非晶電力變壓器境況分析

各類(lèi)非晶軟磁箔帶材料的出現，解決了中大功率開(kāi)關(guān)變換裝置產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的燃眉之急。這類(lèi)產(chǎn)品的工作頻率一般在數Khz乃至數百Khz以上，若用坡莫合金材料價(jià)格昂貴，各種大體積、高導磁率鐵氧體材料的燒結工藝困難……，而鐵基非晶合金、鐵鎳基非晶合金、鐵基非晶納米晶合金等材料的推出正好彌補了這一斷層。

用于電力變壓器的是鐵基非晶合金。與優(yōu)質(zhì)硅鋼材料相比，其飽和磁密Bs較低、磁致伸縮效應導致的噪聲較大、價(jià)格高，但其單位損耗、導磁率指標均明顯優(yōu)于優(yōu)質(zhì)硅鋼。

筆者坦言，在本文中筆者沒(méi)有能力對鐵基非晶合金用于電力變壓器的是非曲直全面權衡、提出結論性意見(jiàn)。但筆者呼吁，此問(wèn)題涉及巨額投資資金流向的合理性問(wèn)題，政府理應牽線(xiàn)組織權威機構、權威人士進(jìn)行科學(xué)論證并提出指導性意見(jiàn)，包括下面涉及的空載損耗、負載損耗“折合成貨幣進(jìn)行補償”、變壓器的“評估價(jià)格”等問(wèn)題提出適合我國國情的計算方法、評估方法。

一、常見(jiàn)資料怎么說(shuō)?

所謂“常見(jiàn)資料”，并非權威機構的論述。有雜志(多源于《國際電子變壓器》)、樣本、網(wǎng)站、業(yè)內人士口述等，來(lái)源較雜，不一一羅列。常見(jiàn)資料一般不外以下三類(lèi):A、業(yè)內或其它技術(shù)人員的著(zhù)作、見(jiàn)解;B、制造商為推廣應用而發(fā)放的指導性技術(shù)資料;C、產(chǎn)品宣傳、廣告資料。

對A，有一定的可信度，但免不了帶有一定的傾向性或資料轉載、引用上的盲目性; 對B，純屬技術(shù)資料，可信度高。例如90年代初 Allied Signal 的 Mat-glass 產(chǎn)品應用的小范圍發(fā)放的技術(shù)資料至今在網(wǎng)上還能找到，當時(shí)介紹的功率因數校正器(Power Factor Corrector)、矩磁開(kāi)關(guān)組件(Magnetic Amplifier——或稱(chēng)“磁放大器”)等當時(shí)國內尚未普及、知者甚少。

本文的重點(diǎn)置疑對象是上述A、C類(lèi)資料。

部分常見(jiàn)資料摘錄、概括如下:

a、據中國機械信息網(wǎng)，世界自然保護基金組織在“解決全球溫室效應”綱要中指出:非變“是一項很有希望的節能新技術(shù)”;

b、相同容量的變壓器，非變的空載損耗僅為硅變的1/8;

c、假定兩者負載損耗相同，要使硅變的鐵損與非變相同，則硅變的重量是非變的18倍;

d、一般人拋開(kāi)變壓器的損耗水平，籠統地談?wù)摲亲兊闹亓?、成本和價(jià)格是硅變的130%~150%，并不符合市場(chǎng)要求的性能價(jià)格比原則;

e、對性能價(jià)格比，國外提出兩種比較方法，1。 同樣損耗的條件下，比較出兩者所用的銅鐵材料重量和價(jià)格;2。 對非變損耗降低的瓦數，折合成貨幣進(jìn)行補償;

f、2002年日本非晶金屬公司已經(jīng)制造出5000KVA的非變，并投入使用。同年日本“節能法”中，通過(guò)了變壓器節能“領(lǐng)跑計劃”，預計2006年日本的非變產(chǎn)量將占市場(chǎng)上高效硅變的40%;

g、2003年，為了解決環(huán)保和原材料回收再利用，建立了以日本電工公司、日本非晶金屬公司為中心的非變鐵芯回收、循環(huán)利用體制，以解決環(huán)保和資源后顧之憂(yōu);

h、我國非變產(chǎn)品的制造技術(shù)和材料發(fā)展很快，上海置信公司98年引進(jìn)了美國GE公司非變制造技術(shù);鋼鐵研究總院已生產(chǎn)出220mm寬的非晶體帶。2002年上海置信達成協(xié)議，每年向日本提供2000 噸變壓器用非晶鐵芯。

二、現實(shí)產(chǎn)品怎么樣?

