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加速中小型老旧变压器更新换代的节电降耗
【摘 要】 加速老旧变压器更新换代是降低电网损耗的重要途径。老旧变压器淘汰要劣中汰劣，新型变压器选型要优中选优。由于节电潜力大，更新所花费的投资，短期内可收回。1 前言
根据有关资料的估算：从发电到供电，一直到用电的过程－广义电力系统中的各种电气设备（包括发电机、变压器、电力线路、电动机等）全部的电能消耗约占发电量的28％～33％。这对全国来说一年就有3178～3746亿kW·h的电能损耗在运行的电气设备中，相当于10个中等用电量的省的用电量之和。这说明节电潜力非常之大，但也说明我国电网线损率过高，是世界上产值能耗落后之国。
我国电网的线损率高达8.7％，而德国仅为4.6％，落后之因是：一是我国电网结构落后，网架薄弱，如电网中中小型老旧高能耗变压器拥有量太大，缺乏调节能力，造成事故率高，线损率高；二是电网运行管理落后，强调安全运行，忽视经济运行；三是陈旧的观念和粗放性管理促成线损率过高。总之，造成我国电网损耗大的主要原因是，我国城乡电网结构和企业电网结构中及电网运行管理中科技含量太低。
变压器在整个电力系统中是一种应用广泛的电气设备，一般说来，从发电、供电一直到用电，需要经过3～5次的变压过程，其自身要产生有功功率损失和无功功率消耗。由于变压器台数多，总容量大，所以在广义电力系统（包括发、供、用电）运行中，变压器总的电能损失占发电量的10％左右。这对全国来说，意味着全年变压器总的电能损失为1100亿kW·h以上，相当于3个中等用电量的省用电量之和。
我国变压器损耗电能如此之大，是由于我国的城乡电网中和企业电网中老的高能耗变压器数量太大之故。城乡电网中不仅有大量六、七十年代老旧变压器，有些单位还有四、五十年代变压器在运行，总计有1百多万台，占社会拥有量的40％以上。由于老旧变压器拥有量大，造成我国电网线损率过高。使我国电网结构中科技含量远远落后于发达国家。老旧变压器长期超期服役，更新速度慢，其主要原因是我国普遍存在资金短缺以及耗能设备更新观念落后，管理落后和技术经济决策失误所造成的。
2 变压器更新换代的科学决策
在新世纪，在城乡电网改造中，我们要运用知识经济和科学技术，加速老旧变压器的更新换代。
在变压器更新换代中要有科学决策。
（1）树立商品经济中优胜劣汰的竞争观
现代化耗能设备管理的决策要求人们必须从产品经济观念转变为商品经济观念；从封建闭锁的小农经济观念转变为商品经济中的竞争观念，竞争的规律就是优胜劣汰。
（2）树立耗能设备技术磨损观念
耗能设备管理的科学理论的主要基础，从经济寿命观念出发，把产品经济的物质磨损观念转变为技术磨损观念。耗能设备的经济寿命系指耗能设备在制造过程中，不仅考虑设备的物质磨损，更主要的是按技术磨损确定设备的使用年限。耗能设备的"技术磨损"系指耗能设备在使用过程中，一旦社会上制造出的新设备，其技术性能和经济效益已比原设备继续使用优越时，就应按技术磨损进行决策更新设备。
（3）加速老旧变压器更新换代是经济效益不好的企业的重要举措之一。因为亏损的企业要想生存下去，必须走扭亏为盈之路。加速老旧变压器更新换代，这是低投入高产出的经济决策。
3 变压器更新换代的节电潜力与社会效益
当前我国老旧变压器更新换代时，对老旧变压器淘汰要做到劣中汰劣，对新型变压器选型要做到优中选优，不要单纯立足于变压器资金投入少，更要充分考虑到运行中的节电效果，因此不应选择投资少能耗高的S7型变压器，应选择投资大节电效果好的S9型和非晶态变压器，由于节电效果好，多花的投资能很快收回。
3.1 老旧变压器更新要劣中汰劣
