芻議實現配電變壓器的降耗節能措施

曾云波

（云南電網公司昭通供電局，云南 昭通 657000）

一、配電變壓器損耗的令人吃驚

我國配電變壓器通常是指電壓為35千伏和10千伏以下，容量為6300千伏安以下直接向終端用戶供電的電力變壓器。根據2008年統計資料顯示，目前全國網上正在運行的變壓器總容量為27.7億千伏安，其中配電變壓器總容量為14.09億千伏安，配電變壓器的總電能損耗 (簡稱為配電變損)約為450億千瓦時，占全國總發電量的3.2%，這是一個十分驚人的巨大數字。配電變損包括兩個部分，一是變壓器固定損耗，即與用電負荷無關的空載損耗，二是變壓器可變損耗，其損耗與電流平方成正比。近年來，特別從上世紀九十年代末期以來，全國普遍實施城市電網和農村電網建設與改造(兩網改造)，把淘汰高耗能變壓器作為主要的施工目標，僅從電力行業而言，大部分配電變壓器基本上成為95%以上的高效率設備，但是由于其數量的巨大和空載損耗的固定性，變壓器的效率即使只有微小的提高與改進，也能獲得相當大的能源節約及溫室氣體的減排。

但是，由于變壓器使用壽命比較長，再則由于兩網改造資金的限制，高能耗變壓器仍沒有全部從供電企業退下舞臺，役齡超過20年的S6和S7型配電變壓器的總容量為2.3億千伏安。這些變壓器是按照上世紀六七十年代標準設計的產品，損耗特別高。值得注意的是，用戶單位使用高耗能配電變壓器所占比例遠遠高于供電企業。電力行業變壓器專業的一名專家到大連某一大型化工廠進行考察，竟然發現還在繼續使用日偽時期的變壓器，役齡近80年，其嚴重的變損程度可想而知。我國鋼鐵、水泥、化肥、氯堿、電解這5個重點用電行業的配電變壓器保有量為87689臺，總容量為1.8億千伏安，其中役齡超過20年的S6和S7型配電變壓器的總容量為2204萬千伏安。如果說高耗能電力設備是"吃"電的"老虎"，那么高耗能變壓器就是血淋淋的"虎口"。

二、低損耗配電變壓器提供了升級換代產品

我國在上世紀八十年代中期，設計開發了S9系列低損耗配電變壓器，但是限于當時產品消耗材料較大，使變壓器的成本相對增加，沒有推廣開。上世紀九十年代中期又推出了成本較低的新S9系列低損耗配電變壓器，使空載損耗和負載損耗有了明顯的下降。隨著我國電力事業的迅速發展和電網建設與改造的深入，電力用戶對變壓器的要求也越來越高，對配電變壓器的性能水平也有了新的標準。國內電器制造企業開發出了S9型配電變壓器的升級換代產品--S11型系列低損耗配電變壓器。S11型系列低損耗配電變壓器按鐵心材料和結構的不同，主要有以下3種類型：一是疊積式鐵心結構的S11型配電變壓器。這種產品在生產制造上充分利用了現有設備資源，不必增加新的設備和新的投入，充分發揮了原有的制造經驗，有利于保護產品質量的穩定；二是非晶合金的S11型配電變壓器。非晶合金材料極薄，硬度是硅鋼片的5倍，結構設計比較特殊，鐵心結構是一個框；三是R型卷鐵心結構的S1l型配電變壓器。一般情況下，這3種類型的配電變壓器都呈現出低耗的優點，相對高耗能的S6和S7型配電變壓器空載損耗降低30%，空載體電流降低50%至80%，噪音降低6至10分貝，即使與新S9型變壓器相比變損低于13%至17%。在空載損耗上已經具有了國際領先地位，比日本的東芝變壓器降低39%，比意大利變壓器降低39.6%，比德國變壓器降低11.6%。我國已經具備了大規模生產這種變壓器的成熟技術，但是由于該產品采用了先進工藝和進口材料，產品價格相對較高，市場占有量僅僅占有一定的優勢。目前，可以說新S9型變壓器才是變壓器市場的主打產品。而我市乃至全省新配備的基本上就是新S9型配電變壓器。隨著市場經濟的完善和科技的突飛猛進，新工藝、新材料、新技術的廣泛應用，新型低損耗變壓器決不止新S9型和S11型，如油浸式變壓器已經出現了比新S9系列更為節能的S10型系列，還有新式干式變壓器的SC9系列等低損耗產品，都顯示了我國配電變壓器的節能潛力。無論是新S9型，還是S11型配電變壓器以及其他系列產品，相比S6和S7型配電變壓器而言，都是變壓器生產技術發展上的進步，它的重要意義是在于為減低配電變損提供了可靠的低損耗產品。

