更换高耗能变压器效益论证分析

　1.引言

变压器是电力输配电系统中的关键设备之一，在电能输送、分配及使用过程中发挥着关键作用。近几年来，随着人们经济效益意识的不断提高，变压器降耗更新换代工作进度不断加快，特别是配电变压器。但较大型的变压器由于其一次性投资较高，更新的速度相对较慢，且大部分仅局限在改造上。现仍有S7型变压器在电网中超期运行，造成电能的极大浪费。

2.变压器降低损耗的论述

变压器的损耗主要有空载损耗和负载损耗两部分组成。空载损耗主要是铁心损耗，即消耗于铁心中的磁滞损耗和涡流损耗。它的大小主要取决于变压器的容量、铁心的构造、硅钢片的质量及铁心的制造工艺等因素，基本不随变压器负荷的变化而变化。负载损耗包括电流在变压器绕组电阻上产生的损耗、漏磁通引起的各种附加损耗。附加损耗又包括绕组涡流损耗、并绕导线的环流损耗、结构损耗和引线损耗。负载损耗与变压器负荷的大小有关，与负载率的平方成正比。

变压器总损耗在不同负荷时对应的计算公式如下：

ΔP=P0+β2?Pk

　　式中ΔP—负载率为β的总损耗

　　β—变压器的负载率

　　P0—变压器的空载损耗

　　Pk—变压器的额定负载损耗

　　从上式可见，负载率越低，变压器引起的损耗就越小。损耗相同的不同容量的变压器在同一负荷状态下运行，额定容量大的变压器引起的损耗相对就小，变压器的工作效率η=1-ΔP%就高。

　　变压器的有功损耗率：

　　ΔPP0+β2Pk

　　ΔP%=P+ΔP×100％=βSecosΦ+P0+β2Pk

　　式中Se—变压器视在功率

　　cosΦ—变压器功率因数（不同负荷下近似不变）

　　对上式中的β进行微积分并使之为0，可以得出：

　　β02Pk=P0β0=（P0／Pk）

　　这说明变压器在实际运行中，负载损耗等于空载损耗时，处在最高效率状态，且对恒定负荷或均衡负荷时段内也是最经济状态，所以采用优质低损耗变压器对运行极为有利，适当增容对降低损耗也非常有利。若进一步计算，可得出最佳负载率β约为0.7～0.75。

3.更换变压器对降低损耗的经济效益分析

　　因为更换变压器，由空载损耗和负载损耗的降低带来的降耗效益是十分明显的。

　　首先给出国内专家对变压器投资和收益的经济评价公式：

　　N0=H?(VC+VK?β2)?Y

　　式中N0—从第二年开始每年的收益

　　H—每年变压器运行的小时数（一般取8760h）

　　VC—空载损耗降低值

　　Vk—负载损耗降低值

　　Y—每千瓦电价（一般取0.56元／kWh）

　　β—负载率（一般取0.9）

[$page]　　以旧变压器S7-6300/35和新变压器S11-8000/35的损耗进行比较：

　　VC=8.250kW－7.0kW=1.25kW

　　VK=42.46kW－38.25kW=4.21kW

　　可以得出新变压器投运一年后较旧变压器的降耗效益：

　　N0=8760×(1.25+4.21×0.92)×0.56=22860元

　　 若更换的是同容量的新型有载调压变压器SZ11-6300/35，则

　　VC=8.250kW－5.46kW=2.79kW

　　VK=42.46kW－