高效，節(jié)能，環(huán)保，美觀的地下式電力變壓器是如今城市運用相當廣泛的電力輸送設備，*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價格及其損耗費用。TOC法在美國于1981年發(fā)展成為工業(yè)標準。按照TOC標準購置變壓器一直沿用至今。TOC方法是總和變壓器的初始費用和等價現值的損耗費用來表達所購變壓器*的綜合費用。

在電網中使用且役齡超過20年的老舊變壓器仍約占10%以上。環(huán)形變壓器這些變壓器是按照20世紀60和70年代當時標準設計的產品，損耗*高。

與當前的S9、S11系列相比，平均損耗高*以上，節(jié)能潛力巨大。對于企業(yè)來說，如何從長遠的經濟效益出發(fā)，確定適當的變壓器效率水平，以及是否應該用節(jié)能變壓器替換高效能變壓器，是變壓器選購和管理中亟待解決的問題之一。

我們用TOC法曾評述過配電變壓器S9和S7型的經濟效益，比較結果說明了S9變壓器價格雖高于S7約20%，但損耗指標比S7低約21%，S9所多支付的資金可以在2～3年內從節(jié)約的損耗電費中收回。

同樣，用S9變壓器更換1980年前的老舊變壓器，效益對比結果表明，在只支付S9的設備費用而不計老舊變壓器回收價值的條件下，投資S9的資金也可以在2-3年內從節(jié)約的電費中得到償還。以下簡單介紹幾種比較方法。

一、總擁有費用法，簡稱TOC(Total Owning Cost)

總擁有費用法是一種評價變壓器能源效率比較*的方法，無論對于電力企業(yè)還是非電力企業(yè)用戶，都能通過此方法比較變壓器的總擁有費用，從而達到節(jié)約資金的目的。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?？倱碛匈M用法通過比較具有不同效率水平和不同價格變壓器的總擁有費用，按照總擁有費用*低來選擇變壓器的效率水平。

1、TOC的計算公式

TOC=C+A×PNL+B×PLL

式中PNL一變壓器額定空載損耗或鐵損，kW;PLL一變壓器額定負載損耗或銅損，kW;A一變壓器壽命期間空載損耗的資本費用(查表可知)，元/kW ;B一變壓器壽命期間負載損耗的資本費用(查表可知)，元/kW;C一變壓器初始費用(方案對比時可只用其設備價格)，元。

2、計算式參數的確定

空載損耗PNL=P0+Kq0=P0+K (I0 % Se/100)

負載損耗PLL=Pf+KQf=Pf+K (Ud % Se/100)

式中P0一變壓器額定空載有功損耗(即鐵損)，kW;Q0一變壓器額定勵磁功率，kvar;Pf一變壓器額定負載有功損耗(即銅損)，kW;

Qf一變壓器額定負載勵磁功率，kvar;K一無功經濟當量，按變壓器在電網中的位置取值，一般可取K=0.1kW/kvar;I0%一變壓器空載電流率;Ud%一變壓器阻抗電壓率;Se一變壓器額定容量，kVA。

3、TOC一法的計算舉例

計算S9一800/10與S11一800/10變壓器的總擁有費用比較，使用年限20年，變壓器運行在有色冶煉廠，三班制生產，變壓器的負載率為75%。

(1)、變壓器額定空載及負載損耗

①空載損耗PNLS9=P0+KQ0=K (I0%Se/100)=1.40+0.1×0.008×800=2.04kW;

同理，PNLS11=1.62kW。

②負載損耗PLLS9=Pf+KQf=Pf+K(Ud%Se/100)=7.5+0.1×0.045×800=11.1Kw;

同理，PLLSIt=11.09kW。

(2)、變壓器空載與負載的損耗費用(使用期限20年)

查表可得(有色冶煉行業(yè)，負載率為75%)：A=48672元/kW, B=17668元/kW。

①空載損耗費用：S9變壓器為A×PNIS9 =2.04×48672=99291元;

S11變壓器A×PNLS11=1.62×48672=78849元。

②負載損耗費用：S9變壓器B×PLLS9=11.1×17668=196115元;

S11變壓器B×PLLS1=11.1×17668=196115元。

(3)、變壓器單價：S9為63640元;S11為70004元。

(4)、使用期20年的TOC一總擁有費用

TOCS9=63640+99291+196115=359046元;

TOCS11=70004+78849+195938=344968元。

由此可見，TOCS11< TOCS9，說明S11變壓器要比S9效率高。

二、投資回收年限法

1、簡單計算，即不考慮資金的時間因素只計算支出費用

投資價差回收年限=兩種變壓器投資價差/兩種變壓器年耗電費用價差

2、考慮資金時間價值的回收年限計算兩變壓器(兩方案)總擁有費用相等時使用年數N值，便得計及資金時間價值的回收年。

計算式(兩變壓器的TOC值相同時)為：兩種變壓器投資價差=KPW×兩種變壓器年耗電費用價差。

此處的KPW是兩種變壓器投資價差和年耗電費用價差相等時的現值系數。

故KPW=兩種變壓器投資價差/兩種變壓器年耗電費用價差。

假設，通貨膨脹率n=0，年利率i =0.07，依據現值系數KPW公式算出N值，有：

N=log (1-0.07 KPW)/log [ l /(1+0.07)]

3、回收年計算舉例

用S9型的35kV、3150kVA變壓器更換Si型的35kV、3200kVA老舊變壓器，計算S9更換時投資的回收年限。投資只計算購置S9變壓器費用179800元;未計入更換下來S1老舊變壓器的回收價值和更換過程中的拆裝費用。使用條件為三班制生產，變壓器負載率為75%。

(1) 、簡單計算更換時投資的回收年

①分別計算出兩變壓器的損耗值

SJ變壓器空載損耗PNL=P0+KQ0=11+0.1×0.04×3200=23.8kW;

負載損耗PLL=Pf+ KQf=37+0.1×0.055×3200=54.6kW。

S9變壓器空載損耗PNL=P0+KQ0=4.5+0.1×0.01×3150=7.65kW;

負載損耗PLL=Pf+KQf=22.0+0.1×0.07×3150=44.05kW。

②從《*電氣協(xié)會資料集》查得有色冶煉行業(yè)的A、B值：A= 48672, B=17668，乘以資金回收系數(1/KPW)，此處KPW=10.59

S9的回收年=S9變壓器購置費/SJ與S9變壓器損耗費價差=179800/{[48672 ×(23.8-7.65)+17668×(54.6-44.05)]/10.59｝=1.96年。

(2)計算資金時間價值的回收年

KPW=兩種變壓器投資價差/兩種變壓器年耗電費用差=(179800-0)/(200478.4-108651.2)=1.96年。

將KPW=1. 96代入現值系數的計算式，便可得到計入計算資金時間價值的回收年N=log (1-0.07×1.96)÷log[ 1/(1+0.07)]=2.18年。

更換老舊變壓器的節(jié)能潛力巨大，節(jié)能效果明顯，對當前提出的建立節(jié)約型社會、建立節(jié)約型企業(yè)有很重要的意義，但是由于人們還意識不到這一點，認為新變壓器需要重新投資。

老舊變壓器只要不報廢就可以一直用下去。這種不考慮變壓器本身的消耗，也沒有計算兩者的節(jié)能效益及投資新變壓器回收年限的觀點是不科學的。所以，提高人們的節(jié)能意識和責任意識、宣傳推廣節(jié)能措施具有重要的價值。(相關閱讀：接地變壓器有什么作用)