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        經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)方法在配電網(wǎng)變壓器改造中的應(yīng)用

        2011-05-29 03:48:06張?jiān)獋?/span>
        浙江電力 2011年4期
        關(guān)鍵詞:現(xiàn)值供電所年限

        張?jiān)獋?/p>

        (浙江湖州電力技術(shù)培訓(xùn)中心,浙江 湖州 313000)

        降低電網(wǎng)損耗的一個(gè)重要途徑是加速變壓器更新?lián)Q代,這也是節(jié)能減排的重要手段。所以,除了以在短期內(nèi)是否可收回更新所花費(fèi)的投資作為重要考量依據(jù)外,如何參照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),提出最佳的變壓器經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)方法,給出計(jì)算模型,在配電網(wǎng)改造中合理選擇變壓器也十分關(guān)鍵。本文以湖州電力局吳興供電分局城西供電所配電網(wǎng)變壓器改造為例展開(kāi)分析。

        1 變壓器經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)方法

        變壓器經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)方法是比較變壓器價(jià)格及其損耗費(fèi)用,即綜合變壓器的初始費(fèi)用和等價(jià)現(xiàn)值的損耗費(fèi)用,表達(dá)所購(gòu)變壓器全面的綜合費(fèi)用的一種方法。以下是用等價(jià)初始費(fèi)用EFC(E quivalent First Cost)的總擁有費(fèi)用法 TOC(Total Owning Cost)評(píng)價(jià)變壓器經(jīng)濟(jì)效益的具體方法及計(jì)算過(guò)程。

        式中:A為變壓器壽命期間空載損耗每千瓦的資本費(fèi)用系數(shù);B為變壓器壽命期間負(fù)載損耗每千瓦的資本費(fèi)用系數(shù);C為變壓器初始費(fèi)用,方案對(duì)比時(shí)可用其設(shè)備價(jià)格;P0為變壓器空載損耗或鐵損;Pk為變壓器負(fù)載損耗或銅損。

        1.1 變壓器壽命期間單位空載損耗的資本費(fèi)用系數(shù)A的確定

        A通常可以看作變壓器在壽命期內(nèi)不變的數(shù),其值主要由電價(jià)決定,表達(dá)式如下:

        式中:KPW為現(xiàn)值系數(shù);Eb為兩部制電價(jià)中的基本電費(fèi);EL為兩部制電價(jià)中的電量電費(fèi);hPY為年運(yùn)行小時(shí)數(shù),一般取8 760 h(設(shè)變壓器壽命期為20年)。

        1.2 變壓器壽命期間單位負(fù)載損耗的資本費(fèi)用系數(shù)B的確定

        除了電價(jià)因素外,B主要與變壓器所帶負(fù)載特征有關(guān),負(fù)載特征可用年最大負(fù)載損耗小時(shí)數(shù)以及負(fù)載率表示。重負(fù)載、運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)以及負(fù)載率高,其系數(shù)B就大,反之則小。表達(dá)式如下:

        式中:T為年最大負(fù)載損耗小時(shí)數(shù)(由最大負(fù)載利用小時(shí)Tmax和功率因數(shù)cosφ確定);Kf為變壓器負(fù)載率。

        1.3 現(xiàn)值系數(shù)KPW的確定

        在考慮變壓器使用年限損耗費(fèi)用時(shí),要考慮資金的時(shí)間價(jià)值,此時(shí)需將變壓器運(yùn)行中每年的損耗電費(fèi)折算到投資初始的時(shí)刻,因此A和B均含現(xiàn)值系數(shù)KPW,使其等值于設(shè)備購(gòu)置同一時(shí)刻的初始費(fèi)用。

        現(xiàn)值系數(shù)KPW基于計(jì)算年限n(變壓器壽命)、年利率i和年通貨膨脹率a這3個(gè)因素,其計(jì)算式為:

        1.4 投資回收年限計(jì)算方法

        投資價(jià)差回收年限n′按“計(jì)及資金時(shí)間價(jià)值的回收年限的計(jì)算”方法進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算兩種變壓器總擁有費(fèi)用相等時(shí)的使用年數(shù)值,便可得到計(jì)及資金時(shí)間價(jià)值的回收年。計(jì)算式為:

        式中:TOC1為變壓器1的TOC;TOC2為變壓器2的 TOC。

        2 經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)具體應(yīng)用

        設(shè)變壓器使用年限n為20年,年利率i取6%,通貨膨脹率a取5%,負(fù)載率Kf為75%。

        湖州市電力局城西供電所在役的配電變壓器主要以某廠生產(chǎn)的315 kVA和100 kVA容量配電變壓器為主,相關(guān)技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。

        2.1 變壓器空載與負(fù)載的損耗費(fèi)用計(jì)算

        2.1.1 系數(shù)A,B的計(jì)算

        現(xiàn)值系數(shù)KPW為:

        當(dāng)兩部電價(jià)的基本電費(fèi)Eb為28元/(kW·月)(以變壓器容量計(jì)算)、兩部電價(jià)的電量電費(fèi)EL為0.621元/kWh(以平均電價(jià)計(jì)算),變壓器壽命期為20年時(shí),hPY一般取8 760 h,年最大負(fù)荷小時(shí)數(shù)T取2 500 h,則:

