我國配電干式變壓器能效標準的內容和作用

一、標準制定背景電力干式變壓器(包括輸電干式變壓器和配電干式變壓器)是民經(jīng)濟各行業(yè)廣泛使用的電氣設備。干式變壓器由于使用量大、運行時(shí)間長(cháng)，在選擇和使用上有很大的節能潛力，尤其是10kV中小型干式變壓器(即配電干式變壓器)。降低干式變壓器損耗，提高供配電效率，是目前世界各共同關(guān)注的問(wèn)題，也是我政府對工業(yè)產(chǎn)品節能的重點(diǎn)。2002年以來(lái)，由于我民經(jīng)濟快速增長(cháng)，人民生活水平不斷提高，電力供應緊張，電網(wǎng)負荷特性進(jìn)一步惡化，較高負荷不斷上升。2002年有12個(gè)省級電網(wǎng)停電，2003年有23個(gè)省級電網(wǎng)停電，2004年有24個(gè)省級電網(wǎng)停電。與此同時(shí)，輸配電損在我電力輸出中的比重進(jìn)一步加大(如圖1所示)，降低了我電力的利用率，造成了巨大的電力浪費。因此，提高我輸配電效率，降低干式變壓器損耗，已成為我節能工作的重中之重。[圖片1]1998年1月1日實(shí)施的《中華人民共和節約能源法》，明確提出了節能產(chǎn)品認證制度和高耗能產(chǎn)品淘汰制度。2005年，中政府開(kāi)始研究節能產(chǎn)品的所得稅優(yōu)惠政策，并計劃在2006年實(shí)施包括配電干式變壓器在內的六種產(chǎn)品的所得稅優(yōu)惠政策。為配合《中華人民共和節約能源法》及稅收優(yōu)惠政策的實(shí)施，提高配電干式變壓器的能源利用效率，降低其損耗，引導企業(yè)節能技術(shù)進(jìn)步，提高配電干式變壓器在際市場(chǎng)的競爭力，在家發(fā)改委的統一安排下，擬制定我配電干式變壓器能效標準。隨即，我能效標準的歸口單位家能源基金會(huì )和管理標準化技術(shù)委員會(huì )，向前家質(zhì)量技術(shù)監督局申請制定家標準《配電干式變壓器能效限定值與節能評價(jià)值》項目，該項目經(jīng)家質(zhì)量技術(shù)監督局批準，列入家標準化管理委員會(huì )《2002年制修訂計劃家標準項目計劃》(項目編號：20020406-Q-424)。為了順利制定、宣傳和實(shí)施本標準，本標準由家能源基金會(huì )和管理標準化技術(shù)委員會(huì )(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“家能源標準委員會(huì )”)和家干式變壓器標準化技術(shù)委員會(huì )共同起草。2.外干式配電變壓器工作概述1。美使用的干式變壓器超過(guò)4000萬(wàn)臺。據美專(zhuān)家分析，配電干式變壓器年耗電量約為61TWh，產(chǎn)生的溫室氣體為45MtCO2。輸配電公司每年購買(mǎi)100多萬(wàn)臺新型干式變壓器。如果輸配電公司干式變壓器平均效率提高千分之一，每30年就可以減少18MtCO2的溫室氣體。因此，美實(shí)施了配電干式變壓器能源之星項目。本項目屬自愿性質(zhì)，加盟公司同意按照標準方法體系，按成本對干式變壓器進(jìn)行整體分析，購買(mǎi)性?xún)r(jià)比符合能源之星標準的干式變壓器。目前參與能源之星的生產(chǎn)部門(mén)已經(jīng)覆蓋了80%的市場(chǎng)。1996年，NEMA發(fā)布了一套指南(TP-1-1996)，用于確定干式配電變壓器的能效。1998年，NEMA公布了測試干式變壓器能耗的標準測試方法(TP-2)。2.澳大利亞和新西蘭澳大利亞政府正準備通過(guò)立法進(jìn)一步提高干式變壓器的效率。澳大利亞政府提高干式變壓器效率的另一個(gè)原因是通過(guò)降低功耗來(lái)減少溫室氣體的排放。目前，澳大利亞 #p#分頁(yè)標題#e#

