刍议实现配电变压器的降耗节能措施

曾云波

（云南电网公司昭通供电局，云南 昭通 657000）

一、配电变压器损耗的令人吃惊

我国配电变压器通常是指电压为35千伏和10千伏以下，容量为6300千伏安以下直接向终端用户供电的电力变压器。根据2008年统计资料显示，目前全国网上正在运行的变压器总容量为27.7亿千伏安，其中配电变压器总容量为14.09亿千伏安，配电变压器的总电能损耗 (简称为配电变损)约为450亿千瓦时，占全国总发电量的3.2%，这是一个十分惊人的巨大数字。配电变损包括两个部分，一是变压器固定损耗，即与用电负荷无关的空载损耗，二是变压器可变损耗，其损耗与电流平方成正比。近年来，特别从上世纪九十年代末期以来，全国普遍实施城市电网和农村电网建设与改造(两网改造)，把淘汰高耗能变压器作为主要的施工目标，仅从电力行业而言，大部分配电变压器基本上成为95%以上的高效率设备，但是由于其数量的巨大和空载损耗的固定性，变压器的效率即使只有微小的提高与改进，也能获得相当大的能源节约及温室气体的减排。

但是，由于变压器使用寿命比较长，再则由于两网改造资金的限制，高能耗变压器仍没有全部从供电企业退下舞台，役龄超过20年的S6和S7型配电变压器的总容量为2.3亿千伏安。这些变压器是按照上世纪六七十年代标准设计的产品，损耗特别高。值得注意的是，用户单位使用高耗能配电变压器所占比例远远高于供电企业。电力行业变压器专业的一名专家到大连某一大型化工厂进行考察，竟然发现还在继续使用日伪时期的变压器，役龄近80年，其严重的变损程度可想而知。我国钢铁、水泥、化肥、氯碱、电解这5个重点用电行业的配电变压器保有量为87689台，总容量为1.8亿千伏安，其中役龄超过20年的S6和S7型配电变压器的总容量为2204万千伏安。如果说高耗能电力设备是"吃"电的"老虎"，那么高耗能变压器就是血淋淋的"虎口"。

二、低损耗配电变压器提供了升级换代产品

我国在上世纪八十年代中期，设计开发了S9系列低损耗配电变压器，但是限于当时产品消耗材料较大，使变压器的成本相对增加，没有推广开。上世纪九十年代中期又推出了成本较低的新S9系列低损耗配电变压器，使空载损耗和负载损耗有了明显的下降。随着我国电力事业的迅速发展和电网建设与改造的深入，电力用户对变压器的要求也越来越高，对配电变压器的性能水平也有了新的标准。国内电器制造企业开发出了S9型配电变压器的升级换代产品--S11型系列低损耗配电变压器。S11型系列低损耗配电变压器按铁心材料和结构的不同，主要有以下3种类型：一是叠积式铁心结构的S11型配电变压器。这种产品在生产制造上充分利用了现有设备资源，不必增加新的设备和新的投入，充分发挥了原有的制造经验，有利于保护产品质量的稳定；二是非晶合金的S11型配电变压器。非晶合金材料极薄，硬度是硅钢片的5倍，结构设计比较特殊，铁心结构是一个框；三是R型卷铁心结构的S1l型配电变压器。一般情况下，这3种类型的配电变压器都呈现出低耗的优点，相对高耗能的S6和S7型配电变压器空载损耗降低30%，空载体电流降低50%至80%，噪音降低6至10分贝，即使与新S9型变压器相比变损低于13%至17%。在空载损耗上已经具有了国际领先地位，比日本的东芝变压器降低39%，比意大利变压器降低39.6%，比德国变压器降低11.6%。我国已经具备了大规模生产这种变压器的成熟技术，但是由于该产品采用了先进工艺和进口材料，产品价格相对较高，市场占有量仅仅占有一定的优势。目前，可以说新S9型变压器才是变压器市场的主打产品。而我市乃至全省新配备的基本上就是新S9型配电变压器。随着市场经济的完善和科技的突飞猛进，新工艺、新材料、新技术的广泛应用，新型低损耗变压器决不止新S9型和S11型，如油浸式变压器已经出现了比新S9系列更为节能的S10型系列，还有新式干式变压器的SC9系列等低损耗产品，都显示了我国配电变压器的节能潜力。无论是新S9型，还是S11型配电变压器以及其他系列产品，相比S6和S7型配电变压器而言，都是变压器生产技术发展上的进步，它的重要意义是在于为减低配电变损提供了可靠的低损耗产品。