網(wǎng)上摘錄的部分國內產(chǎn)品對比如下:

KVA 鐵耗 W 銅耗 W 總耗 W 比較對象:非變 / S11系列硅變

100 130/203 1850/1500 1980/1703 上海變壓器廠(chǎng) / 濟南變壓器廠(chǎng)

160 170/273 2500/2200 2670/2473 /

200 200/329 2970/2600 3170/2929 /

250 230/399 3240/3050 3470/3449 /

315 280/476 4080/3650 4360/4126 /

400 300/597 4690/4300 4990/4897 /

500 350/679 5740/5150 6090/5829 /

630 400/805 7010/6200 7410/7005 /

800 480/980 8180/7500 8660/8480 /

1000 334/1150 9456/10300 9790/11450 昊德電氣 / 鎮江天力

上述非變與硅變主要性能數據均指10/0。4KV 電壓等級;除末行外，前者是上海變壓器廠(chǎng)SCBH系列環(huán)氧澆注產(chǎn)品，后者均為S11系列。兩種類(lèi)型的產(chǎn)品雖在可比性上打了折扣，但筆者所強調的不是后者的總耗反而低，而是空耗比決不是如常見(jiàn)資料b 所述的1/8，而是 2/7—1/2 。

三、常見(jiàn)資料里還有哪些“灰色”成分?

“灰色”成分是指數據的對比背景不完全透明，或有渲染效果，有可能使讀者(或用戶(hù))的思維產(chǎn)生定向傾斜的那些成分。

例如資料 a，可斷言，世界自然保護基金組織對任何一項節能技術(shù)都持贊許態(tài)度，能以此作為決策依據嗎?c，18 倍!這不明擺著(zhù)拿一個(gè)根本不可能存在的假想設計來(lái)嚇唬別人嗎?f，關(guān)于日本的變壓器節能“領(lǐng)跑計劃”，也許情報機構能說(shuō)清楚。試問(wèn)，再過(guò)一年多點(diǎn)，日本非變普及率能達40%?g，關(guān)于“非變鐵芯回收、循環(huán)利用體制”，此問(wèn)題有幾點(diǎn)疑問(wèn):1)非變鐵芯回收是20年以后的事(假設變壓器的正常壽命是20年)，哪個(gè)商家愿在今天為20年后才運作的項目投資?2)非變與硅變的鐵芯回收屬兩個(gè)不同的物流渠道，前者是“循環(huán)利用”，后者是“廢品處理”，不可能“合二為一”。3)誰(shuí)能保證20年后非變鐵芯還有利用價(jià)值?變壓器磁性材料“非晶”算“到頂了”?h，好事!誰(shuí)要買(mǎi)就賣(mài)給誰(shuí)，國內的非晶市場(chǎng)定位應著(zhù)眼于中大功率開(kāi)關(guān)變換裝置。

四、怎么進(jìn)行“損耗貨幣補償”?

