隨著國(guó)家對(duì)農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展水平要求的不斷提高，農(nóng)村地區(qū)社會(huì)投資總量大幅增長(zhǎng)，為滿足日益增長(zhǎng)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求和負(fù)荷集聚效益，原有的電力設(shè)施設(shè)備必須要進(jìn)行科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)纳?jí)換代，如何將有限的農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)資金和最大限度提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定發(fā)展相結(jié)合，在現(xiàn)有變壓器設(shè)備及配套設(shè)施基礎(chǔ)上進(jìn)行科學(xué)的可持續(xù)性的規(guī)劃應(yīng)用，是農(nóng)村電網(wǎng)發(fā)展建設(shè)必須面對(duì)的一個(gè)重大課題。
一、農(nóng)村電網(wǎng)升級(jí)改造項(xiàng)目變壓器的應(yīng)用情況
自國(guó)家電網(wǎng)公司開(kāi)展“村村有電、戶戶通電”的農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)工程以來(lái),經(jīng)過(guò)幾十年電力人的不斷努力和探索，我國(guó)農(nóng)村地區(qū)從部分無(wú)電、到全部有電、電網(wǎng)可靠、再到優(yōu)質(zhì)供電、優(yōu)質(zhì)服務(wù)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)重點(diǎn)區(qū)域10分鐘繳費(fèi)圈，農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)得到質(zhì)的飛躍。電網(wǎng)設(shè)備設(shè)施在不斷的升級(jí)換代過(guò)程中，從最簡(jiǎn)單的簡(jiǎn)易變壓器到配套設(shè)備的系統(tǒng)變壓器，再到節(jié)能低耗的智能變壓器，電網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)水平也得到全面的提高。但由于建設(shè)時(shí)間長(zhǎng)，不同區(qū)域建設(shè)條件差異不均，各管理單位建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，變壓器應(yīng)用型號(hào)繁雜，規(guī)格不一，部分偏遠(yuǎn)地區(qū)還存在S7及以下高耗能變壓器，給農(nóng)村電網(wǎng)設(shè)備的統(tǒng)一運(yùn)行管理帶來(lái)很多障礙和制約。
同時(shí)，S9、S11、S15等較為先進(jìn)的變壓器的應(yīng)用推廣工作雖然逐步開(kāi)展，但是沒(méi)有明確的規(guī)劃選型和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)農(nóng)村電網(wǎng)的建設(shè)水平也帶來(lái)一些困擾。
二、現(xiàn)階段主要變壓器性能綜述
在建設(shè)能源節(jié)約型社會(huì)的大的發(fā)展背景下，現(xiàn)階段按照國(guó)家電網(wǎng)公司的統(tǒng)一建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展中高耗能的s9以下的變壓器經(jīng)過(guò)近幾年的農(nóng)網(wǎng)升級(jí)改造項(xiàng)目集中進(jìn)行了更換和淘汰。目前，農(nóng)村電網(wǎng)使用的變壓器集中在S9、S11兩種類型上，而S11為近些年大量使用的主要產(chǎn)品。同時(shí)，較為先進(jìn)的S15型變壓器也逐漸加入到電網(wǎng)建設(shè)之中。
1.S11型變壓器主要特征綜述(1)
1.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
