【摘要】 參照國際有關標準(toc)，提出變壓器的經濟評價方法，並給出了計算例項。結果表明，採用s9型比s7型更經濟；用s9型替換在役的64和73系列高損耗變壓器，投資回報期為2～3年。 1 前言我國電力變壓器產品可按容量大小分為大型變壓器(容量大於或等於8000kva)和中小型變壓器(容量小於或等於6300kva)；也可按電壓等級分為6kv、10kv、35kv、60kv、110kv、220kv、330kv和500kv等。
作為電壓變換裝置，變壓器被廣泛應用於輸電和配電領域，特別是10kv和35kv電壓等級的變壓器，在電力、工業和商業配電系統中被普遍使用，且數量巨大。2023年，我國年產變壓器約33.8萬台，其中10kv和35kv級約31.
3萬台，佔92.6％。據估計，目前在電網上執行的10kv和35kv級變壓器約有10億kva以上。
由於使用量大，執行時間長，變壓器在選擇和使用上存在著巨大的節能潛力，特別是量大面廣的10kv和35kv級變壓器。選擇高效節能產品，不但對節約能源具有重要意義，同時還可以大大降低變壓器的運營成本，是企業改善經濟效益的重要途徑。我國10kv和35kv級變壓器絕大多數為標準設計，其產品標準經歷?
quot;64標準、73標準、86標準到90年代中期的95標準的不斷進步，產品由原來的高損耗型(sj，sjl…s7)發展到了現行的較低損耗型(s9型等)。截至2023年底，s7型變壓器及以前的產品已由國家先後公布淘汰，停止其生產和銷售。隨著計畫經濟向市場經濟的轉變，以及社會對節能和環保的需求，我國變壓器的效率水平將呈現出多樣化的趨勢。
目前市場上已出現了比s9系列更節能的產品，如s10、s11系列等。 在電網使用的變壓器中，役齡超過20年的老舊變壓器仍約佔10％以上。這些變壓器是按照60和70年代當時64和73標準設計的產品，損耗非常高。
與當前的s9系列相比，平均損耗高100％以上，節能潛力巨大。對於企業來說，如何從長遠的經濟效益出發，確定適當的變壓器效率水平以及是否應該用節能變壓器替換高耗能變壓器，是變壓器選購和管理中亟待解決的問題之一。 國際上有許多評價變壓器能效的方法，所有的方法都要求比較變壓器**及其損耗費用。
美國在70年代後期，由於能源**的攀公升，許多電力公司開始要求所設計的變壓器應能具有最低的服務年限費用，這樣就產生了總擁有費用(toc)法。toc法在美國於2023年發展成為工業標準。按照toc標準購置變壓器一直沿用至今，toc方法是總和了變壓器的初始費用和等價現值的損耗費用，表達所購變壓器全面的綜合費用。
我們用toc法曾評述過配電變壓器s9型與s7型的經濟效益，比較結果說明了s9變壓器**雖高於s7約20％，但損耗指標比s7低約21％，s9所多支村的資金可以在2～3年內從節約的損耗電費中收回。同樣，用s9變壓器更換80年前的老變壓器產品進行效益比較的結果說明，在只支付s9的裝置費不計老變壓器**價值的條件下，s9的資金也可以在2～3年內從節約的損耗電費中得到償還。 本文介紹了用等價初始費用(equivalent first cost- efc)的總擁有費用法tocefc(以下簡稱toc)評價變壓器經濟效益的具體方法及計算過程。
[! 本文提供的方法參照了美國國家電氣製造商協會的有關標準，即：美國nema tp1－1996標準，並結合了中國的實際情況。
2 總擁有費用法toc(total owning cost) 所謂總擁有費用(toc)，就是變壓器的初始投資和其在使用期內的損耗費用之和。總擁有費用法通過比較具有不同效率水平和不同**的變壓器的總擁有費用，按照總擁有費用最低來選擇變壓器效率水平。 2.
1 toc的計算公式 toc=c＋a×nl＋b×ll 式中 nl--變壓器額定空載損耗或鐵損，kw； ll--變壓器額定負載損耗或銅損，kw；a--變壓器壽命期間空載損耗每千瓦的資本費用，元/kw； b--變壓器壽命期間負載損耗每千瓦的資本費用，元/kw； c--變壓器初始費用，方案對比時可用其裝置**，元。 2.2 計算式引數的確定 2.
2.1 變壓器空載損耗nl和負載損耗ll 變壓器空載損耗nl和負載損耗ll都包括額定有功損耗併計及其無功功率在電網上的有功損耗，按下式計算： 空載損耗 nl=p0＋kq0=p0＋k(i0％se/100) 負載損耗 ll=pf＋kqf=pf＋k(ud％se/100) 式中 p0--變壓器額定空載有功損耗，即鐵損kw； q0--變壓器額定勵磁功率，kvar； pf--變壓器額定負載有功損耗，即銅損kw； qf--變壓器額定負載漏磁功率，kvar； k--無功經濟當量，按變壓器在電網中的位置取值，一般可取k=0.
