國內(nèi)外變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行理論與實(shí)踐概述

國內(nèi)外變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行理論與實(shí)踐概述摘要:本文介紹了我國變壓器發(fā)展過程,國外變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行理論,國外變壓器節(jié)能措施,我國變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的規(guī)定與標(biāo)準(zhǔn),我國變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行實(shí)踐。我國變壓器發(fā)展由高損耗變壓器到新型低損耗變壓器損,改變運(yùn)行方式降低變壓器損耗的空間已經(jīng)不大了。關(guān)鍵詞:變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行理論與實(shí)踐1我國變壓器的發(fā)展過程自19世紀(jì)變壓器問世以來,至今已有100多年的歷史。在百余年的歷史進(jìn)程中,作為電力系統(tǒng)重要設(shè)備之一的電力變壓器,在電力系統(tǒng)發(fā)展的同時,也獲得了飛速的發(fā)展,先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)日臻完善,各項技術(shù)參數(shù)越來越先進(jìn)。1831年法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象,利用變壓器的雛形是1851年由列姆勒夫提出的感應(yīng)線圈。1882年,莫斯科全球展覽會上,烏茹金首次展出了有升壓、降壓變壓器的高壓變電裝置。1885年,匈牙利的二位工程師發(fā)明了變壓器及感應(yīng)電機(jī),并研制出第一臺工業(yè)實(shí)用性變壓器。這種早期變壓器,當(dāng)時被人們稱為“二次變壓器”問世后,經(jīng)過近百年的技術(shù)改進(jìn)與發(fā)展,用途十分廣泛,品種規(guī)格隨著用電種類的增加也越來越多,現(xiàn)在已經(jīng)能夠生產(chǎn)容量為上千兆伏安的巨型變壓器。我國隨著電網(wǎng)的擴(kuò)大、發(fā)電機(jī)單機(jī)容量的增大、輸電電壓的提高及輸電功率的加大,20世紀(jì)30年代開始,要求發(fā)展更高電壓的大型電力變壓器。同時能耗也逐步加大,變壓器作為輸變電系統(tǒng)中的重要組成部分,其本身性能的優(yōu)劣直接影響電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量,所以設(shè)計、制造、使用低能耗變壓器具有客觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。中小型變壓器是我國發(fā)展節(jié)能型變壓器的重點(diǎn)。我國電力變壓器生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展主要分為四個階段:高損耗變壓器、較高損耗變壓器、較低損耗變壓器、低損耗變壓器。新型變壓器損耗變小,最佳負(fù)載系數(shù)不斷下降,改變運(yùn)行方式降低變壓器損耗的空間已經(jīng)不大了。2國外變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行理論變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行基礎(chǔ)理論是1920德國魏得曼教授提出的。1934年前蘇聯(lián)彼得洛夫教授所著的《變壓器》一書中給出兩個計算式:一是變電站中變壓器容量相同、技術(shù)參數(shù)相同的多臺變壓器并列運(yùn)行時的臺數(shù)選擇;二是單臺變壓器的有功經(jīng)濟(jì)負(fù)載系數(shù)。前蘇聯(lián)電工工業(yè)技術(shù)管理法規(guī)(1953年版)第701條規(guī)定:對于每一發(fā)電廠或變電所,應(yīng)以負(fù)荷曲線為依據(jù)和使損失減少到最小為原則,規(guī)定出運(yùn)行變壓器的數(shù)目。裝置在城市電力網(wǎng)內(nèi)的變壓器,其投入運(yùn)行的數(shù)目,應(yīng)根據(jù)負(fù)荷曲線并考慮到最大降低變壓器內(nèi)損耗,每一年確定兩次。1996年美國電氣制造商協(xié)會給出了經(jīng)濟(jì)分析方法——總擁有費(fèi)用法(TOC)?？倱碛匈M(fèi)用就是指變壓器的初始投資和其在使用期內(nèi)的損耗費(fèi)用之和,總擁有費(fèi)用法是通過比較具有不同效率水平和不同價格的變壓器的總擁有費(fèi)用,按照總擁有費(fèi)用最低來選擇變壓器的效率水平。對變壓器的效益評價更加科學(xué)、合理。我國DL/T985-2006《配電變壓器能效技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價導(dǎo)則》,也用TOC的方法來選擇變壓器。目前,節(jié)能型變壓器就是用TOC進(jìn)行選取的。1998年美國能源部和環(huán)保署共同發(fā)起了推廣高效能低損耗配電變壓器的“能源支撐變壓器計劃”。