S11系列配電變壓器鐵心為圓形三級(jí)接縫疊片結(jié)構(gòu)，對(duì)產(chǎn)品絕緣結(jié)構(gòu)進(jìn)行了一些局部改進(jìn)，擴(kuò)大了高壓圓筒式繞組的應(yīng)用范圍，改變了高壓和低壓繞組端面的有效支撐，采用了新的吊板和引線的夾持方式等等。同時(shí)，采用了一些新材料、新組件和新的緊固件等，使產(chǎn)品在性能和結(jié)構(gòu)方面都達(dá)到一個(gè)較高的水平。S11系列低損耗配電變壓器按鐵心材料和結(jié)構(gòu)的不同，有以下三種:
(1)疊積式鐵心結(jié)構(gòu)的S11系列配電變壓器。在S9型產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與制造經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)的疊片式S11系列配電變壓器，采用優(yōu)質(zhì)取向冷軋硅鋼片，采用新的疊片形式，改善了磁路結(jié)構(gòu)。該系列產(chǎn)品在生產(chǎn)制造上可以充分利用現(xiàn)有設(shè)備資源，不必增加新的設(shè)備和新的投入;產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相對(duì)S9型產(chǎn)品沒(méi)有大的變化，可以充分發(fā)揮原有制造經(jīng)驗(yàn)，有利于保持產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。
(2)非晶合金鐵心的S11系列配電變壓器。非晶合金材料片極薄，磁密低，硬度是硅鋼片的5倍，加工剪切很困難，一般是以邊緣剪切處加溫而獲得良好的剪切面，故非晶合金變壓器鐵心截面呈長(zhǎng)方形，相應(yīng)地繞組也呈長(zhǎng)方形。單相非晶合金鐵心變壓器的鐵心結(jié)構(gòu)是一個(gè)框，三相變壓器的結(jié)構(gòu)是由四個(gè)框合并成類似三相五柱式結(jié)構(gòu)，一般三相非晶合金變壓器的高壓聯(lián)結(jié)組為D接法。
(3)R型卷鐵心結(jié)構(gòu)的S11系列配電變壓器。應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)技術(shù)，將冷軋取向硅鋼片經(jīng)過(guò)專用計(jì)算機(jī)控制的曲線滾剪機(jī)加工，裁剪成一條寬度連續(xù)變化的線性鋼帶，再卷繞成封閉形鐵心，其截面形狀近似為純圓形，故稱為R型鐵心。用這種鐵心制成的R型鐵心變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有:
①鐵心。三相R型鐵心變壓器的鐵心結(jié)構(gòu)是由兩個(gè)長(zhǎng)方形其截面為內(nèi)凸的鐵心和包圍在其外的截面為外凸的鐵心組成的三相帶外框雙框卷鐵心。
②繞組。R型鐵心變壓器的高低壓繞組是在鐵心柱上直接繞制的，因此，一般采用層式或螺旋式線圈，層間絕緣全部采用網(wǎng)格點(diǎn)膠紙，繞組同心度好，徑向機(jī)械強(qiáng)度高。
③器身。采用新的器身繞組端面有效支撐結(jié)構(gòu)，夾件上的吊板和箱蓋下的吊板各開(kāi)可移動(dòng)的槽孔，解決器身懸空頂箱蓋問(wèn)題。
④油箱。油箱有管狀散熱器油箱、片式散熱器油箱、波紋油箱等幾種。
1.2 性能對(duì)比
S11型變壓器卷鐵心改變了傳統(tǒng)的疊片式鐵心結(jié)構(gòu)，相比S9有以下幾個(gè)特點(diǎn):
(1)硅鋼片續(xù)卷制，鐵心無(wú)接縫，大大減少了磁阻，空載電流減少了60%～80%，提高了功率因數(shù)，降低了電網(wǎng)線損，改善了電網(wǎng)的供電品質(zhì)。
(2)連續(xù)卷繞充分利用了硅鋼片的取向性，空載損耗降低20%～35%。
(3)卷鐵心經(jīng)退火工藝后，其導(dǎo)磁性能可恢復(fù)到機(jī)加工前的原有水平。
(4)卷鐵心結(jié)構(gòu)成自然緊固狀態(tài)，無(wú)需夾件緊固，避免了因鐵心夾緊所帶來(lái)的鐵心性能惡化，損耗增加。
(5)卷鐵心自身是一個(gè)無(wú)接縫的整體，且結(jié)構(gòu)緊湊，在運(yùn)行時(shí)的噪音水平降低到30～45dB，保護(hù)了環(huán)境。因此，很適合于建筑物內(nèi)和生活區(qū)安裝使用。
(6)卷鐵心節(jié)約加工材料，硅鋼片無(wú)橫剪工序，邊角廢料少，材料利用率比S9型疊鐵心變壓器高。
1.3 卷鐵心變壓器的缺點(diǎn):一是鐵心退火工藝要求較高;二是鐵心卷繞和線圈繞制需要專用設(shè)備;三是鐵心和繞組維修較困難。