常見(jiàn)資料 e 中提到“對非變損耗降低的瓦數，折合成貨幣進(jìn)行補償”，從而得到“評估價(jià)”。資料舉例說(shuō)明如下:

“每瓦空載損耗折合成5~11美元，相當于人民幣42~92元。每瓦負載損耗折合成0。7~1。0美元，相當于人民幣6~8。3元(以下用人民幣)。例如一臺5kVA單相硅變產(chǎn)品，報價(jià)為1700元，空載損耗28W，按60元/W計，為1680元;負載損耗110W，按8元/W計，為880元;則，總評估價(jià)為4260元/臺。同容量的非變，報價(jià)為2500元/臺;空載損耗6W，折合360元;負載損耗110W，折合880元，總評估價(jià)為3740元/臺。如果不考慮損耗，單計算報價(jià)，非變是硅變的147%。如果考慮損耗，非變的評估價(jià)為硅變的 88%。”

這是一種頗有說(shuō)服力且難以置疑的說(shuō)辭。“難以置疑”是指，原作者不一定說(shuō)得清“空載損耗與負載損耗的單位折算價(jià)”從何而來(lái)。若決策者中的專(zhuān)家們不進(jìn)行深層次追究的話(huà)，很可能點(diǎn)頭默認、一錘定音。筆者認為，“折算價(jià)”應與電網(wǎng)運行的管理成本有關(guān)，這成本的表達應該是按地區、電價(jià)、季節、時(shí)段等大量統計資料所建立的數學(xué)模型。上述“舉例”所涉數學(xué)模型很可能出自某個(gè)發(fā)達國家或某個(gè)國際組織。

那么，這數學(xué)模型是否適合我國國情?

1、我國是缺電國。在負荷密集區，自計劃經(jīng)濟年代開(kāi)始就有“三班倒”的傳統。再加上各地區采取各種用電“避高峰”措施，在一定程度上緩解了各時(shí)段負荷不均衡狀況，使變壓器空載、輕載的可能性遠小于發(fā)達國家;

2、與發(fā)達國家比，同是“階梯價(jià)”，目標截然相反。澳大利亞把用電量超過(guò)某個(gè)數后的價(jià)格打折的規定細節寫(xiě)進(jìn)了高校教科書(shū);而我國則是把超過(guò)計劃額的那部分抬高價(jià)格或予以處罰。我國在小學(xué)教科書(shū)里能找到的是“節約用電”的公益宣傳用語(yǔ)!

這就是國情點(diǎn)滴。那么，“每瓦空載損耗折合成5~11美元”的結論在我國適合嗎?

五、這種回報怎么算?

假設前述“評估價(jià)”所依據的數學(xué)模型是100%的正確、100%的適合我國國情，再依那臺5KVA變壓器為例算一下投資回報。這臺非變運行了20年后發(fā)現比硅變節省了4260-3740=520元。無(wú)疑，這就是回報。但當初購買(mǎi)這種20年“期貨”的預付款是2500-1700=800元。——原來(lái)是虧本買(mǎi)賣(mài)!虧的不止這些——如果當初把這800元投向其它項目，誰(shuí)能懷疑20年后的回報不翻上幾番?還有，假設這臺非變的重量是硅變的130%，那么用戶(hù)不得不再為這臺寶貝額外支付30%的運輸費!

六、誰(shuí)是“非晶”贏(yíng)家?

這問(wèn)題，非變制造商與非晶材料供應商心里最明白。

有位變壓器銷(xiāo)售人員透露，相同容量、規格的非變出廠(chǎng)價(jià)大約是硅變的150%，重量大約是后者的130%。在日益激烈的市場(chǎng)競爭中，他們不得不利用成套產(chǎn)品的附加值來(lái)彌補非變的利潤。這就是說(shuō)，非變制造商沒(méi)有利潤，或利潤很小，或沒(méi)有得到如同硅變的預期利潤。如果這是普遍情形，那問(wèn)題來(lái)了:

1、非變用戶(hù)(電力經(jīng)營(yíng)者)可以在今后的20年內逐步獲得“貨幣補償”的回報(假設有這種可能)，而這貨幣補償“期貨”的預付款倒是由非變制造商一次性無(wú)償墊付，這公平嗎?

2、就算非變用戶(hù)被哪位權威人士說(shuō)服了，愿為前述“期貨”埋單。他首先考慮的該是，這“期貨”到底有多少回報?是將有限的資金投入20年“期貨”，還是多建幾個(gè)電廠(chǎng)劃算?