擁有費(fèi)用，按照總擁有費(fèi)用最低來(lái)選擇變壓器效率水平。 （2）TOC的計(jì)算公式 TOC=C+A•NL+B•LL 式中，NL為變壓器額定空載損耗或鐵損（kW）；LL為變壓器額定負(fù)載損耗或銅損（kW）：A為變壓器壽命期間空載損耗每千瓦的資本費(fèi)用（元/kW）．B為變壓器壽命期間負(fù)載損耗每千乩的資本費(fèi)用（元/kW）；C為變壓器初始費(fèi)用，方案對(duì)比時(shí)可用其設(shè)各價(jià)格（元）。 （3）計(jì)算式參數(shù)的確定 1）變壓器空載損耗NL和負(fù)載損耗LL 變壓器空載損耗NL和負(fù)載損耗LL都包括額定有功損耗，并計(jì)及其無(wú)功功率在電網(wǎng)上的有功損耗，按下式計(jì)算 空載損耗 負(fù)載損耗 式中，是變壓器額定空載有功損耗，即鐵損，kW；是變壓器額定勵(lì)磁功率，kvar：是變壓器額定負(fù)載有功損耗，即銅損，kW：是變壓器額定負(fù)載漏磁功率，kvar：K是無(wú)功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量，按變壓器在電網(wǎng)中的位置取值，一般可取k=0.1 kW/kvar；是變壓器空載電流（％）：為變壓器阻抗電壓（％）;是變壓器額定容量：（kVA）。 A系數(shù)是變壓器壽命期間單位空載損耗的資本費(fèi)用，元/kW，B系數(shù)是變壓器壽命期間單位負(fù)載損耗的資本費(fèi)用，元/kW。A和B兩個(gè)系數(shù)對(duì)于變壓器購(gòu)買(mǎi)者掌握變壓器空載損耗和負(fù)載損耗價(jià)值甚為重要。一旦確定A和B的數(shù)值，評(píng)價(jià)變壓器的總費(fèi)用就變得簡(jiǎn)單易行了。 對(duì)電力企業(yè)和非電力企業(yè)，A和B系數(shù)的確定有小同的方法。A和B系數(shù)與變壓器空載損耗和負(fù)載損耗有聯(lián)系的能量費(fèi)用和容量費(fèi)用呈函數(shù)關(guān)系。對(duì)于電力企業(yè)而言，由于單位損耗的能量費(fèi)用和容量費(fèi)用與發(fā)電、輸電和配電的整個(gè)過(guò)程投資和運(yùn)行方式有關(guān)，比較復(fù)雜，需由電力企業(yè)專業(yè)人員研究制定。 例如，計(jì)算S9——800/10與S7—800/10變壓器的總擁有費(fèi)用比較，使用年限20年。 解：①計(jì)算SBH1l——800型，800 kVA變壓器的無(wú)功功率在內(nèi)的損耗數(shù)值 空載損耗 =380W 負(fù)載損耗 =7500W ②同理，S7—800的損耗數(shù)值 空載損耗：S7為2.5kW： 負(fù)載損耗：S7為13.49 kW。 ③變壓器空載與負(fù)載的損耗費(fèi)用（使用年限20年） 空載損耗費(fèi)用 非晶體變壓器為A•NLS9-0.38A S7變壓器為A•NLNT=2.5A 負(fù)載損耗費(fèi)用 非晶體變壓器為B•LL39=7.5B S7變壓器為 B•LLS7=13.49B ④變壓器單價(jià)S9為63 640元，S7為55 340元。 ⑤使用期20年的TOC總擁有費(fèi)用 TOC非晶=非晶價(jià)格+0.38A+7.5B =非晶價(jià)格+18 495+132 510 =151 005十非晶價(jià)格 TOCS7=S7價(jià)格+2.5A+13.49B =S7價(jià)格+121 680+238 341 =S7價(jià)格+360 021 查有關(guān)數(shù)據(jù)A=48672元/kW，B=17668元/KW。 比較后，TOC非品明顯小于TOCS7。從以上比較來(lái)看，屬于淘汰類型的S7、S6變雎器的空載損耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于目前的節(jié)能型變壓器的損耗，而非晶體合金的空載損耗的降低尤為突出。 目前，我公司裝置所用的10臺(tái)變壓器的負(fù)荷率比較低，選用空載損耗比較低的節(jié)能變壓器將會(huì)大大降低電能的損耗，經(jīng)濟(jì)效益明顯。通過(guò)使用非晶體合金變壓器近年的統(tǒng)計(jì)，在運(yùn)行費(fèi)用中的消費(fèi)資金有明顯降低，這對(duì)于企業(yè)的挖潛增效是相當(dāng)可觀的。