2.非晶合金變壓器的經(jīng)濟(jì)效能分析
非晶合金變壓器的設(shè)計(jì)磁密、疊片系數(shù)較低，因此在材料用量方面比硅鋼片鐵芯變壓器高，同時(shí)由于非晶合金材料本身的價(jià)格昂貴，因此非晶合金變壓器的初始投資成本較高，這也是用戶對(duì)非晶合金變壓器望而卻步的主要原因。但從另一個(gè)角度進(jìn)行分析，由于鐵芯中的損耗可降低70%～80%，則運(yùn)行中的電能消耗明顯降低，即運(yùn)行成本下降了，運(yùn)行成本的降低可補(bǔ)償由于購(gòu)買設(shè)備造成的成本增加。根據(jù)國(guó)際通用的變壓器經(jīng)濟(jì)效益的評(píng)價(jià)方法，變壓器的能效采用總擁有費(fèi)用和投資回收年限兩個(gè)指標(biāo)進(jìn)行判斷。
2.1 總擁有費(fèi)用法(2)
總擁有費(fèi)用(TOC)法是綜合了變壓器的初始費(fèi)用和等價(jià)現(xiàn)值的損耗費(fèi)用，能夠充分表達(dá)所購(gòu)變壓器全面的綜合費(fèi)用。計(jì)算公式如下：
TOC=C+A×(Po+k×(Io×Se/100))+B×(Pk+k×(Uk×Se/100))
式中C——變壓器設(shè)備價(jià)格;
A——每千瓦空載損耗費(fèi)用;
B——每千瓦負(fù)載損耗費(fèi)用;
Po——空載損耗，kW;
Pk——負(fù)載損耗，kW;
Io——空載電流，%;
Uk——短路阻抗，%;
Se——額定容量，kVA;
k——無(wú)功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量，取0.1kW/kVA。
根據(jù)我國(guó)變壓器現(xiàn)行的負(fù)載率與電價(jià)的情況，A取48672元/kW，B取17668元/kW。
以額定容量為500kVA的變壓器為例，對(duì)S9型變壓器與SBH11型非晶合金變壓器進(jìn)行對(duì)比，設(shè)備的使用年限為20年，假設(shè)兩種設(shè)備的差價(jià)為11500元，負(fù)載損耗相同，則非晶合金變壓器可節(jié)約的費(fèi)用為：
ΔTOC=ΔC+A×[ΔPo+k×(ΔIo×Se/100)]
=-11500+48672×((0.96-0.24)+0.1×(0.01-0.004)×5)
=23690元
注：由于系數(shù)A、B的計(jì)算過(guò)程較為復(fù)雜，在此不再贅述;設(shè)備的差價(jià)隨材料價(jià)格的變化而發(fā)生較大的變化。
2.2 投資回收年限
計(jì)算公式如下：
n=log(1-0.07kPW)/log[1/(1+0.07)]
式中kPW=變壓器設(shè)備差價(jià)/變壓器年耗電費(fèi)用差價(jià)
仍以額定容量為500kVA的變壓器為例進(jìn)行計(jì)算，可知所增加的額外投資在4年左右就可以收回：
kPW=11500/{48672×[0.96-0.24+(0.1×0.01×0.004×5)]/10.59}=3.46年
n=log(1-0.07×3.46)/log[1/(1+0.07)]=4.09年
由此可見(jiàn)，雖然設(shè)備的初始投入較高，但就總體而言，非晶合金變壓器仍具有相當(dāng)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。隨著硅鋼片價(jià)格的上漲，非晶合金變壓器與普通硅鋼片鐵芯變壓器的價(jià)格差距將進(jìn)一步縮小。
三、未來(lái)農(nóng)村電網(wǎng)變壓器應(yīng)用規(guī)劃的選型探索
農(nóng)村區(qū)域主要集中在城市郊區(qū)、縣市鄉(xiāng)鎮(zhèn)和邊遠(yuǎn)農(nóng)牧區(qū)、山區(qū)等供電區(qū)域， 根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司對(duì)全國(guó)供電區(qū)域的劃分標(biāo)準(zhǔn)，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該為B\C\D類地區(qū)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。
結(jié)合各區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和負(fù)荷增長(zhǎng)趨勢(shì)，建議在不用區(qū)域采用不同型號(hào)的變壓器設(shè)備
