1S11型配電變壓器的發展概況
隨著工業生產技術的發展,我國在引進消化吸收日本、瑞典等國家卷鐵芯的工裝設備和技術的基礎上,20世紀90年代后期自行研發了工裝設備及設計、制造技術,成功地研究出符合批量生產條件的S11型卷鐵芯變壓器。
與S9型相比,S11型卷鐵芯配電變壓器的負載損耗與S9型相當、同時具有空載損耗低(約低30%以上)、空載電流小(減少無功吸收)、噪音大幅降低、節省材料、工裝質量提高等特點和技術優勢。原國家電力公司及各級政府經貿委要求在農村電網建設與改造工程中推廣使用卷鐵芯變壓器。
生產卷鐵芯變壓器一次性投入較大,退火處理工藝要求高,一些廠商通過在使用傳統疊鐵芯工藝基礎上生產出與卷鐵芯空損水平一致的S11型變壓器。目前生產S11型配電變壓器的廠商已具規模,能滿足批量使用的需求。但由于對產品認識不足和市場運作等方面的因素,S11型配電變壓器未得到應有的推廣應用。
1.1S11型配電變壓器的損耗水平
依照中華人民共和國機械行業標準《變壓器類產品型號編制辦法》(JB/T3837-1996),“10KVS9型配電變壓器的空載損耗比S8型平均下降10%,S11型配電變壓器的空載損耗比S8型平均下降30%;10KV的S9型配電變壓器的負載損耗比S7型平均下降10%,S11型配電變壓器的負載損耗比S7型平均下降15%。該標準明確列出S9型配電變壓器每一容量等級的空載和負載損耗值,但對于S11型配電變壓器,目前尚無每一容量等級的相應損耗標準。
最先推出S11型卷鐵芯配電變壓器,其空載損耗比S9型降低30%以上、負載損耗與S9型相當,而這種損耗水平雖未嚴格符合JB/T3837-1996的型號要求,但已經適于市場需求。
廣東省廣電集團有限公司推薦的S11型配電變壓器的空載、負載損耗標準與S9型的損耗比較列于表1。1.2卷鐵芯工藝技術上的優勢和缺點
與傳統疊鐵芯的工藝技術比較,卷鐵芯工藝有以下優勢:①卷鐵芯無接縫,大大減少了磁阻,降低了空載電流;②卷鐵芯的加工工藝更適宜采用薄型硅鋼片進行,能充分發揮薄型硅鋼片的良好低損性能;③卷鐵芯生產加工機械化程度高,生產效率有較大的提高;④鐵芯結構成自然緊固狀態,無須夾持緊固,避免了因夾緊力帶來的鐵芯性能的惡化;⑤卷鐵芯自身是一個無接縫的整體,且結構緊密,噪聲低(為30~45dB,1000kVA以下的國標為44~57dB),更適合環保要求;⑥節約硅鋼片原材料,在同等容量下,鐵芯重量大約下降10%,性能價格比有所提高,增強了制造廠的競爭力。
[$page] 卷鐵芯工藝的缺點:①由于卷鐵芯的特點,在線圈繞制時其導線的緊力受到制約,使線圈的加工比較困難,尤其是對于500kVA以上容量的配電變壓器。因而對于500kVA以上的S11型卷鐵芯配電變壓器,其低壓側宜使用泊繞式繞組線圈;②對于運行中損壞的卷鐵芯配電變壓器,其鐵芯和繞組的維修困難(卷鐵芯配電變壓器重繞線圈時需要專用設備,所以只能在變壓器工廠中維修);③鐵芯退火工藝和生產工藝要求較高;④鐵芯卷繞和線圈繞制需要專用設備,工廠一次性投入較大(見表2)。2技術經濟分析
投資回報測算數學模型表述:設綜合成本電價為0.55元/(kW•h)(不含稅),年貸款利率為5.76%。令:X(元)表示每kVA容量的投資(或增加的投資)資金;r表示月貸款利率(按年貸款利率5.76%折算得r=0.004678);k(月)表示投資回收周期(以年為單位時用n表示:n=k/12);a(元/(月•kVA))表示每kVA容量平均每月節省的電費(按綜合成本電價為0.55元/(kW•h)計算)。則經過若干時間后,每kVA容量未回收的投資資金Y(元)可表述為:
第1月末:Y1=X(1+r)-a
第2月末:Y2=Y(1+r)-a
=[X(1+r)-a](1+r)-a
=X(1+r)2-a[(1+r)+1]
=X(1+r)2-a[(1+r)2-1]/[(1+r)-1]
第3月末:Y3=Y2(1+r)-a
=X(1+r)3-a[(1+r)3-1]/[(1+r)-1]
第j月末:Yj=X(1+r)j-a[(1+r)j-1]/[(1+r)-1]
如果第j月末Yj≥0、第j+1月末Yj+1≤0,且∣Yj∣<∣Yj+1∣時、則取投資回收周期k=j,反之∣Yj∣>∣Yj+1∣時、則取k=j+1,投資回收周期:n=1/k(a)。
2.1新購買S11的投資回報測算
新購買S11型配電變壓器相比S9所增加的投資主要體現在購買配電變壓器價格的差異,而其他各方面的開支相同。
參照表1的損耗水平和2中配電變壓器的價格差,利用上述數學模型,可計算出S11型各種容量配電變壓器的投資回收周期列于表3.從表3可知,相對于全密封S9-M,使用S11-M型配電變壓器所增加的投資一般可在1~3a收回。上述僅是直接效益的經濟比較,由節能帶來的間接效益將更大。