中国电力教育 ２０１ Ｏ年管理论丛与技术研究专刊 节能降耗 向高耗能配电变压器开刀 许振成 （大连供电公司金州供电分公司，大连金州１１６１Ｏ０） 摘要：配电变压器是输配电设施的重要组成部分，它的损耗在线损中占有相当大的比例，本文所阐述的本意，就是 为降低线损率，寻求一条向配电变压器开刀的行之有效的途径。 关键词：节能降耗；高耗能；配电变压器；开刀 节能降耗是电力行业持之以恒的主攻方向。我们往往 电力行业而言，大部分配电变压器基本上成为９５％以上的 把目光盯住了发电企业，提出了改变电源结构，大力发展 高效率设备，但是由于其数量的巨大和空载损耗的固定性， 大型超大型火力发电机组以及新能源，坚决关停小火电， 变压器的效率即使只有微小的提高与改进，也能获得相当 减少供电煤耗和降低厂用电率等一系列主张，这无疑是正 大的能源节约及温室气体的减排。确的，然而供电企业决不能等闲视之。实际上，节能降耗 节能降耗的重要途径。 但是，由于变压器使用寿命比较长，再则由于两网改 舞台，役龄超过２０年的ｓ６和ｓ７型配电变压器的总容量为 在供电企业同样大有可为，其中降低线损率就是供电企业 造资金的限制，高能耗变压器仍没有全部从供电企业退下 我国电网“九五”末期线损率为７．８１％，“十五”末期 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 降到了７．１８％，２００８年又降到７．０８％，而世界平均水平则 计的产品，损耗特别高。值得注意的是，用户单位使用高 为６％，显而易见我国电网线损率仍居于一个较高的水平。 耗能配电变压器所占比例远远高于供电企业。电力行业变 金卅Ｉ供电分公司现有配电变压器５５４０台，总容量５９９６８２ 压器专业的一名专家到大连某一大型化工厂进行考察，竟 千伏安，２００９年线损率为６．７３％，尽管低于全国平均水平， 然发现还在继续使用日伪时期的变压器，役龄近８０年，其 但是与世界平均水平相比仍有明显的差距。线损如果降低一 严重的变损程度可想而知。我国钢铁、水泥、化肥、氯碱、 个百分点，按２００９年末的全国电量计算，可节约标准煤逾 电解这５个重点用电行业的配电变压器保有量为８７６８９台， 千万吨，如果达到世界平均水平，全年可节约标准煤１３３３ 总容量为１．８亿千伏安，其中役龄超过２０年的Ｓ６和Ｓ７型 万吨。至于达到世界先进水平，那么可节约标准煤更为可观。 配电变压器的总容量为２２０４万千伏安。 降低线损率包括的方面很多，最主要的方面之一就是 配电设施的重要组成部分，它的损耗在线损中占有相当大 的比例。本文所阐述的本意，就是为降低线损率，寻求一 如果说高耗能电力设备是“吃”电的“老虎”，那么高 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 更新与改造损耗高的老旧输配电设施。而配电变压器是输 耗能变压器就是血淋淋的“虎口”。条向配电变压器开刀的行之有效的途径。 一 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 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 又推出了成本较低的新ｓ９系列低损耗配电变压器，使空载 下，容量为６３００千伏安以下直接向终端用户供电的电力变 损耗和负载损耗有了明显的下降。随着我国电力事业的迅 压器。根据２００８年统计资料显示，目前全国网上正在运行 速发展和电网建设与改造的深入，电力用户对变压器的要 的变压器总容量为２７．７亿千伏安，其中配电变压器总容量 求也越来越高，对配电变压器的性能水平也有了新的标准。 为１４．０９亿千伏安，配电变压器的总电能损耗（简称为配 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 电变损）约为４５０亿千瓦时，占全国总发电量的３．２％，这 品——Ｓ１ １型系列低损耗配电变压器。 是一个卡分惊人的巨大数字。 ＳＩ １型系列低损耗配电变压器按铁心材料和结构的不 配电变损包括两个部分，一是变压器固定损耗，即与 同，主要有以下３种类型：一是叠积式铁心结构的Ｓ１１型 用电负荷无关的空载损耗，二是变压器可变损耗，其损耗 配电变压器。这种产品在生产制造上充分利用了现有设备 与电流平方成正比。近年来，特别从上世纪九十年代末期 资源，不必增加新的设备和新的投入，充分发挥了原有的 以来，全国普遍实施城市电网和农村电网建设与改造（两 制造经验，有利于保护产品质量的稳定；二是非晶合金的 网改造），把淘汰高耗能变压器作为主要的施工目标，仅从 Ｓ１１型配电变压器。非晶合金材料极薄，硬度是硅钢片的５ 十作者简介：许振成，大连供电公司金州供电分公司生技科，工程师。 节能降耗——向高耗能配电变压器开刀 倍，结构设计比较特殊，铁心结构是一个框；三是Ｒ型卷 比ｓ７型低２０％至３０％，购置新ｓ９型变压器所多支付的资金， 铁心结构的ｓ１ｌ型配电变压器。一般情况下，这３种类型 即可在２至３年内，就能从节约的损耗电费中收回。同样， 的配电变压器都呈现出低耗的优点，相对高耗能的Ｓ６和Ｓ７ 用新Ｓ９型变压器更换１９８０年前的老旧变压器，效益结果 型配电变压器空载损耗降低３０％，空载体电流降低５０％至 表明，在只支付新ｓ９型变压器的设备费用而不计老旧变压 ８０％，噪音降低６至１０分贝，即使与新Ｓ９型变压器相比变 器回收价格的条件下，投资额也可以在不会超过３年从节 损低于１３％至１７％。在空载损耗上已经具有了国际领先地 约的电费中得到偿还。 位，比日本的东芝变压器降低３９％，比意大利变压器降低 具体来说，上文所提及的钢铁、水泥、化肥、氯碱、 ３９．６％，比德国变压器降低１１．６％。我国已经具备了大规模 电解这５个重点用电行业，假如替代率仅有２０％，每年就 生产这种变压器的成熟技术，但是由于该产品采用了先进 可节电１５．４２８亿千瓦时，因此降低生产成本７．７亿元。就 工艺和进口材料，产品价格相对较高，市场占有量仅仅占 大连市范围内的近千台Ｓ６和Ｓ７型配电变压器全部得以更 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＋。金州供电分公司新配备的基本上就是新ｓ９ 型配电变压器，而大连市乃至我省基本上也是这种情况。 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Ｓ１ １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 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，就必须把更换变压器放在降低配 电变耗的首要任务。 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。