1.B類地區(qū)(城市郊區(qū))宜采用S15型及以上變壓器，便于智能化建設(shè)，便于統(tǒng)一管理、運(yùn)維。
2.C類地區(qū)(縣城鄉(xiāng)鎮(zhèn)、及縣城郊區(qū))宜采用S11及以上變壓器。
3.D類地區(qū)(農(nóng)牧區(qū)、邊遠(yuǎn)農(nóng)村地區(qū))宜根據(jù)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和地區(qū)發(fā)展規(guī)劃對(duì)有明確發(fā)展規(guī)劃的區(qū)域采用S11及以上變壓器，對(duì)待開(kāi)發(fā)和實(shí)行保護(hù)開(kāi)發(fā)的區(qū)域采用S9及以上變壓器。
4.變壓器的選型應(yīng)堅(jiān)持靈活應(yīng)用，適度超前的原則，以節(jié)能降耗為主要原則，兼顧運(yùn)維便利、系統(tǒng)安全、電網(wǎng)穩(wěn)定。
四、結(jié)論
在建設(shè)能源節(jié)約型社會(huì)的大的發(fā)展背景下， 深入落實(shí)黨中央國(guó)務(wù)院新農(nóng)村建設(shè)工作要求，提高農(nóng)村地區(qū)電力能源保障綜合能力，切實(shí)以規(guī)劃引領(lǐng)計(jì)劃項(xiàng)目，科學(xué)規(guī)劃、嚴(yán)謹(jǐn)選型、打造智能化堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)，是推動(dòng)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的最重要保障。
參考文獻(xiàn)：
【1】《S9、S11型配電變壓器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及性能介紹》—風(fēng)險(xiǎn)管理世界網(wǎng)-安全員之家
【2】《非晶合金變壓器的節(jié)能效能及應(yīng)用》—李旭玲
作者簡(jiǎn)介：
李寧,男，1981年3月，博士研究生在讀，研究方向：少數(shù)民族經(jīng)濟(jì)與規(guī)劃、電力系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)。高級(jí)工程師，寧夏回族自治區(qū)作家協(xié)會(huì)會(huì)員，寧夏回族自治區(qū)電力電子及建設(shè)項(xiàng)目招評(píng)標(biāo)專家、國(guó)家電網(wǎng)公司招投標(biāo)專家?，F(xiàn)供職于國(guó)網(wǎng)銀川供電公司發(fā)展策劃部。
原標(biāo)題:農(nóng)村電網(wǎng)升級(jí)改造項(xiàng)目變壓器選型及規(guī)劃應(yīng)用探索
一、農(nóng)村電網(wǎng)升級(jí)改造項(xiàng)目變壓器的應(yīng)用情況
自國(guó)家電網(wǎng)公司開(kāi)展“村村有電、戶戶通電”的農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)工程以來(lái),經(jīng)過(guò)幾十年電力人的不斷努力和探索，我國(guó)農(nóng)村地區(qū)從部分無(wú)電、到全部有電、電網(wǎng)可靠、再到優(yōu)質(zhì)供電、優(yōu)質(zhì)服務(wù)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)重點(diǎn)區(qū)域10分鐘繳費(fèi)圈，農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)得到質(zhì)的飛躍。電網(wǎng)設(shè)備設(shè)施在不斷的升級(jí)換代過(guò)程中，從最簡(jiǎn)單的簡(jiǎn)易變壓器到配套設(shè)備的系統(tǒng)變壓器，再到節(jié)能低耗的智能變壓器，電網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)水平也得到全面的提高。但由于建設(shè)時(shí)間長(zhǎng)，不同區(qū)域建設(shè)條件差異不均，各管理單位建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，變壓器應(yīng)用型號(hào)繁雜，規(guī)格不一，部分偏遠(yuǎn)地區(qū)還存在S7及以下高耗能變壓器，給農(nóng)村電網(wǎng)設(shè)備的統(tǒng)一運(yùn)行管理帶來(lái)很多障礙和制約。
