变压器原材质的资本压力,全面晋级配电变压器

来源:http://www.jinxingtiaoma.com 作者:能源节能 人气:101 发布时间:2019-11-03
摘要:一、方案背景 变压器节能是在产品质量要求和性能安全可靠基础上所提出的更高要求,这将带来设计、制造等额外的成本投入,以满足用户降低更多能源损耗的需求。因此,这不仅需要

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一、方案背景

变压器节能是在产品质量要求和性能安全可靠基础上所提出的更高要求,这将带来设计、制造等额外的成本投入,以满足用户降低更多能源损耗的需求。因此,这不仅需要以全寿命周期管理思想为前提,计算投资与回收的长期经济效益、也需要建立在公平竞争、有效监督管理和节能财税优惠等市场与政策支持的有效机制。

为贯彻《中华人民共和国节约能源法》,落实《重大节能技术与装备产业化工程实施方案》(发改环资〔2014〕2423号),加快高效配电变压器开发和推广应用,全面提升配电变压器能效水平,促进配电变压器产业结构升级,工业和信息化部、质检总局和发展改革委决定组织实施全国配电变压器能效提升计划。

而目前配电变压器行业竞争激烈,面对原材料成本高的压力,以及节能评估体系建设和市场监督管理的不足,选用节能变压器所面临的较高初次投入,使得节能变压器的推广带来一定的困难。下面小编给大家介绍一下变压器的相关问题。

作为节能减排的重要措施,国际上很多国家都出台了配电变压器能效提升政策。我国也出台了多项政策,推动高效配电变压器应用和产业发展。

变压器原材料的成本压力

2012年,国务院发布了《节能减排“十二五”规划)),明确要求“十二五”期间降低电力变压器损耗,其中空载损耗降低10%〜13%,负载损耗降低17%〜19%。

变压器原材料,包括硅钢片、铜等材料的价格高是节能变压器发展所面临的主要困难和问题。变压器损耗的降低主要来自于冷轧取向硅钢片技术工艺的进步所带动的空载损耗降低和变压器绕组的负载损耗降低。由于近两年宝钢产能扩大和技术水平提高,和武钢一起逐步满足国内市场对于冷轧取向硅钢片的要求,因此硅钢片的市场价格也将逐步趋于稳定。 “而对于电磁线,并没有基于材料性能上的更加经济的技术革新”,使得变压器的生产企业和电磁线的供应企业在居高的铜价和剧烈的价格波动中,难于控制成本,也大幅压缩了企业的利润空间,降低了进一步降低负载损耗的意愿。

2013年,质检总局和国家标准委共同发布了国家标准《三相配电变压器能效限定值及能效等级)) (GB 20052-2013 ),比2006版标准对配电变压器能效指标提出了更高要求。  

我国是缺铜国家,精铜主要来自进口,铜价受国际供需和国际游资影响。面对这样一种环境和资源需求,更应该综合考虑铜资源利用对产业影响并分析促进社会经济价值最大化的合理应用区间。

2015年8月工信部、质监局和发改委共同下发了《配电变压器能效提升计划(2015-2017年)的通知》。

资源可以固化为社会财富,也是经济发展的持续动力。对于具备一定金融属性的金属材料使用,应该分析其长期的资源利用价值和所应用设备的使用价值,调整外汇使用和投资政策,并关注充分利用好现有设备的可再循环资源的回收和再利用,调整耗能产业结构,充分利用国外的资源,提升国内的资源利用效率和促进循环经济的发展,并发挥资源利用的长期经济价值。

充分利用财税政策引导市场需求

缺乏变压器全寿命周期管理

一是推动实施配电变压器能效领跑者制度,研究制定相关激励措施,加大高效配电变压器推广力度。结合《三相配电变压器能效限定值及能效等级》及其他相关标准,定期发布高效配电变压器产品和企业推荐目录,通过市场机制推动高效配电变压器使用。

很多的电力用户并没有建立起积极的资产全寿命周期成本管理、环境影响评定并缺乏有效的评估和能源服务人员。在配电变压器当中,采购人员或者对于节能变压器的经济运行和综合成本评价认识不足,或者在资金有限的情况下仅能考虑短期的投资成本,而不得不忽略长期运行和维护成本。

二是推动高耗能行业差别性电价政策,提升用能单位节能内生动力,提高企业购买高效配电变压器的积极性。

政策法规需要更加细致的实施和有力的监管由于变压器的制造特点,使得用户很难判定新购买变压器的质量、性能和标定的损耗水平是否真实满足标准。加上运行管理中对于用能计量的不足,无法评定实际运行损耗并提出更为有效的经济运行和管理措施。

