配电变压器能效技术经济评价课件.ppt

1、国网武汉高压研究院 WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTE配电变压器能效技术经济评价导则配电变压器能效技术经济评价导则Guide for determining energy efficiency for distribution transformers国网武汉高压研究院 WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTE本标准是根据国家发展和改革委员会办公厅关于印发2005年行业标准项目计划的通知(发改办工业2005 739号)文的安排制的。本标准提供了一种分析比较配电变压器能效的技术经济评价方法，目的是为了协助配电变压器用户从经

2、济角度更加直观地了解、评判变压器的节能效益。该方法综合考虑了变压器价格、损耗、负荷特点、电价等技术经济指标对变压器经济性的影响，有助于变压器用户全面、正确地认识高效节能变压器的经济性，选择到最经济、合理的配电变压器，并推动高效节能变压器的使用。国网武汉高压研究院 WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTE本标准参考了国际上的部分标准，在综合分析和考虑我国配电变压器设备应用的实际情况，以及电力行业改革进展情况的基础上，结合我现行国家及行业标准，提出了适用于我国具体情况的计算公式和参数。国网武汉高压研究院 WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH IN

3、STITUTEu范围 本标准规定了用于分析比较配电变压器能效的技术经济分析计算方法，可帮助用户对所规定范围的变压器进行合理有效的选择。 本标准适用于单相和三相的干式和油浸式配电变压器。本标准不适用于10kVA以下的油浸式变压器、15kVA以下的干式变压器、牵引变压器、改造的变压器、试验变压器等。国网武汉高压研究院 WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTEu术语和定义下列术语和定义适用于本标准:配电变压器 distribution transformer 由较高电压降至最末级配电电压，直接做配电用的电力变压器。变压器经济使用期 economic lifetime

4、 of distribution transformer 变压器用户对所选用配电变压器经济运行年限的预期。作技术经济评价分析计算时，一般采用20年。等效初始费用 Equivalent First Cost ,EFC 将变压器经济使用期的年度费用贴现到某一基准年(通常取变压器投运年份)的现值费用。国网武汉高压研究院 WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTE总拥有费用 Total Owning Cost ，TOC 变压器的总拥有费用是指配电变压器在其整个经济使用期内的所有投资及运行费用之总和。包括配电变压器的初始投资(包括设备购置费用及安装调试费用等)和在其整个经

5、济使用期内将要支付的电气损耗费用(包括变压器因空载损耗和负载损耗所引起的运行费用)的等效初始费用。总拥有费用法TOC method 通过分析计算各可行技术方案下的变压器总拥有费用，选择费用最少的方案作为最佳经济方案的分析方法。国网武汉高压研究院 WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTE年贴现率i 反映投资者对所欲投资项目的预期收益，或对投资回报的基本期望值。该值通常应高于银行的现行贷款利率(至少不低于贷款利率)。 年贴现率可根据投资者对投资回报的期望进行取值，包括对未来通货膨胀的综合考虑;也可参照国家发布的行业基准贴现率取值。变压器年带电小时数HPy 指变压器

6、一年中接入电网的时间。通常取8760h，但也有例外，例如带排灌负荷的变压器，这种变压器在一年中有可能部分时间不带电，因此其实际带电小时数小于87600国网武汉高压研究院 WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTE变压器负载系数 指变压器的年平均负载与额定容量之比值。 年负荷等效系数PL 将变压器经济使用期各年负载等效到计算基准年的等效系数。该系数的计算公式见本标准的式(5)。 变压器高峰负载同时系数RF 反映变压器负载与其所在电网最大负荷的分散度指标。指系统出现年最大高峰负荷时的变压器负载值与变压器自身的年最大负载值之比。该系数之值小于或等于1国网武汉高压研究院

7、 WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTE年最大负载利用小时数Tmax 指变压器一年中输送的电能(kWh)与其年尖峰负载(kW)之比。年最大负载损耗小时数 指变压器的年电能损耗量(kWh )与一年中所发生的最大损耗(kW)之比。负载损耗的温度校正系数Kt 将负载损耗校正到特定参考温度下的系数。国网武汉高压研究院 WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTEu配电变压器能效评价方法 配电变压器能效技术经济评价通过综合计算配电变压器设备的初始投资，以及经济使用期内各年因空载损耗和负载损耗所产生的损耗费用等，对技术上可行的各选方案进行综

8、合分析与比较，筛选推荐出技术可行、经济最优的方案(即计算期总费用最小的变压器).国网武汉高压研究院 WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTEn配电变压器能效评价方法及基本计算公式对配电变压器进行能效经济评价，可采用综合考虑其初始投资和在其经济使用期内将要支付的电气损耗费用的综合能效费用法(TOC方法)。国网武汉高压研究院 WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTE配电变压器的综合能效费用(TOCEFC)包括:配电变压器的初始费用(CI)、空载损耗的等效初始费用(P0EFC)和负载损耗的等效初始费用(PkEFC )，其计算表达式为

