我厂干式变压器替代油浸变压器的技术分析和经济评价.doc

1、维修电工技师论文目 录摘要，关键词-4一 分析油浸变压器更换干式变压器的必要性-4-5二 干式变压器比油浸变压器的优越性-5-6三 干式变压器替代油浸变压器的经济分析-7-14（一）总拥有费用法 TOC(Total Owning Cost)-7-8（二）计算式参数的确定-8-12（三）用 TOC 法对我厂干式变替代油浸变的计算-12-14四 总结-14五 附录-15六 参考文献 -162我厂干式变压器替代油浸变压器的技术分析和经济评价摘要：通过对我厂老变压器的现状分析以及对新型 SCB9 型干式变压器在技术及节能降耗方面的优越性，得出用 SCB9 型干式变替代SL7 型油浸变压器的可行性方案。

2、关键词：干式变压器 损耗 总拥有费用法 资金的时间价值一.根据我厂现状分析油浸变压器更换干式变压器的必要性变压器作为电压变换设备，被广泛应用于输电和配电领域。一般说来，从发电、供电一直到用电，需要经过 35 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 kWh 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。老旧变压器长期超期

3、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。这种因变3压器损耗而导致的电能损失，在我厂也是一个比较严重的问题。在电厂的经济运行考核项目中，厂用电率是一项重要指标。虽然我厂在这方面早已达标，但是在变压器的节能降耗方面还是有很大潜力的。我厂现有变压器 32 台（不包括励磁变和整流变），其中除了二期工程（2001 年投产的 3#机，5#6#锅炉）用的全是干式变，一期工程（1989 年投产的 1#2#机和 1#-4#锅炉）所用的变压器均是 SL7 型油浸式变压器（电气系统图见附录2）。电力设备预防性试验规程规定：油浸变压器需要一年一小

4、修，五年一大修。上述变压器的维护量和维护费用相当大，而且，近年来还出现了许多问题：1.预防性试验数据超过标准不能使用；2.机组技改扩容原来的变压器嫌小；3.技术改造的趋势；4.定期大修备件和人工的成本太高 5.与新型变压器相比损耗过大。上述原因直接导致老变压器的使用维护成本偏大，造成能源和资金的浪费。考虑到变压器的折旧.本身电能的损耗和维护成本，决定对老的 SL7 型油浸式变压器进行技术改造。二.干式变压器比油浸变压器的优越性由于老的变压器已经使用了 15 年，设备折旧和残值已很少，所以决定用目前技术已经成熟的新型干式变压器替代老的油浸变压器。20 世纪 80 年代末，干式变压器就已经从国外进

5、入中国。至今每年以超过 20%的增长率迅猛发展，2004 年全国产销4量约 19,000MVA，成为世界上干变产销量最大的国家之一，从全球范围看，我国的干式变压器生产技术和生产工艺已经达到世界领先水平，并且拥有自主的知识产权。而且，干式变压器与油浸变压器相比还有下列优越性：1)不易燃烧,不污染环境。2)绝缘温升等级高：F 级绝缘，变压器温升可达 100K。SC(B)10系列温升下降了 17K，进一步提高了变压器的过载能力和使用寿命。(3)损耗低、效率高：SC(B)10 系列总损耗比现行新国标(GB/T10228)平均降低 19。如 1000kVA，Po=1550W。(4)噪声小：新系列配电变压

6、器通常可控制在 50dB 以下。(5)局部放电量小(通常在 10PC 以下)，可靠性高，可保证长期安全运行，寿命可达 30 年。(6)抗裂、抗温度变化，机械强度高，抗突发短路能力强。(7)防潮性能好，可在 100湿度下正常运行，停运后不需干燥处理即可投入运行。(8)体积小、重量轻，据有关人士统计，油变的外形尺寸为干变的 2 倍多。5(9)不需单独的变压器室，不需吊芯检修及承重梁，节约土建占地和占空；因无油，不会产生有毒气体，不会对环境造成污染，不要集油坑等附属建筑，减少了土建造价。(10)安装便捷，无须调试，几乎不需维护；无须更换和检查油料，运行维护成本低。(11)配备有完善的温度保护控制系统

7、，为变压器安全运行提供可靠保障。所以，通过技术方面的综合分析，决定用 SCB9 型干式变压器替代 SL7 型油浸式变压器。三干式变压器替代油浸变压器的经济分析因为我厂变压器的容量有 500KVA.630KVA.800KVA.1200KVA 等多种，在此我们仅就 800KVA 容量的干式变替代油浸变进行经济方面的评价。评价变压器能效的方法有许多，所有的方法都要求比较变压器价格及其损耗费用。美国在 70 年代后期，由于能源价格的攀升，许多电力公司开始要求所设计的变压器应能具有最低的服务年限费用，这样就产生了总拥有费用(TOC)法。TOC 法在美国于 1981 年发展成为工业标准。按照 TOC 标准