三是鼓励各级地方政府制定实施差异化的高效配电变压器补贴政策,进一步带动高效配电变压器推广应用。

目前,电网用户已在积极想办法,采取抽检、临检的方式,以确保新采购变压器满足安全运行和实际损耗要求,杜绝伪劣产品的流入。

推动淘汰高耗能变压器

加强节能信息沟通与政策标准的协调发展节能变压器政策和技术信息包括了变压器的设计、生产、采购、运行、服务和融资的各个环节,因此,加强整个供应链的信息交流有利于上游对于下游需求的把握,加强技术升级,同时也有利于用户了解所负担的综合成本,积极寻求节能投资的好项目,以发挥节能采购和改造的最大经济效益。

综合利用行政手段和市场机制,推动高耗能配电变压器逐步退出应用。

另一方面,由于目前产品标准与国家能效标准对于损耗的要求在个别条款中描述的差异,也造成了用户对损耗指标的疑问。目前在配电变压器能效标准的修订中,将更好地协调国家行业等标准对于各项指标的要求,并互相促进以利于整体行业技术的发展。

一是依据相关标准,将达不到能效限定值要求的高耗能配电变压器类型纳入《高耗能落后机电设备(产品)淘汰目录(第四批)》。

变压器节能效益评估和缺乏融资服务

二是推动电网公司和工业企业开展在用配电变压器普查,对列入淘汰范围的高耗能配电变压器,制定淘汰计划并组织实施,并将其纳入万家企业节能低碳行动工作。

在非供电企业中,变压器节能量也与电费的收取方式有关。在节能变压器的推广中,对于按照变压器容量计算基本电费时所可能造成节能但不节钱的情况将不利于节能变压器的选择,而发挥不出节能变压器的应有作用。

二、方案概述

在部分老旧变压器的节能改造中,由于改造资金的不足,且改造的投资回收期较长,如无优惠政策的支持,企业变压器节能改造将有一定难度。

某企业的供电系统,由2台16000kVA变压器组成。进线电压为35kV,出线电压为10kV。型号为SF7-16000/35,为国家强制淘汰产品。

目前,尽管有很多融资服务,如合同能源管理模式,变压器的CDM或PCDM项目,都很少针对中小企业的变压器改造提供服务。尽管在融资服务上有一定的困难,但是随着政府部门的节能力度的深入,节能变压器未来可能进入惠民工程和享受所得税优惠政策,对节能变压器将带来进一步的推动作用。

主要用电设备为动力负荷。

国家计委节能局在1983年颁布实施的《关于节约能源基本建设项目可行性研究的暂行规定》中指出:计算投资回收年限一般不应超过5年,最长不超过7年,做为权衡投资与节能效益的政策规定。

目前遇到的问题

根据以上计算结果,可得出如下结论:

(1)变压器属于落后强制淘汰产品,变损过大;

SH12较S7,S9多投资的部分均在政策规定的年限内收回,因此目前推广应用SH12符合节约能源的国家政策导向;

(2)变压器受电容量大,基本电费过高,使用成本增大;

在农村地区一般情况下平均负载率为15%~20%,SH12较S7多投资回收年限稍长,但较S9多投资的回收年限较短,说明在农村地区权衡SH12、S9的投资及节能效益时,应做出推广应用SH12代替S9的决策;

(3)由于变压器使用年限较长,接近使用寿命,可靠性降低。

在工矿企业中,实行三班制,负载率一般在50%~80%,SH12多投资的回收年限较农村地区短,其投资效益更加显著;

希望对供用电系统进行多元优化,使得投资减小,电费降低,达到节能降耗的目的。

广泛推广应用非晶合金铁芯变压器,无论是在农村地区的农网改造,还是在厂矿企业,尤其是在新建的配电室变电站中,建议均应采用SH12,如一次性投资到位,可避免短期的重复投资。

遵从电力供电系统的“四性”原则,即:安全性、可靠性、灵活性、经济性原则。改造是在原来供电容量的基础上进行的,还能做到多供少损,把供电容量降低。原有变压器的低压配电柜及连接母排一律保留,不做任何更换。供电方式不变。原有所带设备的连接方式及出线柜均不变。

1、对变电房供电系统其中1台变压器进行多元优化改造

新的供电系统,首先根据企业的设备特性、运行工况、用电特性以及用电设备拓扑距离等,量身定做,设计和制造一台有针对以上工况和特性的1台S11系列16000kVA节能变压器及节能配电装置,替换原来其中1台S7系列16000kVA普通变压器的供电系统。

