国家《节能减排“十二五”规划》中明确指出在“十二五”期间,各行各业的企业必须以节能减排为宗旨,切实落实好节能减排工作的实施。规划中指出,电力变压器损耗要求下降10%-19%。电力变压器是电力输送的关键电气设备,变压器损耗在电网损耗中占30%~40%,而我国所有变压器自身损耗占全国发电量的2%以上。降低变压器损耗,提高输变电效率,是目前世界各国普遍关注的问题,也是各级政府机构和用电单位抓工业产品节能的重点。2012年11月6日,欧盟-中国节能变压器促进项目组负责人张凌宇在2012变压器能效国际论坛上表示。同时,论坛上众多企业反映,目前标准落后、产能过剩、市场混乱等问题也随之而生,如何继续推进节能变压器发展成为行业关注的重点。
据了解,高能耗公变主要指的是S7型及以下系列变压器,取而代之的将是S11型及非晶合金节能型变压器。根据测试,在同一工况下,一台列入淘汰目录的315千伏变压器的自耗电,与一台同容量节能型变压器相比,节能型变压器一年要少耗电6000千瓦时左右。在降低损耗的同时,节能型变压器供电更可靠,电能质量更高,经济效益和社会效益兼具。
在能源紧张的今天,节约电能已经成为大家的共识,而如何做到合理的节约电能也就成为电气工程设计的一个重点。 节能型变压器是指性能参数空载、负载损耗均比GB/T6451平均下降10%以上的三相油浸式电力变压器(10kV及35kV电压等级);产品性能参数空载、负载损耗比Gwr10228(组I)平均降低 1O%以上的干式变压器。目前节能型变压器主要有“9”、“10”、“11” 型等系列油浸变压器和“9”、“10”型等系列干式变压器,其中有叠铁心、卷铁心和非晶合金铁心等。
十一五期间,受益于电力工业的蓬勃发展,变压器行业保持了持续稳定的增长态势。据中国电力企业联合会公布的数据显示,2010年,全国基建新增发电生产能力9127万千瓦,全国发电设备容量为96219千瓦。十一五期间,全国电力装机连续跨越6亿、7亿、8亿、9亿千瓦大关,年均增长13.22%,满足了经济发展对电力的强劲需求。同时,我国电力建设发展迅猛,变压器需求量迅速增加,导致国内相当一部分变压器企业快速扩大产能,甚至个别企业产能翻番。据统计,我国变压器制造企业约有1500家,年产能约30亿千伏安,而近3年来,我国变压器年需求量最多也就在15亿千伏安左右。
在电源基本建设投资规模增长的同时,我国电网建设速度也明显加快,规模不断扩大。截至2011年底,我国配电变压器运行总数约为1350万台,其中S11及以上的节能型配电变压器为294万台,占总数的21.8%;公用配电变压器总数约为297.5万台,其中S11及以上的节能型配电变压器为100万台,占总数的33.6%;专用配电变压器总数约1052.5万台,其中S11及以上的节能型配电变压器为194万台,占总数的18.4%;非晶合金配电变压器运行总数约为11万台,占总数的0.8%.其中城市配电网占7万台,农村配电网占4万台。
节能型变压器节能原理
变压器增容(节电)技术主要是提高变压器的利用率。具体措施是通过对企业实际用电情况测试,根据电机的实际工作状况,在电机上加装“量身定做”的增容节电器(专有技术),该增容节电器作用有二:
1、使用电系统中所有电机的功率因素趋近于1(实际功率因素大于0.98-0.99),基本取消无功功率;
2、提高电机的效率η,则电机在相同的输出功率的情况下,有功电能消耗降低。
通过对系统全面改造,使变压器的视在功率大幅下降,以起到增容的作用,一般情况下,低压(400V)变压器可以增容50%-120%,高压(6KV、10KV)变压器可以增容30%左右。对需要增容的企业而言,其经济意义如下:
1、避免增容的一次性投资,包括变压器购置费、土建费、配电柜和开关柜购置费、线路改造费以及增容设计费等;