同時(shí)，S9、S11、S15等較為先進(jìn)的變壓器的應(yīng)用推廣工作雖然逐步開(kāi)展，但是沒(méi)有明確的規(guī)劃選型和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)農(nóng)村電網(wǎng)的建設(shè)水平也帶來(lái)一些困擾。
二、現(xiàn)階段主要變壓器性能綜述
在建設(shè)能源節(jié)約型社會(huì)的大的發(fā)展背景下，現(xiàn)階段按照國(guó)家電網(wǎng)公司的統(tǒng)一建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展中高耗能的s9以下的變壓器經(jīng)過(guò)近幾年的農(nóng)網(wǎng)升級(jí)改造項(xiàng)目集中進(jìn)行了更換和淘汰。目前，農(nóng)村電網(wǎng)使用的變壓器集中在S9、S11兩種類型上，而S11為近些年大量使用的主要產(chǎn)品。同時(shí)，較為先進(jìn)的S15型變壓器也逐漸加入到電網(wǎng)建設(shè)之中。
1.S11型變壓器主要特征綜述(1)
1.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
S11系列配電變壓器鐵心為圓形三級(jí)接縫疊片結(jié)構(gòu)，對(duì)產(chǎn)品絕緣結(jié)構(gòu)進(jìn)行了一些局部改進(jìn)，擴(kuò)大了高壓圓筒式繞組的應(yīng)用范圍，改變了高壓和低壓繞組端面的有效支撐，采用了新的吊板和引線的夾持方式等等。同時(shí)，采用了一些新材料、新組件和新的緊固件等，使產(chǎn)品在性能和結(jié)構(gòu)方面都達(dá)到一個(gè)較高的水平。S11系列低損耗配電變壓器按鐵心材料和結(jié)構(gòu)的不同，有以下三種:
(1)疊積式鐵心結(jié)構(gòu)的S11系列配電變壓器。在S9型產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與制造經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)的疊片式S11系列配電變壓器，采用優(yōu)質(zhì)取向冷軋硅鋼片，采用新的疊片形式，改善了磁路結(jié)構(gòu)。該系列產(chǎn)品在生產(chǎn)制造上可以充分利用現(xiàn)有設(shè)備資源，不必增加新的設(shè)備和新的投入;產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相對(duì)S9型產(chǎn)品沒(méi)有大的變化，可以充分發(fā)揮原有制造經(jīng)驗(yàn)，有利于保持產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。
(2)非晶合金鐵心的S11系列配電變壓器。非晶合金材料片極薄，磁密低，硬度是硅鋼片的5倍，加工剪切很困難，一般是以邊緣剪切處加溫而獲得良好的剪切面，故非晶合金變壓器鐵心截面呈長(zhǎng)方形，相應(yīng)地繞組也呈長(zhǎng)方形。單相非晶合金鐵心變壓器的鐵心結(jié)構(gòu)是一個(gè)框，三相變壓器的結(jié)構(gòu)是由四個(gè)框合并成類似三相五柱式結(jié)構(gòu)，一般三相非晶合金變壓器的高壓聯(lián)結(jié)組為D接法。
(3)R型卷鐵心結(jié)構(gòu)的S11系列配電變壓器。應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)技術(shù)，將冷軋取向硅鋼片經(jīng)過(guò)專用計(jì)算機(jī)控制的曲線滾剪機(jī)加工，裁剪成一條寬度連續(xù)變化的線性鋼帶，再卷繞成封閉形鐵心，其截面形狀近似為純圓形，故稱為R型鐵心。用這種鐵心制成的R型鐵心變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有:
①鐵心。三相R型鐵心變壓器的鐵心結(jié)構(gòu)是由兩個(gè)長(zhǎng)方形其截面為內(nèi)凸的鐵心和包圍在其外的截面為外凸的鐵心組成的三相帶外框雙框卷鐵心。
②繞組。R型鐵心變壓器的高低壓繞組是在鐵心柱上直接繞制的，因此，一般采用層式或螺旋式線圈，層間絕緣全部采用網(wǎng)格點(diǎn)膠紙，繞組同心度好，徑向機(jī)械強(qiáng)度高。