NOM是由聯(lián)邦秘書(shū)處根據規定的適用范圍頒布的，提出了確定設備性能的較低能效性能水平要求和測試程序。NOM-002-SEDE-1999于1999年生效，包括干式配電變壓器的能效和安全標準。列出了干式配電變壓器的較小能效等級和較大允許能耗。NOM-002-sede-1999還規定了用于計算能耗的檢測方法(NMX-J-169-ANCE)，并允許年產(chǎn)量小于9000千瓦的制造商在滿(mǎn)足規定要求時(shí)申請一定的過(guò)渡期。4.加拿大于1992年通過(guò)了《能源效率法》，該法規定聯(lián)邦政府應制定并實(shí)施耗能產(chǎn)品的較低能源性能標準(MEPS)。1995年，根據該法制定的較好項立法生效。隨后，加拿大自然資源部提出了油浸式和干式變壓器的較低能源性能標準。1997年，工信部向股東發(fā)出提案，并廣泛征求意見(jiàn)。為了鼓勵人們提高能效，標準規定了較低能效值()。本標準適用范圍為：額定功率10-833kVA的單相油浸式變壓器；額定功率15-3000kVA的三相油浸式變壓器；額定功率為10-833kVA的低壓干式變壓器；額定功率為15-2500千伏安的中壓干式變壓器；5.歐盟每年消耗約2500TWh的電力，其中德、法、英和意大利占三分之二。在歐洲，干式變壓器的損耗占配電系統損耗的40%，約占總發(fā)電量的2%和總電力系統損耗的1/3，相當于每年510萬(wàn)戶(hù)家庭的用電量或歐洲三大火力發(fā)電廠(chǎng)的發(fā)電量。6.為了降低日本的能源消耗，日本在節能工作中也非常重視能效標準的制定，已經(jīng)制定了冰箱、空調、電視、汽車(chē)等部分設備的能效標準。較近，日本正在制定干式配電變壓器的能效標準。日本配電干式變壓器能效標準適用于油浸式和樹(shù)脂澆注式配電

電干式變壓器，不適用于發(fā)電機干式變壓器、輸電干式變壓器、使用量非常少的干式變壓器或用于特殊場(chǎng)合的干式變壓器。日本政府規定，新生產(chǎn)的油浸式變壓器應在2006年達到新標準的要求，樹(shù)脂澆注式干式變壓器應在2007年達到新標準的要求。三、中干式變壓器節能技術(shù)的發(fā)展就干式變壓器節能技術(shù)發(fā)展歷程看，我干式變壓器歷經(jīng)了Sj、S7、S9、S11等幾個(gè)系列的替更過(guò)程，目前S7型產(chǎn)品已經(jīng)被市場(chǎng)所淘汰，S9型節能產(chǎn)品成為市場(chǎng)主流，而S11節能型產(chǎn)品的市場(chǎng)規模正在加長(cháng)。在推廣S11的市場(chǎng)過(guò)程中，S11的銷(xiāo)售價(jià)格比S9的平均高出14.2，所以?xún)r(jià)格仍是影響S11干式變壓器普及推廣的主要因素。目前新S9產(chǎn)品雖已廣泛地占領(lǐng)了市場(chǎng)，但隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展，用戶(hù)（特別是農網(wǎng)，干式變壓器負荷率較低）對“11”型產(chǎn)品的需求逐步增長(cháng)。這就要求我們設計出可靠性高、損耗更低的新產(chǎn)品。