2、避免了增容变压器的自身电能损耗,同时由于电流大幅下降,减少了线损;
3、1KVA变压器每年可以节约基本电费180元(基本电费按15元/月KVA计算,如当地收费不同,可以相应调整)。
对于不需要变压器增容的企业,通过技改后,可以将原先的大变压器更换成小变压器,这样既降低了变压器的电能损耗,又可以节约大量的基本电费。
节能型变压器市场情况
众所周知,变压器是输变电行业中的耗能大户。据估计,中国变压器的总损耗占系统总发电量的10左右,如损耗每降低1,每年可节约上百亿度电。变压器的节能降耗已是势在必行。
中国变压器的发展经历了几个阶段,国家在节能方面的重视从未发生过改变。上世纪80年代中期,我国政府强制性地采用S7系列低损耗配电变压器在全国范围内淘汰正在电网运行的JB1300-73和JB500-64标准的高能耗变压器。从1998年开始,政府又不惜代价地在全国推行两网改造,用S9系列配电变压器取代S7系列。与S9一样,作为第七代节能产品的还有非晶合金变压器、卷铁心变压器、全密封变压器等。
但这先后两次全国大规模的更新换代,新产品仅比老产品降低空载损耗约8至15。目前市场上已出现了比S9系列更节能的产品,如S10、S11系列等。节能在变压器领域仍在继续。
目前中国的节能型变压器以小型、配电型为主。普通的小型、配电变压器比较便宜,主要应用于农村等经济不很发达地区。而一旦变成节能型的,价格大大提高,这往往不被很看重价格的小电机用户所接受,直接影响到节能变压器的销售。如果生产用于城市、大发电厂等的大型节能型变压器,因为用户认识程度高,有可能推广,但原材料数量有限以及巨大的成本又使得这一想法变得不现实。现实的种种原因使节能型变压器不能大面积的得到推广。
节能型变压器的应用
中国变压器的发展经历了几个阶段:上世纪80年代中期,中国政府强制性地采用S7系列低损耗配电变压器在全国范围内淘汰正在电网运行的JB1300-73和JB500-64标准的高能耗变压器。从1998年开始,中国政府又不惜代价地在全国推行两网改造,用S9系列配电变压器取代S7系列。与S9一样,作为第七代节能产品的还有非晶合金变压器、卷铁心变压器、全密封变压器等。
但这先后两次全国大规模的更新换代,新产品仅比老产品降低空载损耗约8至15。目前市场上已出现了比S9系列更节能的产品,如S10、S11系列等。节能在变压器领域仍在继续。
2005年8月18日,中国国家标准化管理委员会(SAC)颁布了三相配电变压器能效限定值及节能评价值的相关标准。本标准规定了三相配电变压器能效限定值和试验方法。拟定于WTO秘书处分发之日起90天后批准,并于批准日起6个月后生效。
该标准由全国能源基础与管理标准化技术委员会提出,由中国标准化研究院等单位联合起草。规定了三相配电变压器的能效限定值、目标能效限定值、节能评价值和试验方法。该标准适用于三相10kV,无励磁调压额定容量30kVA至1,600kVA的油浸式和额定容量30kVA至2,500kVA干式配电变压器,不适用于充气变压器。
该标准主要包括配电变压器能效限定值、配电变压器目标能效限定值、配电变压器节能评价值。
配电变压器的能效限定值是指在规定测试条件下,配电变压器的空载损耗和负载损耗的标准值。这项定义规定了配电变压器损耗的最大值,即配电变压器的市场准入值。该标准规定的油浸式配电变压器与干式配电变压器的能效限定值相当于现行S9系列产品的损耗水平。换句话说,今后如生产的产品损耗值大于该标准规定值,即属于非法。
配电变压器目标能效限定值是指配电变压器预期未来的损耗值应降低到的某一水平的损耗值。标准目前规定的目标期限是4年,即4年后损耗应降低到的数值。目标能效限定值的规定,为厂家进一步明确了节能降耗的努力目标。该值实施后,将替代标准中原配电变压器能效限定值。