2、对变电房供电系统第2台变压器进行多元优化改造

首先根据企业的设备特性、运行工况、用电特性以及用电设备拓扑距离等,量身定做,设计和制造一台有针对以上工况和特性的1台6300kVA节能变压器及节能配电装置,替换原来东边变电房16000kVA普通变压器的供电系统。

3、这2台节能变压器参数及特性相匹配,可以进行并联使用。并联后,不仅能满足所有用电设备的用电要求,而且系统运行平稳,节约减少线损。

这种供电方式,不仅符合供电要求,在不增容并停掉1台16000kVA的情况下,不仅能满足原来的用电设备及新上项目用电设备的用电要求,而且系统运行平稳,节约设备消耗的电能,实现了多供少损的目标。

改造节约电度电费

1、变压器所带的用电设备的电费,每月在1400万度电左右,约合1000万元。

节能变压器及节能装置,组成新的供电系统。改造后的供电系统能够节电5~10%,每月节省的消耗电费约为:

1000×5~10%=50~100万元。

每年节省的消耗电费为:600~1000万元。

2、减少受电变压器的容量,变压器容量节省:

16000kVA-6300kVA=9700kVA。

每月节省基本电费为:

9700kVA×32元/kVA=31.04万元。

每年节省的基本电费为:372.48万元。

3、节能效果合计

年节电费用:改造节约电费+减少变压器容量费用=总节电费用。

年节电费用:600~1000万元+372.48万元= 972.48~1372.48万元。

三、多元优化供电节电技术特点

根据企业用电状况、运行工况和用电特性,以及计算出的最佳供电参数,设计并制作一台针对企业负载特性的专用节能高效变压器。该供电节电技术具有如下特点:

(1)该供电设备的参数与用电负载参数相匹配。这样供电系统既能够提高供电效率,减少损耗,又能够增加带负荷的能力,达到多供少损的效果。

(2)由于该供电设备的参数与用电负载参数相匹配,使得无功功率降低,提高了供电效率。

(3)该供电设备采用三相电流平衡技术,利用对称分量提取出不平衡电流的瞬时负序分量,通过极间阻抗补偿负序电流分量,促进三相电流平衡,解决了动力设备负序做功现象。

(4)在变压器绕组中合理加入电抗,高效消除谐波,避免动力设备额外发热,减小转矩脉动及设备上的机械应力,从而减少电能损耗。

(5)使用新技术新工艺,采用高标号有取向硅钢,设计制作的节能变压器,大大减少了磁阻,空载损耗大大降低,提高了变压器功率因数,同时也降低了负载损耗,过载能力大大提高,改善了电网的供电品质。

(6)由于利用新技术提高供电系统的品质和用电效率,系统运行更加平稳,对用电设备更加安全,并达到减少供电容量及用电量的目。

(7)在变压器中适当位置,加入磁屏蔽,达到抑制谐波损耗,减少漏磁的目的。从而使得设备更节能。

(8)变压器的次级为双绕组。对双绕组进行移相设计,这样可以大大拟制谐波。

由于谐波造成的变压器铁芯中的磁通量的减少和变压器绕组中导线的集肤效应加大,也就是最通常的铁损、铜损增加,必然造成变压器工作温度上升,形成恶性循环,降低效率。

由于移相大大拟制谐波,减少了变压器发热,提高供电效率。

(9)消除谐波对供电电缆的影响

由于用户系统中导线阻抗的频率特性,导线的电阻会随着频率的升高而增加,又由于导线中集肤效应的作用,谐波会使得用户自身供电系统中导线的附加损耗增加。尤其值得注意的是这类谐波还会使三相供电系统中的中性线的电流增大,导致中性线过载而引发故障。且大大浪费了电能,无谓的多交电费。谐波减小,线损就会减小。

(10)消除谐波谐波对电动机的影响

由于集肤效应、磁滞、涡流等现象将随着谐波次数增高而使得各类旋转电机的铁芯和绕组中产生的附加损耗增加。在一般的工业用户中,各类电动机负载往往要占整个负载的70% — 80%。由此可见,谐波对一般工业用户会带来很大的不必要的电能损耗。此外,谐波造成的电机转子的脉冲转矩也将使电机的转轴产生扭曲振动,使设备疲劳过度而损坏。谐波减小,使得电动机等动力负荷耗电量降低,寿命延长。

[if !supportLists](11)[endif]所有企业的用电设备最后都可以等效成一个综合负载。综合负载代表了贵公司的设备特性、用电状况、运行工况和用电特性。综合负载耗电功率与供电参数会有一个对应的负荷曲线。针对综合负载曲线找出最佳的经济运行参数,并按最佳的经济运行参数进行调整。调整后全厂用电量理论上将降低约5~10%左右。

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