而歐盟也大力推廣高效低能耗變壓器,據(jù)估算,歐盟通過使用高效低損耗配電變壓器,每年可節(jié)約電能220億kWh。3國外變壓器節(jié)能措施目前,世界各國都面臨著不同程度的能源問題,也都在積極實(shí)施電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行政策,縱觀各國電網(wǎng)規(guī)劃,均需考慮包括可靠性和經(jīng)濟(jì)性的協(xié)調(diào)、對具體線路工程的經(jīng)濟(jì)性分析、各類能源傳輸方案比較、新技術(shù)應(yīng)用、發(fā)電和負(fù)荷增長的不確定性等關(guān)鍵問題。這其中也包括了對變壓器采取經(jīng)濟(jì)運(yùn)行措施、采用新型節(jié)能變壓器等相關(guān)問題。目前世界上現(xiàn)行的變壓器標(biāo)準(zhǔn)包括有:美國變壓器標(biāo)準(zhǔn)、英國變壓器標(biāo)準(zhǔn)、德國變壓器標(biāo)準(zhǔn)、歐洲變壓器標(biāo)準(zhǔn)、日本變壓器標(biāo)準(zhǔn)、法國變壓器標(biāo)準(zhǔn)、IEEE、ISO、IEC,各標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定有變壓器能效指標(biāo)。4國內(nèi)變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行規(guī)定與標(biāo)準(zhǔn)我國非常重視變壓器設(shè)計制造中降低能耗。1998年頒布“第十八批節(jié)能機(jī)電產(chǎn)品推廣項目和第十七批淘汰產(chǎn)品目錄”中,國家明確規(guī)定了禁止生產(chǎn)和銷售S7系列變壓器產(chǎn)品,同時推薦使用S9系列變壓器;國家“九五”節(jié)能大綱指出鼓勵生產(chǎn)和使用節(jié)能型變壓器;2001年年初,國家頒布的“節(jié)約用電管理辦法”中明確指出,要加速變壓器的更新改造、推廣節(jié)能變壓器的使用;2002年年初,國家啟動了變壓器能效標(biāo)準(zhǔn)的制定工作;電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定部門制定了《GB20052-2006三相配電變壓器的能效限定值及節(jié)能評價值》和《DL/T985-2006配電變壓器能效技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價導(dǎo)則》。國家頒布了《中華人民共和國節(jié)能法》,實(shí)施把節(jié)約放在首位的能源發(fā)展戰(zhàn)略,先后出臺了《關(guān)于加強(qiáng)節(jié)能工作的決定》、《單位GDP能耗考核體系實(shí)施方案》和節(jié)能技改財務(wù)獎勵辦法。我國除規(guī)劃設(shè)計環(huán)節(jié)降低變壓器的能耗,2008年頒布了變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行國家標(biāo)準(zhǔn):《GB/T13462-2008電力變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行》,該標(biāo)準(zhǔn)討論了電力變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行判斷與評價,變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方法,變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行管理,變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)的概念與計算,改變運(yùn)行方式節(jié)省電能的計算等。是一部詳細(xì)、具體、全面的規(guī)定變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)。一改過去只重視低壓、小容量的配電變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,而忽視高壓、大容量電力變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的做法。在這個標(biāo)準(zhǔn)中,還澄清了關(guān)于“大馬拉小車”的認(rèn)識誤區(qū)。5國內(nèi)變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行實(shí)踐近幾年來,降低變壓器損耗已經(jīng)成為變壓器制造廠商、發(fā)、供、用電部門共同關(guān)注的問題,也是現(xiàn)階段電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行研究的重要課題之一。變壓器節(jié)電技術(shù)主要包括以下兩方面的內(nèi)容。(1)設(shè)計制造方面:利用新型電磁材料、新型的生產(chǎn)工藝開發(fā)研制出高效節(jié)能變壓器,用以更新改造低效變壓器。通過我國建國60年來變壓器的發(fā)展情況,可以看出,隨著科技的進(jìn)步、新型材料的應(yīng)用、加工工藝的改進(jìn),低損耗型變壓器已經(jīng)逐步取代建國初的高損耗型變壓器,節(jié)能型變壓器廣泛應(yīng)用,變壓器損耗大幅減少。(2)生產(chǎn)運(yùn)行方面:利