        2.1.2 損耗費(fèi)用和使用期20年的TOC總擁有費(fèi)用

        各型變壓器的損耗費(fèi)用和總擁有費(fèi)用見(jiàn)表2。

        從表2可見(jiàn),在新的配電工程中使用新型配電變壓器,雖然設(shè)備的一次性投資比較大,但以20年的使用壽命來(lái)看,總擁有費(fèi)用大大低于舊型變壓器。

        表1 城西供電所主要配電變壓器的技術(shù)參數(shù)

        表2 各型變壓器的損耗費(fèi)用和總擁有費(fèi)用元

        2.2 回收年計(jì)算應(yīng)用分析

        用S11系列配電變壓器更換相同容量的S7和S9系列老變壓器,以及用S9系列變壓器更換相同容量的S7系列老變壓器,計(jì)算其回收年,結(jié)果見(jiàn)表3。其中只計(jì)算購(gòu)置S9和S11型變壓器的費(fèi)用,不扣除更換下來(lái)的老變壓器的回收價(jià)值和更換過(guò)程中的拆裝費(fèi)用。

        表3 各系列變壓器更換后回收年計(jì)算

        從表3可見(jiàn),計(jì)及資金時(shí)間價(jià)值,可以明顯看出用S11系列更換相同容量的S7系列變壓器比使用S9系列的回收年限更短更合理,也更有利于節(jié)能減排。由于通貨膨脹率a取值大,資金時(shí)間價(jià)值體現(xiàn)小。

        3 利用評(píng)價(jià)方法改造在役變壓器案例

        根據(jù)以上用S11系列變壓器更換S7系列變壓器回收年計(jì)算的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),得出以下結(jié)論:

        (1)對(duì)于達(dá)到報(bào)廢年限的S7系列變壓器和新的配電變壓器,直接采用S11型進(jìn)行更換,能得到最高的經(jīng)濟(jì)效益。

        (2)對(duì)于在役的S7系列變壓器,不管其剩余報(bào)廢年限為多少年,即使直接報(bào)廢且不計(jì)回收價(jià)值,采用S11型進(jìn)行更換也可在較短的時(shí)間內(nèi)回收成本。

        (3)更換不同服役年限的S7系列變壓器時(shí),服務(wù)年限越短,其一次投資剩余價(jià)值浪費(fèi)越大,服務(wù)年限越長(zhǎng)經(jīng)濟(jì)效益越好。

        湖州供電局城西供電所在實(shí)際選擇變壓器時(shí),為降低運(yùn)行損耗、達(dá)到最好的初期投資和運(yùn)行損耗的最佳優(yōu)化,利用經(jīng)濟(jì)型評(píng)價(jià)的方法,在最近幾年的配電網(wǎng)改造和建設(shè)中,用S11,S9系列變壓器代替舊型設(shè)備,在降低電能損耗方面取得了良好的效果。具體做法為:

        (1)在綜合了解用戶負(fù)荷前提下,盡量根據(jù)變壓器工作在50%~70%利用率情況下選擇變壓器容量。

        (2)變壓器長(zhǎng)期固定運(yùn)行情況下可以考慮損耗較小的新型變壓器。

        (3)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)供電情況,變壓器安裝應(yīng)選擇在供電負(fù)荷重心區(qū)域。同時(shí)盡量保證變壓器三相負(fù)荷平衡,減少負(fù)序電壓損耗。

        (4)變壓器的選擇應(yīng)根據(jù)變壓器損耗和外接線路的投資來(lái)充分比較考慮,盡量達(dá)到線路初期投資小和變壓器損耗低的優(yōu)化方案。

        通過(guò)以上具體措施,有效降低了配電變壓器的單位容量運(yùn)行電能損耗。表4為2005-2007年農(nóng)村公用變以下的供電量、變壓器損耗電量(簡(jiǎn)稱變損電量)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

        表4 城西供電所2005-2007年農(nóng)村公用變以下的供電量、變損電量統(tǒng)計(jì)

        4 結(jié)語(yǔ)

        S11型變壓器的性能指標(biāo)優(yōu)于S9型變壓器。在配電網(wǎng)改造中,使用S11系列變壓器比使用S9系列來(lái)更換相同容量的S7系列變壓器在節(jié)能減排上具有更大的優(yōu)越性,資金投資回收年限更短,經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益更好,符合我國(guó)建設(shè)“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)”,走節(jié)能減排新興工業(yè)化道路的政策。

        [1]周勝,趙凱.配電變壓器的節(jié)能潛力及評(píng)價(jià)方法[J].大眾用電,2004(9)∶25-27.

        [2]胡景生.電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與能源標(biāo)準(zhǔn)化[M].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2007.

        [3]姚志松.新型配電變壓器結(jié)構(gòu)、原理和應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1998.

        [4]劉介才.供電工程師技術(shù)手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1998.

        [5]胡景生.變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行[M].北京:中國(guó)電力出版社,1999.

        [6]許業(yè)清.供用電技術(shù)[M].北京:中國(guó)科技大學(xué)出版社,1992.

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