S11型疊鐵心干式變壓器是在新S9成熟的技術(shù)基礎上設計開(kāi)發(fā)的，在保持產(chǎn)品可靠性的前提下，其性能指標有了較大提高。S11卷鐵芯配電干式變壓器改變了傳統的疊片式鐵芯結構，采用特制的鐵芯成形機將電工鋼帶繞制成環(huán)形鐵芯，經(jīng)過(guò)真空退火后，用專(zhuān)用繞線(xiàn)機將線(xiàn)圈直接纏繞在鐵芯柱上，有效地降低干式變壓器自身?yè)p耗和噪音，達到節能環(huán)保的效果。S11卷鐵芯配電干式變壓器與傳統的疊片式干式變壓器相比較，有以幾個(gè)特點(diǎn)：節約原材料，硅鋼片無(wú)橫剪工序，廢料少，材料利用率高。節能，卷鐵芯充分利用硅鋼片的取向性，消除了因磁路與硅鋼片取向不一致而增加的損耗。改善供電品質(zhì)，卷鐵芯無(wú)需消耗接縫的磁化容量，減小激磁電流，提高了功率因數，降低了電網(wǎng)線(xiàn)損。噪音低，卷鐵芯是一個(gè)無(wú)接逢的整體，運行時(shí)振動(dòng)小，噪音只40dB左右。機械化程度高，可提高生產(chǎn)效率。四、我干式變壓器的運行及能耗狀況我干式變壓器行業(yè)發(fā)展保持了較好的增長(cháng)勢頭，干式變壓器中的35KV以下中小型配電干式變壓器，因1997年家啟動(dòng)了城鄉電網(wǎng)改造工程，增長(cháng)勢頭旺盛。1999年干式變壓器行業(yè)積極推廣相對S9型新型干式變壓器，并逐漸停止了S7型干式變壓器的生產(chǎn)。1999年-2001年中干式變壓器產(chǎn)量增長(cháng)率達12-17。中配電干式變壓器在臺數上占主要比重，配電干式變壓器中油浸式變壓器占主要比重。目前除有少量的S11系列的干式變壓器外，S9系列占目前配電干式變壓器產(chǎn)量的絕大部分。在10kV干式變壓器產(chǎn)量中，干式（SC9）占27.86、油浸S9占66.26、油浸S11占5.88。從1999年開(kāi)始，干式配電干式變壓器以較高的速度增長(cháng)，到2002年增長(cháng)率達20以上。對于在用干式變壓器運行效率/電能損耗方面，通過(guò)不斷改進(jìn)設計，我干式變壓器的損耗是不斷降低的，S9與S7相比，空載損耗平均下降了10左右，負載損耗平均下降了22左右。S10與S9相比，空載損耗平均下降了26，負載損耗基本相當。五、主要技術(shù)內容介紹及分析1.范圍際上制定能效標準的共同特征是：標準所規定的產(chǎn)品范圍一般限制在技術(shù)成熟、使用普遍、產(chǎn)量大和具有較大節能潛力的產(chǎn)品上。目前在我電力干式變壓器中配電干式變壓器的數量占主要比重，其中電壓等級為10kV，油浸式配電干式變壓器額定容量在30kVA～1600kVA范圍內、干式配電干式變壓器額定容量在30kVA~2500kVA是量大面廣的產(chǎn)品。從產(chǎn)品結構上，大致包括油浸式和干式兩類(lèi)。非晶合金鐵心干式變壓器具有優(yōu)越的節能性，為引導干式變壓器在材料和結構上不斷改進(jìn)，特把非晶合金鐵心干式變壓器納入該標準范圍之內。對于一些特殊用途的配電干式變壓器，由于結構或材料的限制而達不到該標準要求的，不在本標準范圍內。從我的節能政策出發(fā)，實(shí)施配電干式變壓器的能效標準是在先先達到標準能效水平上，再提高配電干式變壓器的其他性能水平。2．定義能效限定值與節能評價(jià)值是能效標準的兩項主要內容，能效限定值是配合我實(shí)施《中華人民共和節約能源法》中淘汰高耗能產(chǎn)品制度而制定的標準，它是一個(gè)強制性指標，如果干式變壓器的損耗高于該指標就被認為是高耗能產(chǎn)品，干式變壓器是不能生產(chǎn)或被銷(xiāo)售的，否則要受到法律的處罰。