国内外变压器经济运行理论与实践概述

国内外变压器经济运行理论与实践概述摘要:本文介绍了我国变压器发展过程,国外变压器经济运行理论,国外变压器节能措施,我国变压器经济运行的规定与标准,我国变压器经济运行实践。我国变压器发展由高损耗变压器到新型低损耗变压器损,改变运行方式降低变压器损耗的空间已经不大了。关键词:变压器经济运行理论与实践1我国变压器的发展过程自19世纪变压器问世以来,至今已有100多年的历史。在百余年的历史进程中,作为电力系统重要设备之一的电力变压器,在电力系统发展的同时,也获得了飞速的发展,先进生产技术日臻完善,各项技术参数越来越先进。1831年法拉第发现电磁感应现象,利用变压器的雏形是1851年由列姆勒夫提出的感应线圈。1882年,莫斯科全球展览会上,乌茹金首次展出了有升压、降压变压器的高压变电装置。1885年,匈牙利的二位工程师发明了变压器及感应电机,并研制出第一台工业实用性变压器。这种早期变压器,当时被人们称为“二次变压器”问世后,经过近百年的技术改进与发展,用途十分广泛,品种规格随着用电种类的增加也越来越多,现在已经能够生产容量为上千兆伏安的巨型变压器。我国随着电网的扩大、发电机单机容量的增大、输电电压的提高及输电功率的加大,20世纪30年代开始,要求发展更高电压的大型电力变压器。同时能耗也逐步加大,变压器作为输变电系统中的重要组成部分,其本身性能的优劣直接影响电力系统的供电质量,所以设计、制造、使用低能耗变压器具有客观的经济效益和社会效益。中小型变压器是我国发展节能型变压器的重点。我国电力变压器生产技术的发展主要分为四个阶段:高损耗变压器、较高损耗变压器、较低损耗变压器、低损耗变压器。新型变压器损耗变小,最佳负载系数不断下降,改变运行方式降低变压器损耗的空间已经不大了。2国外变压器经济运行理论变压器经济运行基础理论是1920德国魏得曼教授提出的。1934年前苏联彼得洛夫教授所著的《变压器》一书中给出两个计算式:一是变电站中变压器容量相同、技术参数相同的多台变压器并列运行时的台数选择;二是单台变压器的有功经济负载系数。前苏联电工工业技术管理法规(1953年版)第701条规定:对于每一发电厂或变电所,应以负荷曲线为依据和使损失减少到最小为原则,规定出运行变压器的数目。装置在城市电力网内的变压器,其投入运行的数目,应根据负荷曲线并考虑到最大降低变压器内损耗,每一年确定两次。1996年美国电气制造商协会给出了经济分析方法——总拥有费用法(TOC)。总拥有费用就是指变压器的初始投资和其在使用期内的损耗费用之和,总拥有费用法是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的效率水平。对变压器的效益评价更加科学、合理。我国DL/T985-2006《配电变压器能效技术经济评价导则》,也用TOC的方法来选择变压器。目前,节能型变压器就是用TOC进行选取的。1998年美国能源部和环保署共同发起了推广高效能低损耗配电变压器的“能源支撑变压器计划”。而欧盟也大力推广高效低能耗变压器,据估算,欧盟通过使用高效低损耗配电变压器,每年可节约电能220亿kWh。3国外变压器节能措施目前,世界各国都面临着不同程度的能源问题,也都在积极实施电网经济运行政策,纵观各国电网规划,均需考虑包括可靠性和经济性的协调、对具体线路工程的经济性分析、各类能源传输方案比较、新技术应用、发电和负荷增长的不确定性等关键问题。这其中也包括了对变压器采取经济运行措施、采用新型节能变压器等相关问题。目前世界上现行的变压器标准包括有:美国变压器标准、英国变压器标准、德国变压器标准、欧洲变压器标准、日本变压器标准、法国变压器标准、IEEE、ISO、IEC,各标准都规定有变压器能效指标。4国内变压器经济运行规定与标准我国非常重视变压器设计制造中降低能耗。1998年颁布“第十八批节能机电产品推广项目和第十七批淘汰产品目录”中,国家明确规定了禁止生产和销售S7系列变压器产品,同时推荐使用S9系列变压器;国家“九五”节能大纲指出鼓励生产和使用节能型变压器;2001年年初,国家颁布的“节约用电管理办法”中明确指出,要加速变压器的更新改造、推广节能变压器的使用;2002年年初,国家启动了变压器能效标准的制定工作;电力行业标准制定部门制定了《GB20052-2006三相配电变压器的能效限定值及节能评价值》和《DL/T985-2006配电变压器能效技术经济评价导则》。国家颁布了《中华人民共和国节能法》,实施把节约放在首位的能源发展战略,先后出台了《关于加强节能工作的决定》、《单位GDP能耗考核体系实施方案》和节能技改财务奖励办法。我国除规划设计环节降低变压器的能耗,2008年颁布了变压器经济运行国家标准:《GB/T13462-2008电力变压器经济运行》,该标准讨论了电力变压器经济运行判断与评价,变压器经济运行方法,变压器经济运行管理,变压器经济运行区的概念与计算,改变运行方式节省电能的计算等。是一部详细、具体、全面的规定变压器经济运行的标准。一改过去只重视低压、小容量的配电变压器的经济运行,而忽视高压、大容量电力变压器经济运行的做法。在这个标准中,还澄清了关于“大马拉小车”的认识误区。5国内变压器经济运行实践近几年来,降低变压器损耗已经成为变压器制造厂商、发、供、用电部门共同关注的问题,也是现阶段电力系统经济运行研究的重要课题之一。变压器节电技术主要包括以下两方面的内容。(1)设计制造方面:利用新型电磁材料、新型的生产工艺开发研制出高效节能变压器,用以更新改造低效变压器。通过我国建国60年来变压器的发展情况,可以看出,随着科技的进步、新型材料的应用、加工工艺的改进,低损耗型变压器已经逐步取代建国初的高损耗型变压器,节能型变压器广泛应用,变压器损耗大幅减少。(2)生产运行方面:利