1kw/kvar； i0％--變壓器空載電流，％； ud％--變壓器阻抗電壓，％； se--變壓器額定容量，kva。 2.2.
2 a、b係數 a係數是變壓器壽命期間單位空載損耗的資本費用(元/kw)，b係數是變壓器壽命期間單位負載損耗的資本費用(元/kw)。a和b兩個係數對於變壓器購買者掌握變壓器空載損耗和負載損耗價值甚為重要。一旦確定a和b的數值，評價變壓器的總費用就變得簡單易行了。
對電力企業和非電力企業，a和b係數的確定有不同的方法。a和b係數與變壓器空載損耗和負載損耗有聯絡的能量費用和容量費用呈函式關係。對於電力企業而言，由於單位損耗的能量費用和容量費用與發電、輸電和配電的整個過程投資和執行方式有關，比較複雜，需由電力企業專業人員研究制定，本文在此就不予贅述了。
對於非電力企業，單位損耗的能量費用和容量費用則主要與該企業所負擔的電價及變壓器執行方式有關，本文給出了a、b係數的計算方法，對其在更廣泛的行業所用資料見附錄。 (1)係數a--變壓器空載損耗每千瓦的資本費用變壓器空載損耗每千瓦的資本費用或係數a，通常可以看作變壓器在壽命期不變的數，一天24小時，一年365天，20年不變(以下均設變壓器壽命期為20年)。a的數值主要由電價來決定，等效於期初的現值表示式如下：
a=kpw×(ejl×12＋el×hpy)，元/kw 式中 kpw--現值係數=/(i－a)，(式中變壓器使用期n年，年利率i，年通貨膨脹率a，其中的關係見以下說明)；ejl--兩部電價中的基本電費(元/kw，月)；[! el--兩部電價中的電量電費(元/kw·h)； hpy--年執行小時數，一般取8760h。 (2)係數b--變壓器負載損耗每千瓦的資本費用變壓器負載損耗每千瓦的資本費用或係數b，除了電價因素外，主要與變壓器所帶負載特徵有關，負載特徵可用年最大負載損耗小時數(由最大負載利用小時tmax和功率因數確定，見附錄中表1)以及負載率表示。
重負載、執行時間長以及負載率高的生產企業，其係數b就大，反之則小。係數b的數值等效於初始費用的現值，表示式如下： b=kpw×(ejl×12＋el×τ)×p2，元/kw 式中 kpw--現值係數，同係數a； ejl--兩部電價中的基本電費(元/kw·月)； el--兩部電價中的電量電費(元/kwh)； τ--年最大負載損耗小時數(由最大負載利用小時數tmax和功率因數cosφ確定，見附錄表1)； p--變壓器負載率=變壓器計算負載÷變壓器額定容量。
(3)現值係數kpw對係數a和b的影響在初期籌措變壓器使用年限損耗費用的資金時，要考慮資金的時間價值，此時需將變壓器執行中每年的損耗電費折算到投資初始的時刻，a和b係數均含現值係數kpw分量使其等值於裝置購置同一時刻的初始費用。 現值係數kpw基於計算年限(變壓器壽命)n、年利率i和年通貨膨脹率a的三個因素，其計算式為： kpw=/(i－a) 從計算式可看出，已知計算年限為n，當年利率i愈高，計算所得kpw現值係數愈小，損耗費用的a與b係數也愈小。
因為這時資金的時間價值高(利息高)，故資金的投入也就減少。而年通貨膨脹率a則反之，當a愈高，計算所得kpw現值係數愈大，損耗費用的a與b係數也愈大。因為這時物價**，貨幣貶值，貨幣資金的時間價值下降，資金投入也就要增加。
(4)常用的a、b係數為便於應用，在附錄裡我們提供事先計算好的按不同用電負荷類別和不同負載率的a和b單位損耗功率費用的數值。這與按照工程具體情況計算的a、b資料可能有出入，如需要數值精確可另作計算。 2.
2.3 **舉例中的變壓器**取自機械工業出版社的《2023年機電產品**手冊》參考**。 2.
3 toc法的計算舉例計算s9－800/10與s7－800/10變壓器的總擁有費用比較，使用年限20年，變壓器執行在有色冶煉工廠，三班制生產，變壓器負載率為75％。 解：(1)計算s9－800/10型，800kva變壓器的無功功率在內的損耗數值； 空載損耗pnl=p0＋kq0=p0＋k×(i0％se/100) =1.
40＋(0.1×0.008×800)=2.
04kw 負載損耗pll=pf＋kqf=pf＋k×(ud％se/100) =7.5＋(0.1×0.