三、更換變壓器具有明顯的經濟效益

筆者之所以做上文的闡述，顯而易見的目的是用主張新型節能變壓器替代老舊高耗能變壓器，但是包括電力行業在內的不少企業所固守的觀念就是，正在運行的配電變壓器尚未超過使用壽命，如果全部更換需要大量資金的支撐。在"能用就是節省"的原則下，配電變壓器的替代速度遠遠落后于老化速度，全國每年不足5%。國際上有許多評價變壓器能效的方法，所有的方法都要求比較變壓器價格及其損耗費用。TOC法在美國于1981年發展成工業標準，按照TOC法購置變壓器一直沿用至今。TOC法是總合變壓器的初始費用和等價現值的損耗費用，來表達所購置變壓器全部的綜合費用。我們不妨借用TOC法，評述新S9型和S7型的經濟效益。雖然新S9型變壓器價格高于S7型變壓器約20%，但是它的損耗指標卻比S7型低20%至30%，購置新S9型變壓器所多支付的資金，即可在幾年的時間內，就能從節約的損耗電費中收回。同樣，用新S9型變壓器更換1980年前的老舊變壓器，效益結果表明，在只支付新S9型變壓器的設備費用而不計老舊變壓器回收價格的條件下，投資額也可以在不會超過3年從節約的電費中得到償還。

具體來說，上文所提及的鋼鐵、水泥、化肥、氯堿、電解這5個重點用電行業，假如替代率僅有20%，每年就可節電15.428億千瓦時，因此降低生產成本7.7億元。就大連市范圍內的近千臺S6和S7型配電變壓器全部得以更換，直接經濟效益是每年可節約電費千余萬元，間接地可降低火力發電企業二氧化硫排放量0.8萬噸，二氧化碳排放量12萬噸，對環境保護具有不可估量的意義。從以上舉例中可以看出，更換老舊變壓器節能潛力巨大，非常符合建立節約型社會、建立節約型企業的宗旨。但是長期以來所形成的誤區，就是認為變壓器只要不報廢就可以一直用下去。這種不考慮變壓器本身的消耗，也沒有計算兩者的節能效益的觀點是不科學的。所以我們要提高節能意識和責任意識，就必須把更換新型變壓器放在降低配電變損耗這個首要任務上。

結束語

近年來，國家有關部門明令禁止生產和銷售S6和S7型配電變壓器，2002年進一步明確要加速變壓器的更新換代，推廣節能式變壓器，這是我國政府第一次將變壓器的節能改造列入相關的法律法規中。當然降低配電變損還有其他的一些途徑，如改進變壓器經濟運行方式，既要避免小馬拉大車，又要避免大馬拉小車，對于單臺變壓器，應選擇材質好，鐵損小，負載系數合適的變壓器，對多臺變壓器，應根據積累的經濟運行曲線的最佳值合理安排運行方式，以達到經濟運行的目的；再如改進多臺變壓器連接方式，當參數不同的變壓器并列運行時，要科學利用變壓器的循環功率，從而提高設備的利用率和網絡的供電能力。向高耗能配電變壓器開刀，降低線損率是供電企業面臨的時勢所迫，是為了實現"十一五"期間我國單位產值能耗降低20%的目標而應履行的職責，同時也是供電企業直接獲取經濟效益的渠道，是一條充滿希望的必由之路。

[1]胡浩，李曉峰.基于配電變壓器優化布點的線路降耗分析.湖南文理學院，[期刊]低壓電器，2009-09-30.