当前许多企业中有多台老旧变压器，虽然加速老旧变压器的更新换代能为企业带来可观的经济效益。但由于老旧变压器数量大，不可能在一年内把所有的老旧变压器全部更新掉，必然逐年更新，所以，在多台老旧变压器淘汰中要劣中汰劣，通过定量计算更换掉损耗最大的老旧变压器，即淘汰技术特性最劣者。即用相同的投入资金取得最大节电效果。例如：大连化工厂有2台60年代的15000kVA老旧变压器，其中1号是1961年产品，2号是1963年产品，按常规必然更新1961年出厂的1号变压器。但通过定量的优化计算，更新1号变压器全年节电64万kW·h，而更新2号变压器全年节电154万kW·h。由此可见，更新1963年出厂的变压器全年多节电70万kWh。所以在电网改造和运行管理中老旧变压器更新淘汰中，不要完全根据出厂年限，应通过定量计算，做到劣中汰劣。
3.2 备用变压器可暂不更新
有些重要用电负载都有备用变压器。备用变压器为保证安全供电，只有在运行变压器故障和检修时才投入运行。每年运行时间很短，如备用变压器更新，其更新资金30年不能收回。但注意要把老旧变压器中的劣中之优留下做备用和特殊贮备。
例如：辽宁杨家仗子矿务局的松柏、付井、岭前三个乡变电所中都有二台老旧变压器，一台运行一台备用，每个变电所仅更新一台变压器投入运行。另一台备用变压器不更新。全年总节电量58万余kW·h。同时比全部更新变压器节约资金近百万元，并减少了容量贴费80余万元。
3.3 新型变压器选型要优中选优
当前我国推广的高效变压器主要是非晶态和S9型，因此，老旧变压器更新的计算是以节能型的非晶态和S9型变压器代替老旧变压器；而新型变压器选型的计算是以S9型代替S7型变压器。由于配电变压器应用面大量广，所以我们选取10/0.4kV的630kVA、800kVA、1000kVA、1250kVA做典型实例运算。
表1中的技术参数及价格均为山东鲁抗医药企业集团提供，是变压器铭牌参数和实际价格。
根据表1中的技术参数分别计算出β=1和β=0.75时的S9型变压器比S7型变压器的有用功率节约△△P，无功功率节约△△Q和综合功率节约△△PZ（取KQ=0.1,KP=0.2）以及全年的有功电量节约△△AP，无功电量节约△△AQ和综合电量节约△△AZ。根据计算出的节电效果，再计算出S9型变压器比S7型变压器全年节约的电费ZP（每kW·h电在各地价格范围为0.30～1.00元，计算时取0.65元），节约无功功率是节约电容量的投资ZC（无功补偿每千瓦电容器投资取200元），然后再计算出S9型变压器比S7变压器多花的投资收回年限，最后计算出投资收回后，在变压器寿命期内（取20年），总的节电效果△△Aδ和总的经济效益Zδ。
统计算，S9型变压器比S7型变压器的节电效果和经济效益（按β=1和β=0.75）分别列示表2和表3。
由以上计算结果得知：购S9型变压器虽然比购S7型变压器多花投资1万元左右。但其资仅用1～2年可收回,投资收回后，在变压器寿命期内总的节电效果为20～40万kW·h，总经济效益为13～28万元，所以，加速老旧变压器更新换代，购置S9型变压器是企业减亏增效之路。
3.4 电炉变压器容量选择的节电降耗
由于电炉变压器过载能力很强，人们习惯选取投资少、容量小的变压器。其结果既浪费了电能，又增加了电费的成本。如根据优化定量计算，把变压器容量增大，既减少电耗又降低成本。
例如：湖南衡阳有色金属机械总厂，把2250kVA电炉变压器更新为3200kVA变压器。全年节电16万多kW·h，更新设备的投资不到二年即可收回，同时由于容量的增大，又提高了变压器供电的安全可靠性。
4 结束语
综上所述，加速我国的老旧变压器更新换代，优选S9型变压器，其节电潜力按1％～2％计算，每年可节电100～200亿kW·h，创造经济效益近百亿元。由于大量节约能源，保护了环境，节约了地质资源，利在当代，功在千秋。同时使我国电网线损下降，缩小与国际上的差距，这也是为振兴中华做出的一份贡献。
作者：沈阳变压器经济运行研究所胡景生
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