③器身。采用新的器身繞組端面有效支撐結(jié)構(gòu)，夾件上的吊板和箱蓋下的吊板各開(kāi)可移動(dòng)的槽孔，解決器身懸空頂箱蓋問(wèn)題。
④油箱。油箱有管狀散熱器油箱、片式散熱器油箱、波紋油箱等幾種。
1.2 性能對(duì)比
S11型變壓器卷鐵心改變了傳統(tǒng)的疊片式鐵心結(jié)構(gòu)，相比S9有以下幾個(gè)特點(diǎn):
(1)硅鋼片續(xù)卷制，鐵心無(wú)接縫，大大減少了磁阻，空載電流減少了60%～80%，提高了功率因數(shù)，降低了電網(wǎng)線損，改善了電網(wǎng)的供電品質(zhì)。
(2)連續(xù)卷繞充分利用了硅鋼片的取向性，空載損耗降低20%～35%。
(3)卷鐵心經(jīng)退火工藝后，其導(dǎo)磁性能可恢復(fù)到機(jī)加工前的原有水平。
(4)卷鐵心結(jié)構(gòu)成自然緊固狀態(tài)，無(wú)需夾件緊固，避免了因鐵心夾緊所帶來(lái)的鐵心性能惡化，損耗增加。
(5)卷鐵心自身是一個(gè)無(wú)接縫的整體，且結(jié)構(gòu)緊湊，在運(yùn)行時(shí)的噪音水平降低到30～45dB，保護(hù)了環(huán)境。因此，很適合于建筑物內(nèi)和生活區(qū)安裝使用。
(6)卷鐵心節(jié)約加工材料，硅鋼片無(wú)橫剪工序，邊角廢料少，材料利用率比S9型疊鐵心變壓器高。
1.3 卷鐵心變壓器的缺點(diǎn):一是鐵心退火工藝要求較高;二是鐵心卷繞和線圈繞制需要專用設(shè)備;三是鐵心和繞組維修較困難。
2.非晶合金變壓器的經(jīng)濟(jì)效能分析
非晶合金變壓器的設(shè)計(jì)磁密、疊片系數(shù)較低，因此在材料用量方面比硅鋼片鐵芯變壓器高，同時(shí)由于非晶合金材料本身的價(jià)格昂貴，因此非晶合金變壓器的初始投資成本較高，這也是用戶對(duì)非晶合金變壓器望而卻步的主要原因。但從另一個(gè)角度進(jìn)行分析，由于鐵芯中的損耗可降低70%～80%，則運(yùn)行中的電能消耗明顯降低，即運(yùn)行成本下降了，運(yùn)行成本的降低可補(bǔ)償由于購(gòu)買設(shè)備造成的成本增加。根據(jù)國(guó)際通用的變壓器經(jīng)濟(jì)效益的評(píng)價(jià)方法，變壓器的能效采用總擁有費(fèi)用和投資回收年限兩個(gè)指標(biāo)進(jìn)行判斷。
2.1 總擁有費(fèi)用法(2)
總擁有費(fèi)用(TOC)法是綜合了變壓器的初始費(fèi)用和等價(jià)現(xiàn)值的損耗費(fèi)用，能夠充分表達(dá)所購(gòu)變壓器全面的綜合費(fèi)用。計(jì)算公式如下：
TOC=C+A×(Po+k×(Io×Se/100))+B×(Pk+k×(Uk×Se/100))
式中C——變壓器設(shè)備價(jià)格;
A——每千瓦空載損耗費(fèi)用;
B——每千瓦負(fù)載損耗費(fèi)用;
Po——空載損耗，kW;
Pk——負(fù)載損耗，kW;
Io——空載電流，%;
Uk——短路阻抗，%;
Se——額定容量，kVA;
k——無(wú)功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量，取0.1kW/kVA。
根據(jù)我國(guó)變壓器現(xiàn)行的負(fù)載率與電價(jià)的情況，A取48672元/kW，B取17668元/kW。
以額定容量為500kVA的變壓器為例，對(duì)S9型變壓器與SBH11型非晶合金變壓器進(jìn)行對(duì)比，設(shè)備的使用年限為20年，假設(shè)兩種設(shè)備的差價(jià)為11500元，負(fù)載損耗相同，則非晶合金變壓器可節(jié)約的費(fèi)用為：
ΔTOC=ΔC+A×[ΔPo+k×(ΔIo×Se/100)]
=-11500+48672×((0.96-0.24)+0.1×(0.01-0.004)×5)
=23690元
注：由于系數(shù)A、B的計(jì)算過(guò)程較為復(fù)雜，在此不再贅述;設(shè)備的差價(jià)隨材料價(jià)格的變化而發(fā)生較大的變化。
2.2 投資回收年限
計(jì)算公式如下：
n=log(1-0.07kPW)/log[1/(1+0.07)]
式中kPW=變壓器設(shè)備差價(jià)/變壓器年耗電費(fèi)用差價(jià)
仍以額定容量為500kVA的變壓器為例進(jìn)行計(jì)算，可知所增加的額外投資在4年左右就可以收回：