9、 TOCEFC=CI十P0EFC+PkEFC 或 TOCEFC=Cl+ (AP0 +BPk) /1000 （公式1）国网武汉高压研究院 WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTE式中:TOCEFC配电变压器的综合能效费用，元; CI配电变压器设备初始费用，元。对于新项目，CI采用设备价格即可;对于更换变压器项目，CI应包括设备价格、运输、安装费用等:P0EFC变压器空载损耗的等效初始费用，元;P0EFC变压器负载损耗的等效初始费用，元;P0变压器额定空载损耗，W;PK变压器额定负载损耗，W;A单位空载损耗的等效初始费用，元/kW ;B单位负载损耗的等效初始费用，

10、元/kW o国网武汉高压研究院 WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTE配电变压器单位空载损耗的等效初始费用A系数是指在整个配电变压器经济使用期内，每单位千瓦空载损耗所引起的费用总支出的贴现值。配电变压器的单位负载损耗等效初始费用B系数是指在整个配电变压器经济使用期内，每单位千瓦负载损耗所引起的费用总支出的贴现值。对供电企业和一般工、商业企业而言，A, B系数的计算公式及参数选取略有不同，分别见本标准4.2和4.3 国网武汉高压研究院 WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTEn供电企业的A, B系数计算公式计算供电企业配电变压

11、器的损耗费用，应根据变压器经济使用期间供电企业的平均购电成本和其电网的网络扩展平均增量费用来确定。供电企业平均购电成本是指在变压器经济使用期内，供电企业向发电企业以及输电企业采购电力电量的平均综合购电成本。应根据变压器经济使用期间供电企业所在地区的电力市场运行模式、短期及长期购售电合同等情况进行分析预测。国网武汉高压研究院 WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTE电网平均增量费用指变压器经济使用期间，供电企业因电网扩展所产生的单位增量容量的平均年费用，包括新增资产的财务费用、税费、保险费、运行维护费、调试费等。供电企业的电力负荷特性、预计的系统最大负荷、系统维

12、护、可靠性、现有和未来的电力供需平衡情况等是影响供电企业网络扩展平均增量费用的主要因素。国网武汉高压研究院 WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTE单位空载损耗等效初始费用(A系数)的计算公式。 供电企业的单位空载损耗等效初始费用A系数(元/kW)的简易计算公式如下：()(1)pvenpycaAkEHEL其中：1 1/(1)/npvkii（公式2）（公式3）国网武汉高压研究院 WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTEpvki贴现率为i的连续n年等年费用现值系数;式中：年贴现率;nenEcaEpyH配电变压器经济使用期年数;供电

13、企业平均购电成本，元/kWh;供电网平均年增长费用，元/kWh;配电变压器的年带电小时数，通常取8760h;L 供电网的附加损耗系数国网武汉高压研究院 WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTE单位负载损耗等效初始费用(B系数)。 供电企业的单位负载损耗等效初始费用B系数(元/kW)的简易计算公式如下22()(1)encatBEERFPLLk RFtk式中变压器高峰负载同时系数；年最大负载损耗小时数，h; 变压器的温度校正系数，根据电力变压器标准GB 1094.11094.2-1996和干式变压器标准，GB 6450-1986，可以认为我国变压器(油浸式和干式)

14、铭牌上所标示的额定负载损耗、短路阻抗均为按照其绝缘耐热等级校正到相应的参考温度下的数值，因此温度校正系数可取为1.0（4）国网武汉高压研究院 WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTE式中：n0gi配电变压器经济使用期年数;变压器初始负载系数，标幺值;变压器最大负荷年增长率，预测值;年贴现率;L 供电网的附加损耗系数PL 变压器经济使用期间的年负荷等效系数。由于变压器负载损耗随变压器负载成平方关系变化所以在B系数的计算公式中PL以平方表示。 PL平方 的计算公式为(假设变压器在经济使用期内不需要因负荷增长太快而被更换)22(1)222PL(1)1/(1)(1)(

15、1)(1)(1)(1)njjnnngiigiig0j=10当g等0（即认为变压器经济使用期内负载不变）时220pvPLk（5）国网武汉高压研究院 WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTEu工业商业企业配电变压器的A、 B系数计算公式单位空载损耗等效初始费用(A系数)。 工业商业企业配电变压器的单位空载损耗等效初始费用或A系数(元/kW)主要与电价有关，其简易计算公式如下(12)pvepycAkEHE式中：pvkcEeEpyH现值系数，计算方法同前面;变压器用户支付的单位电量电费，元/kWh;变压器用户支付的单位容量电费，即两部制电价中按最大负荷需量收取的月基本