045×800)=11.09kw (2)同理，s7－800/10的損耗數值： 空載損耗：
s7為2.5kw，負載損耗：s7為13.
49kw。 (3)變壓器空載與負載的損耗費用(使用年限20年)： 查附錄表1，對應有色冶煉行業，負載率為75％，a=48672元/kw，b=17668元/kw。
空載損耗費用：[! s9變壓器為a×nls9=2.
04×48672=99291元s7變壓器為a×nls7=2.5×48672=121680元負載損耗費用： s9變壓器為b×lls9=11.
09×17668=195938元 s7變壓器為b×lls7=13.49×17668=238341元 (4)變壓器單價：s9為63640元，s7為55340元。
(5)使用期20年的toc總擁有費用： tocs9=63640＋(2.04×48672)＋(11.
09×17668)=358869元。 tocs7=55340＋(2.5×48672)＋(13.
49×17668)=415361元。 3 投資**年限的計算投資價差**年限計算分兩種演算法。 3.
1 簡單計算不考慮資金的時間因素，只計算支出費用，計算式：投資價差**年限=兩種變壓器投資價差÷兩種變壓器年耗電費用價差 3.2 計及資金時間價值的**年限的計算式計算兩變壓器(兩方案)總擁有費用相等時的使用年數n值，便得計及資金時間價值的**年。
計算式：變壓器1的toc=變壓器2的toc： 兩種變壓器投資價差=kpw(兩種變壓器年耗電費用價差) kpw=兩種變壓器投資價差÷兩種變壓器年耗電費用價差此處的kpw系兩種變壓器投資價差和年耗電費用價差相等時的現值係數。
假設，通貨膨脹率a=0，年利率i=0.07，依據現值係數kpw公式算出n值 n=log(1－0.07kpw)÷log［1/(1＋0.
07)］ 3.3 **年計算舉例用s9型的35kv、3150kva變壓器更換sj型的35kv、3200kva老變壓器，計算s9更換時投資的**年限。投資只計算購置s9變壓器，其費用為179800元；不扣除更換下來sj老變壓器的**價值和更換過程中的拆裝費用。
變壓器使用條件同舉例1。解：(1)簡單計算**年1分別計算出兩變壓器的損耗值sj變壓器空載損耗 pn=p0＋kq0=11＋(0.
1×0.04×3200)=23.8kw sj變壓器負載損耗 pl=pf＋kqf=37＋(0.
1×0.055×3200)=54.6kw s9變壓器空載損耗 pn=p0＋kq0=4.
5＋(0.1×0.010×3150)=7.
65kw s9變壓器負載損耗 pl=pf＋kqf=22.0＋(0.1×0.
07×3150)=44.05kw 2從附錄表1查得a=48672，b=17668，乘以資金**係數(=1/kpw)，此處kpw=10.59。
s9的**年=s9變壓器購置費/sj與s9變壓器損耗費價差 =179800/ =1.96年 (2)計算資金時間價值的**年 kpw=兩種變壓器投資價差÷兩種變壓器年電費用價差 =(179800－0)/(200478.4－108651.
2)= 1.96 將kpw=1.96代入現值係數的計算式，便可得到計入計算資金時間價值的**年n：
n=log(1－0.07×1.96)÷log［1/(1＋0.
07)］=2.18年[! 4 附錄:
旅遊經濟效益與評價
第一節旅遊經濟效益涵義 一 旅遊經濟效益的概念涵義 一 旅遊經濟效益概念 1 經濟效益 指人們從事經濟活動所取得的有效成果同相應的勞動占用和消耗的比較，即從事經濟活動的投入與產出的比值。2 旅遊經濟效益 第九章旅遊經濟效益與評價 第一節旅遊經濟效益涵義 一 旅遊經濟效益的概念涵義 一 旅遊經濟效益概...
第3章經濟效益評價的基本方法
一 填空題1 經濟效益評價的方法，有靜態評價法 動態評價法和 2.靜態評價法主要包括投資 期法 投資收益率法 差額投資 期法及 3.動態評價法主要包括現值法 未來值法 內部收益率法和 4.不確定性分析方法有盈虧平衡分析 敏感性分析和 5.投資 期是指專案投產後,以每年取得的將全部投資 所需的時間,一...
變壓器的檢修及變壓器油的處理方法
如果油被噴成具有一定直徑的油珠 則由於油珠具有較高的介面張力,使得油珠內的水分和氣體不易充分發揮。為此,噴汕孔的直徑要選擇適當,並且一般需在罐的抽空口處設定幾道擋板,防止變壓器油被真空幫浦抽走。目前,國外和國內還採用了一種比較先進的薄膜脫水脫氣法,就是使進入罐中的油,經過一些脫氣元件後形成極薄的油膜...