kPW=11500/{48672×[0.96-0.24+(0.1×0.01×0.004×5)]/10.59}=3.46年
n=log(1-0.07×3.46)/log[1/(1+0.07)]=4.09年
由此可見(jiàn)，雖然設(shè)備的初始投入較高，但就總體而言，非晶合金變壓器仍具有相當(dāng)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。隨著硅鋼片價(jià)格的上漲，非晶合金變壓器與普通硅鋼片鐵芯變壓器的價(jià)格差距將進(jìn)一步縮小。
三、未來(lái)農(nóng)村電網(wǎng)變壓器應(yīng)用規(guī)劃的選型探索
農(nóng)村區(qū)域主要集中在城市郊區(qū)、縣市鄉(xiāng)鎮(zhèn)和邊遠(yuǎn)農(nóng)牧區(qū)、山區(qū)等供電區(qū)域， 根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司對(duì)全國(guó)供電區(qū)域的劃分標(biāo)準(zhǔn)，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該為B\C\D類地區(qū)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。
結(jié)合各區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和負(fù)荷增長(zhǎng)趨勢(shì)，建議在不用區(qū)域采用不同型號(hào)的變壓器設(shè)備
1.B類地區(qū)(城市郊區(qū))宜采用S15型及以上變壓器，便于智能化建設(shè)，便于統(tǒng)一管理、運(yùn)維。
2.C類地區(qū)(縣城鄉(xiāng)鎮(zhèn)、及縣城郊區(qū))宜采用S11及以上變壓器。
3.D類地區(qū)(農(nóng)牧區(qū)、邊遠(yuǎn)農(nóng)村地區(qū))宜根據(jù)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和地區(qū)發(fā)展規(guī)劃對(duì)有明確發(fā)展規(guī)劃的區(qū)域采用S11及以上變壓器，對(duì)待開(kāi)發(fā)和實(shí)行保護(hù)開(kāi)發(fā)的區(qū)域采用S9及以上變壓器。
4.變壓器的選型應(yīng)堅(jiān)持靈活應(yīng)用，適度超前的原則，以節(jié)能降耗為主要原則，兼顧運(yùn)維便利、系統(tǒng)安全、電網(wǎng)穩(wěn)定。
四、結(jié)論
在建設(shè)能源節(jié)約型社會(huì)的大的發(fā)展背景下， 深入落實(shí)黨中央國(guó)務(wù)院新農(nóng)村建設(shè)工作要求，提高農(nóng)村地區(qū)電力能源保障綜合能力，切實(shí)以規(guī)劃引領(lǐng)計(jì)劃項(xiàng)目，科學(xué)規(guī)劃、嚴(yán)謹(jǐn)選型、打造智能化堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)，是推動(dòng)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的最重要保障。
參考文獻(xiàn)：
【1】《S9、S11型配電變壓器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及性能介紹》—風(fēng)險(xiǎn)管理世界網(wǎng)-安全員之家
【2】《非晶合金變壓器的節(jié)能效能及應(yīng)用》—李旭玲
作者簡(jiǎn)介：
李寧,男，1981年3月，博士研究生在讀，研究方向：少數(shù)民族經(jīng)濟(jì)與規(guī)劃、電力系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)。高級(jí)工程師，寧夏回族自治區(qū)作家協(xié)會(huì)會(huì)員，寧夏回族自治區(qū)電力電子及建設(shè)項(xiàng)目招評(píng)標(biāo)專家、國(guó)家電網(wǎng)公司招投標(biāo)專家?，F(xiàn)供職于國(guó)網(wǎng)銀川供電公司發(fā)展策劃部。
原標(biāo)題:農(nóng)村電網(wǎng)升級(jí)改造項(xiàng)目變壓器選型及規(guī)劃應(yīng)用探索