三、更换变压器具有明显的经济效益

笔者之所以做上文的阐述，显而易见的目的是用主张新型节能变压器替代老旧高耗能变压器，但是包括电力行业在内的不少企业所固守的观念就是，正在运行的配电变压器尚未超过使用寿命，如果全部更换需要大量资金的支撑。在"能用就是节省"的原则下，配电变压器的替代速度远远落后于老化速度，全国每年不足5%。国际上有许多评价变压器能效的方法，所有的方法都要求比较变压器价格及其损耗费用。TOC法在美国于1981年发展成工业标准，按照TOC法购置变压器一直沿用至今。TOC法是总合变压器的初始费用和等价现值的损耗费用，来表达所购置变压器全部的综合费用。我们不妨借用TOC法，评述新S9型和S7型的经济效益。虽然新S9型变压器价格高于S7型变压器约20%，但是它的损耗指标却比S7型低20%至30%，购置新S9型变压器所多支付的资金，即可在几年的时间内，就能从节约的损耗电费中收回。同样，用新S9型变压器更换1980年前的老旧变压器，效益结果表明，在只支付新S9型变压器的设备费用而不计老旧变压器回收价格的条件下，投资额也可以在不会超过3年从节约的电费中得到偿还。

具体来说，上文所提及的钢铁、水泥、化肥、氯碱、电解这5个重点用电行业，假如替代率仅有20%，每年就可节电15.428亿千瓦时，因此降低生产成本7.7亿元。就大连市范围内的近千台S6和S7型配电变压器全部得以更换，直接经济效益是每年可节约电费千余万元，间接地可降低火力发电企业二氧化硫排放量0.8万吨，二氧化碳排放量12万吨，对环境保护具有不可估量的意义。从以上举例中可以看出，更换老旧变压器节能潜力巨大，非常符合建立节约型社会、建立节约型企业的宗旨。但是长期以来所形成的误区，就是认为变压器只要不报废就可以一直用下去。这种不考虑变压器本身的消耗，也没有计算两者的节能效益的观点是不科学的。所以我们要提高节能意识和责任意识，就必须把更换新型变压器放在降低配电变损耗这个首要任务上。

结束语

近年来，国家有关部门明令禁止生产和销售S6和S7型配电变压器，2002年进一步明确要加速变压器的更新换代，推广节能式变压器，这是我国政府第一次将变压器的节能改造列入相关的法律法规中。当然降低配电变损还有其他的一些途径，如改进变压器经济运行方式，既要避免小马拉大车，又要避免大马拉小车，对于单台变压器，应选择材质好，铁损小，负载系数合适的变压器，对多台变压器，应根据积累的经济运行曲线的最佳值合理安排运行方式，以达到经济运行的目的；再如改进多台变压器连接方式，当参数不同的变压器并列运行时，要科学利用变压器的循环功率，从而提高设备的利用率和网络的供电能力。向高耗能配电变压器开刀，降低线损率是供电企业面临的时势所迫，是为了实现"十一五"期间我国单位产值能耗降低20%的目标而应履行的职责，同时也是供电企业直接获取经济效益的渠道，是一条充满希望的必由之路。

[1]胡浩，李晓峰.基于配电变压器优化布点的线路降耗分析.湖南文理学院，[期刊]低压电器，2009-09-30.