16、电费，元/kW;变压器带电小时数，通常为8760h;（6）国网武汉高压研究院 WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTE单位负载损耗等效初始费用(B系数)。 工业商业企业配电变压器的单位负载损耗等效初始费用或B系数(元/kW),除电价有关外，还与变压器所带负荷的负载特征有关。其简易计算公式如下2(12)ectBEEPLk 式中：PLcEtk变压器经济使用期间的年负载等效系数，计算方法同前面年最大负载损耗小时数，h;变压器用户支付的单位容量电费，即两部制电价中按最大负荷需量收取的月基本电费，元/kW;变压器的温度校正系数，通常取1.0;（7）国网武汉高压研究院 W

17、UHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTE年最大负载损耗小时数cos 年最大负荷损耗小时数可根据变压器的年最大负载利用小时Tmax和功率因数 确定。不同功率因数( )及年最大负载利用小时数（Tmax)情况下的年最大负载损耗小时数（）取值，以及不同用电行业的最大负荷利用小时数(Tmax)与年最大负载损耗小时数（）的典型值分别见下表1和表2 ,Tmax与的关系图如图1所示。cos国网武汉高压研究院 WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTE表1 不同功率因数及年最大负载利用小时数下的年最大负载损耗小时数（）国网武汉高压研究院 WUHAN

18、 HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTE表2 不同用电行业的最大负荷利用小时数与年最大负载损耗小时数的典型值国网武汉高压研究院 WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTE图1 Tmax与的关系图国网武汉高压研究院 WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTE案例分析 案例: 假设一有色冶炼企业准备安装一台容量为800kVA的配电变压器，在型号A,型号B与型号C变压器中进行选择。该企业是采用三班制生产，变压器负载率为75 % 采用本标准介绍的TOC法进行分析的步骤如下: 国网武汉高压研究院 WUHAN HIGH

19、 VOLTAGE RESEARCH INSTITUTE步骤一: 确定相关技术经济参数 1)根据三款变压器的铭牌，获得其基本技术参数，见下表：技术参数国网武汉高压研究院 WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTE2) 根据业主的考虑，确定对变压器使用年限、回报期望以及未来负荷增长情况;根据企业所在地区的电价结构及变压器厂家报价，确定相关经济参数，见下表：经济参数国网武汉高压研究院 WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTE3)根据企业性质及生产安排等各方面情况，确定基本运行参数见下表(可参考前面的年最大负载损耗小时数部分)。运行参数

20、国网武汉高压研究院 WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTE步聚二 : 分析计算1)根据式(3)计算得到现值系数kpv，为9.8181474;2)根据式(6)计算得到A系数，为36759.14元/kW ;3)根据式(7)计算得到B系数，为13475.41元/kW4)根据式(1)计算得到型号A,型号B及型号C变压器的TOC值，分别为216168元、207094元和191643元。国网武汉高压研究院 WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTE步聚三 : 根据分析结果进行方案选择1)根据以上分析可以看出，型号C和型号B变压器的TOC值

21、均比型号A变压器低。该计算结果意味着: 尽管型号C和型号B变压器比型号A变压器的价格分别贵25%和10%，但由于型号C变压器和型号B变压器的空载损耗比较低，因此每年因损耗而支付的运行费用比型号A少。从20年长期运行的综合经济效益来看，如果采用型号C变压器或型号B变压器.企业为变压器的运行总费用支出比采用型号A变压器节省。因此， 选择型号C变压器或型号B变压器比型号A经济合理 型号C变压器比型号B变压器的经济性更好。国网武汉高压研究院 WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTE2)敏感性分析一: 假设业主对回报的期望提高到12%，型号C变压器及型号B变压器的TOC

22、值仍比型号A低。 因此，选择型号C变压器或型号B仍是经济合理的国网武汉高压研究院 WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTE3)敏感性分析二: 假设该企业的用电价格下降为月容量电费15元/kW，电量电费下降到0.20元/kWh.型号C变压器和型号B变压器的TOC值仍比型号A低。 因此，选择型号C变压器或型号B是经济合理的。国网武汉高压研究院 WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTE4)在上述基本技术经济参数情况下，只要型号C变压器价格比型号B变压器价格不高于63%,型号C变压器相对于型号B变压器是经济的；5)在上述基本技术经济参数情况下，只要型号C变压器价格比型号A变压器价格不高于24%,型号B变压器相对于型号A变压器是经济的国网武汉高压研究院 WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTE6)综合各方面分析认为: 选择型号C变压器或型号B变压器比型号A变压器经济合理; 型号C变压器的经济性最好。国网武汉高压研究院 WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTE 谢谢大家！谢谢大家！