所以能效限定值被定義為“在規定測試條件下，配電干式變壓器空載損耗和負載損耗的標準值”。超過(guò)標準值加允許偏差的產(chǎn)品即為不合格產(chǎn)品。在此要進(jìn)一步說(shuō)明的是，評價(jià)空載和負載損耗一般有計算值、標準值和保證值三種參數，經(jīng)過(guò)起草組的討論，為了使該標準與產(chǎn)品性能標準相協(xié)調，在本能效標準中采用“標準值”。規定目標能效限定值的目的是為實(shí)施超前能效標準。超前能效標準是目前際上所采用的一種標準實(shí)施方式，為了使我的能效標準的實(shí)施方式與際接軌，所以在配電干式變壓器能效標準中加入了超前標準。目標能效限定值提供了一個(gè)將在今后某年開(kāi)始生效的能效限定值指標。該指標為產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)提供一個(gè)家能源政策信息，使企業(yè)有一定的時(shí)間去提高用能產(chǎn)品的節能技術(shù)，改進(jìn)產(chǎn)品結構和生產(chǎn)工藝，從而使產(chǎn)品的能效穩步提高。原規定目標限定值的準備期為5年，后根據家對于配電干式變壓器能源標準要加快實(shí)施指示，將準備期該為4年。根據行業(yè)調查，目前許多企業(yè)已具備生產(chǎn)S11型干式變壓器的技術(shù)和能力，目前普及S11只是市場(chǎng)需求的問(wèn)題。另外，將準備期減少1年將對家的節能工作具有重大經(jīng)濟效益。節能評價(jià)值是實(shí)施節能產(chǎn)品認證的依據，它是推薦性指標，當干式變壓器的損耗等于或低于所規定的節能評價(jià)值時(shí)，該干式變壓器就可結合其他指標被節能產(chǎn)品認證機構評定為節能產(chǎn)品。獲得節能認證的產(chǎn)品將可享受家鼓勵性節能政策，并進(jìn)入政府采購目錄之中。3．技術(shù)要求4．1)能效參數的確定際上對干式變壓器能效的評價(jià)使用不同的參數，一些家，如澳大利亞和美等使用的效率（），如歐盟等使用的空載損耗（W）和負載損耗（W），而有的家使用總損耗（W）。我干式變壓器產(chǎn)品標準一般采用的是IEC標準，所以我干式變壓器行業(yè)已習慣用空載損耗和負載損耗來(lái)評價(jià)干式變壓器的能效。并且在我干式變壓器技術(shù)發(fā)展中，我干式變壓器能效性能也經(jīng)歷了S7、S9和S11幾個(gè)過(guò)程。因此，該標準中仍使用空載損耗和負載損耗作為能效的評價(jià)參數。從目前節能技術(shù)發(fā)展走向看，降低空載損耗是今后干式變壓器節能的主要措施，采用空載損耗和負載損耗有利于在今后修訂標準時(shí)引導企業(yè)提高產(chǎn)品的能效水平。近年來(lái)，我工業(yè)、商業(yè)和居民用電量急速增加，其他行業(yè)的用電量也保持增加的趨勢。我各大電網(wǎng)較大電力負荷都有持續上升的現象，增長(cháng)率較高達22.5，從而導致配電干式變壓器負荷不斷增大，這與美和澳大利亞等發(fā)達家配電干式變壓器負荷較低的情況不同。所以在我除了降低空載損耗外，還要嚴格控制負載損耗，否則高負載損耗的配電干式變壓器一旦流入市場(chǎng)，將會(huì )在電力輸送過(guò)程中消耗大量能，給家帶來(lái)巨大的損失。另外，配電干式變壓器的實(shí)際使用負荷是在不斷變化著(zhù)，不同行業(yè)負荷變化的規律也不同，更不可能找到適用于所有配電干式變壓器的負荷。