变压器使用年限与计算公式说明(2)

2.3 TOC法的计算举例
计算S9－800/10与S7－800/10变压器的总拥有费用比较，使用年限20年，变压器运行在有色冶炼工厂，三班制生产，变压器负载率为75％。
解：(1)计算S9－800/10型，800kVA变压器的无功功率在内的损耗数值；
空载损耗PNL=P0＋kQ0=P0＋k×(I0％Se/100)
=1.40＋(0.1×0.008×800)=2.04kW
负载损耗PLL=Pf＋kQf=Pf＋k×(Ud％Se/100)
 =7.5＋(0.1×0.045×800)=11.09kW

(2)同理，S7－800/10的损耗数值：
空载损耗：S7为2.5kW，负载损耗：S7为13.49kW。

(3)变压器空载与负载的损耗费用(使用年限20年)：
查附录表1，对应有色冶炼行业，负载率为75％，A=48672元/kW，B=17668元/kW。
空载损耗费用：
S9变压器为A×NLS9=2.04×48672=99291元
S7变压器为A×NLS7=2.5×48672=121680元
负载损耗费用：
S9变压器为B×LLS9=11.09×17668=195938元
S7变压器为B×LLS7=13.49×17668=238341元
(4)变压器单价：S9为63640元，S7为55340元。
(5)使用期20年的TOC总拥有费用：
TOCS9=63640＋(2.04×48672)＋(11.09×17668)=358869元。
TOCS7=55340＋(2.5×48672)＋(13.49×17668)=415361元。

3 投资回收年限的计算

投资价差回收年限计算分两种算法。

3.1 简单计算
不考虑资金的时间因素，只计算支出费用，计算式：投资价差回收年限=两种变压器投资价差÷两种变压器年耗电费用价差

3.2 计及资金时间价值的回收年限的计算式
计算两变压器(两方案)总拥有费用相等时的使用年数n值，便得计及资金时间价值的回收年。计算式：变压器1的TOC=变压器2的TOC：
两种变压器投资价差=kPW(两种变压器年耗电费用价差)
kPW=两种变压器投资价差÷两种变压器年耗电费用价差
此处的kPW系两种变压器投资价差和年耗电费用价差相等时的现值系数。

假设，通货膨胀率a=0，年利率i=0.07，依据现值系数kPW公式算出n值
n=log(1－0.07kPW)÷log〔1/(1＋0.07)〕

3.3 回收年计算举例
用S9型的35kV、3150kVA变压器更换SJ型的35kV、3200kVA老变压器，计算S9更换时投资的回收年限。

投资只计算购置S9变压器，其费用为179800元；不扣除更换下来SJ老变压器的回收价值和更换过程中的拆装费用。变压器使用条件同举例1。

解：

(1)简单计算回收年1分别计算出两变压器的损耗值SJ变压器空载损耗
PN=P0＋kQ0=11＋(0.1×0.04×3200)=23.8kW
SJ变压器负载损耗
PL=Pf＋kQf=37＋(0.1×0.055×3200)=54.6kW
S9变压器空载损耗
PN=P0＋kQ0=4.5＋(0.1×0.010×3150)=7.65kW
S9变压器负载损耗
PL=Pf＋kQf=22.0＋(0.1×0.07×3150)=44.05kW

2、从附录表1查得A=48672，B=17668，乘以资金回收系数(=1/kPW)，此处kPW=10.59。
S9的回收年=S9变压器购置费/SJ与S9变压器损耗费价差
 =179800/{〔48672×(23.8－7.65)＋17668×(54.6－44.05)〕/10.59}
 =1.96年

(2)计算资金时间价值的回收年
kPW=两种变压器投资价差÷两种变压器年电费用价差
=(179800－0)/(200478.4－108651.2)= 1.96
将kPW=1.96代入现值系数的计算式，便可得到计入计算资金时间价值的回收年n：
n=log(1－0.07×1.96)÷log〔1/(1＋0.07)〕=2.18年

4 附录:损耗系数A和B的确定

4.1 典型的不同用电行业的A、B值

参考有关文献资料，可以查到一些典型行业的负载特点，与年最大负载利用小时数Tmax，cosφ=0.9和最大负载损耗小时数τ相关数据，按照TOC公式计算的A、B系数，如表1所示。

表1数据的计算条件：基本电价EJL=18/月·kW，电度电价EL=0.5元/kWh，变压器使用年n=20年，年利率i=7％，通货膨胀率a=0，功率因数 cosφ=0.9。

为便于计算，表2列出不同功率因数cosφ下最大负载损耗小时数τ与最大负载利用小时数Tmax的关系供计算参考。

说明：

(1)表1中A和B系数是在特定的两部电价和寿命期时间价值下做的，如果电价及寿命期有变，表中的系数要按A与B的公式重算。

一定的电价系数A是固定的，而系数负载率p按各行业最大负载损耗小时改变(即按最大负载利用小时数及功率因数改变)。

(2)掌握对应于变压器空载损耗单位费用的系数A和负载损耗单位费用的系数B，将有利于对选择变压器铁损和铜损大小的考虑。

注意，在所有参与方案比较中，A、B系数是相同，即空载损耗费用=A×空载损耗；负载损耗费用=B×负载损耗。

4.2 最大负载损耗小时数τ与最大负载利用小时数Tmax的关系