8、购置变压器一直沿用至今，TOC 方法是总和了变压器的初始费用和等价现值的损耗费用，表达所购变压器全面的综合费用。6(一) 总拥有费用法 TOC(Total Owning Cost)所谓总拥有费用(TOC)，就是变压器的初始投资和其在使用期内的损耗费用之和。总拥有费用法通过比较具有不同效率水平和不同价格的变压器的总拥有费用，按照总拥有费用最低来选择变压器效率水平。（1）TOC 的计算公式TOC=CA*NLB*LL式中 NL-变压器额定空载损耗或铁损，kW； LL-变压器额定负载损耗或铜损，kW；A-变压器寿命期间空载损耗每千瓦的资本费用，元/kW； B-变压器寿命期间负载损耗每千瓦的资本费用，元

9、/kW； C-变压器初始费用，方案对比时可用其设备价格，元。（二）计算式参数的确定1）变压器空载损耗 NL 和负载损耗 LL变压器空载损耗 NL 和负载损耗 LL 都包括额定有功损耗并计及其无功功率在电网上的有功损耗，按下式计算：空载损耗 NL=P0kQ0=P0k(I0Se/100)负载损耗 LL=PfkQf=Pfk(UdSe/100)7式中 P0-变压器额定空载有功损耗，即铁损 kW；Q0-变压器额定励磁功率，kvar；Pf-变压器额定负载有功损耗，即铜损 kW；Qf-变压器额定负载漏磁功率，kvar；k-无功经济当量，按变压器在电网中的位置取值，一般可取 k=0.1kW/kvar；I0-变

10、压器空载电流，；Ud-变压器阻抗电压，；Se-变压器额定容量，kVA。2）A、B 系数A 系数是变压器寿命期间单位空载损耗的资本费用(元/kW)，B 系数是变压器寿命期间单位负载损耗的资本费用(元/kW)。A 和 B 两个系数对于变压器购买者掌握变压器空载损耗和负载损耗价值甚为重要。一旦确定 A 和 B 的数值，评价变压器的总费用就变得简单易行了。A 和 B 系数与变压器空载损耗和负载损耗有联系的能量费用和容量费用呈函数关系。(1)系数 A-变压器空载损耗每千瓦的资本费用8变压器空载损耗每千瓦的资本费用或系数 A，通常可以看作变压器在寿命期不变的数，一天 24 小时，一年 365 天，20年不

11、变(以下均设变压器寿命期为 20 年)。A 的数值主要由电价来决定，等效于期初的现值表达式如下：A=kPW*(EJL*12EL*hPY)，元/kW式中 kPW-现值系数=1(1a)/(1i)n/(ia)，(式中变压器使用期 n 年，年利率 i，年通货膨胀率 a，其中的关系见以下说明)；EJL-两部电价中的基本电费(元/kW，月)；EL-两部电价中的电量电费(元/kWh)；hPY-年运行小时数，一般取 8760h。(2)系数 B-变压器负载损耗每千瓦的资本费用变压器负载损耗每千瓦的资本费用或系数 B，除了电价因素外，主要与变压器所带负载特征有关，负载特征可用年最大负载损耗小时数以及负载率表示。重

12、负载、运行时间长以及负载率高的生产企业，其系数 B 就大，反之则小。系数 B 的数值等效于初始费用的现值，表达式如下：B=kPW*(EJL*12EL*)*P2，元/kW9式中 kPW-现值系数，同系数 A；EJL-两部电价中的基本电费(元/kW月)；EL-两部电价中的电量电费(元/kWh)；-年最大负载损耗小时数(由最大负载利用小时数 Tmax和功率因数 cos 确定，见附录 1)；p-变压器负载率=变压器计算负载变压器额定容量。 （3)现值系数 kPW 对系数 A 和 B 的影响在初期筹措变压器使用年限损耗费用的资金时，要考虑资金的时间价值，此时需将变压器运行中每年的损耗电费折算到投资初始的

13、时刻，A 和 B 系数均含现值系数 kPW 分量使其等值于设备购置同一时刻的初始费用。现值系数 kPW 基于计算年限(变压器寿命)n、年利率 i 和年通货膨胀率 a 的三个因素，其计算式为：kPW=1(1a)/(1i)n/(ia)从计算式可看出，已知计算年限为 n，当年利率 i 愈高，计算所得 kPW 现值系数愈小，损耗费用的 A 与 B 系数也愈小。因为这时资金的时间价值高(利息高)，故资金的投入也就减少。而年通货膨胀率 a 则反之，当 a 愈高，计算所得 kPW 现值系10数愈大，损耗费用的 A 与 B 系数也愈大。因为这时物价上涨，货币贬值，货币资金的时间价值下降，资金投入也就要增加。3

14、）价格计算式中的价格以现在变压器厂的实际销售价格为准。（三）用 TOC 法对我厂干式变替代油浸变的计算因为 SL7-800/6 型变压器已被国家列入淘汰产品,所以下面的计算采用的是 S7800/6 型与 SCB9800/6 型变压器的总拥有费用比较，使用年限 20 年，变压器运行在我厂，三班制生产，变压器负载率为 75。1)由铭牌可知 SCB9-800KVA/6 变压器的无功功率在内的损耗数值：空载损耗 PNL=P0kQ0=P0k(I0Se/100)=1.48KW负载损耗 PLL=PfkQf=Pfk(UdSe/100)=7.8KW2)同理，SL7800/6 的损耗数值：空载损耗 PNL=2.5KW负载损耗 PLL=13.49KW3)确定 A,B 系数(1) SCB9800/6 型变压器的 A.B 系数