而采用空載損耗和負載損耗對配電干式變壓器的能效進(jìn)行評定也可以回避干式變壓器的實(shí)際使用負荷問(wèn)題。我能效標準都是對產(chǎn)品本身的能源利用特性進(jìn)行規定，以此設定產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)的門(mén)檻或獲得節能認證指標。而產(chǎn)品是否在更為經(jīng)濟條件下運行則是產(chǎn)品經(jīng)濟運行標準所規定的內容。能效標準和經(jīng)濟運行標準雖然都屬于節能標準，但它們規定的節能角度不同，其性質(zhì)和用途也不相同，因此，在產(chǎn)品能效標準中都不規定產(chǎn)品的經(jīng)濟運行指標。2）能效限定值和節能評價(jià)值的確定目前我配電干式變壓器S7型產(chǎn)品已經(jīng)被市場(chǎng)所淘汰，S9型產(chǎn)品成為市場(chǎng)主流，而S11節能型產(chǎn)品的市場(chǎng)規模正在增長(cháng)，所以油浸式配電干式變壓器的能效限定值基于S9的性能指標，干式配電干式變壓器的能效限定值基于SC9的性能指標；油浸式目標能效限定值基于S11的性能指標，干式目標能效限定值基于SC10的性能指標；油浸式和干式節能評價(jià)值仍基于S11和SC10的性能指標，但空載損耗和負載損耗的允許偏差限定為7.5，總損耗允許偏差限定為5。配電干式變壓器能效標準中對能效限定值規定為：配電干式變壓器的空載損耗和負載損耗應不大于標準中表1或表2的規定，空載和負載損耗允許偏差范圍應符合GB1094的規定。通過(guò)節能產(chǎn)品認證的干式變壓器，其效率不但應達到本標準所規定的要求，其他性能指標也要達到相關(guān)標準所規定的要求。也就是節能干式變壓器不但效率高，其它質(zhì)量先先應符合相應家標準的要求。再換句話(huà)說(shuō)，若要申請干式變壓器節能產(chǎn)品認證，先先該企業(yè)生產(chǎn)的干式變壓器應符合其他標準的要求，達不到其他相關(guān)標準的干式變壓器是沒(méi)有資格進(jìn)行節能認證的。因此在標準4.1中規定了“基本要求”，即“油浸式配電干式變壓器其他技術(shù)參數和技術(shù)要求應符合GB/T6451，干式配電干式變壓器其他技術(shù)參數和技術(shù)要求應符合GB6450和GB/T10228”。在配電干式變壓器能效標準中對節能評價(jià)值的規定為：配電干式變壓器的空載損耗和負載損耗應不大于表3或表4的規定，空載和負載損耗允許偏差范圍應在7.5以?xún)?，總損耗允許偏差范圍應在5以?xún)?。標準中?和表4中的節能評價(jià)值只在該能效標準發(fā)布4年內有效，當在能效標準發(fā)布4年之后，表3和表4中的空載損耗和負載損耗值自動(dòng)變?yōu)閺娭菩缘哪苄薅ㄖ?。那時(shí)，企業(yè)再生產(chǎn)高于表3和表4指標的配電干式變壓器，將是違法行為。在市場(chǎng)經(jīng)濟體制下，家今后不會(huì )組織產(chǎn)品的統一設計，同時(shí)許多企業(yè)也具備產(chǎn)品的設計能力，產(chǎn)品型號的命名將是企業(yè)行為，所以某類(lèi)產(chǎn)品在全使用同一個(gè)型號的現象將越來(lái)越少。雖然本標準所規定的空載損耗和負載損耗值是參照S9和S11型的技術(shù)參數，但是在本標準的實(shí)施中卻不依據產(chǎn)品的型號進(jìn)行判斷，只要產(chǎn)品的空載損耗和負載損耗達到本標準的要求就是合格產(chǎn)品。#p#分頁(yè)標題#e#