非晶電力變壓器質(zhì)疑
    
自上世紀(jì)90年代初美國(guó)Allied Signal 公司為他們的Mat-glass產(chǎn)品在我國(guó)開(kāi)始尋找出路以來(lái),國(guó)內(nèi)已有十多家電力變壓器制造企業(yè)相繼推出了使用鐵基非晶合金材料鐵芯的工頻電力變壓器(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“非變”),以取代傳統(tǒng)的硅鋼材料鐵芯的電力變壓器(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“硅變”).可喜的是,近十幾年來(lái)我國(guó)自己的各類(lèi)非晶磁性材料的研制也得到了快速發(fā)展.例如起步較早的上海鋼鐵研究所,已形成規(guī)模的鋼鐵研究院及其它企業(yè).
    各類(lèi)非晶軟磁箔帶材料的出現(xiàn),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(shù)Khz乃至數(shù)百Khz以上,若用坡莫合金材料價(jià)格昂貴,各種大體積、高導(dǎo)磁率鐵氧體材料的燒結(jié)工藝?yán)щy……,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(bǔ)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(yīng)導(dǎo)致的噪聲較大、價(jià)格高,但其單位損耗、導(dǎo)磁率指標(biāo)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(duì)鐵基非晶合金用于電力變壓器的是非曲直全面權(quán)衡、提出結(jié)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(yīng)牽線(xiàn)組織權(quán)威機(jī)構(gòu)、權(quán)威人士進(jìn)行科學(xué)論證并提出指導(dǎo)性意見(jiàn),包括下面涉及的空載損耗、負(fù)載損耗“折合成貨幣進(jìn)行補(bǔ)償”、變壓器的“評(píng)估價(jià)格”等問(wèn)題提出適合我國(guó)國(guó)情的計(jì)算方法、評(píng)估方法.

一、常見(jiàn)資料怎么說(shuō)?

    所謂“常見(jiàn)資料”,并非權(quán)威機(jī)構(gòu)的論述.有雜志(多源于《國(guó)際電子變壓器》)、樣本、網(wǎng)站、業(yè)內(nèi)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(nèi)或其它技術(shù)人員的著作、見(jiàn)解;B、制造商為推廣應(yīng)用而發(fā)放的指導(dǎo)性技術(shù)資料;C、產(chǎn)品宣傳、廣告資料.
    對(duì)A,有一定的可信度,但免不了帶有一定的傾向性或資料轉(zhuǎn)載、引用上的盲目性;
    對(duì)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(yīng)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(dāng)時(shí)介紹的功率因數(shù)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(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)尚未普及、知者甚少.
    本文的重點(diǎn)置疑對(duì)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(jù)中國(guó)機(jī)械信息網(wǎng),世界自然保護(hù)基金組織在“解決全球溫室效應(yīng)”綱要中指出:非變“是一項(xiàng)很有希望的節(jié)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(fù)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(tǒng)地談?wù)摲亲兊闹亓俊⒊杀竞蛢r(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(duì)性能價(jià)格比,國(guó)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(duì)非變損耗降低的瓦數(shù),折合成貨幣進(jìn)行補(bǔ)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(jié)能法”中,通過(guò)了變壓器節(jié)能“領(lǐng)跑計(jì)劃”,預(yù)計(jì)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(guó)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(guó)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(dá)成協(xié)議,每年向日本提供2000 噸變壓器用非晶鐵芯.

二、現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品怎么樣?
    
    網(wǎng)上摘錄的部分國(guó)內(nèi)產(chǎn)品對(duì)比如下:

KVA   鐵耗 W    銅耗 W      總耗 W    比較對(duì)象:非變 / S11系列硅變
100   130/203   1850/1500   1980/1703   上海變壓器廠(chǎng) / 濟(jì)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(zhèn)江天力

    上述非變與硅變主要性能數(shù)據(jù)均指10/0.4KV 電壓等級(jí);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(qiáng)調(diào)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(shù)據(jù)的對(duì)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(hù)基金組織對(duì)任何一項(xiàng)節(jié)能技術(shù)都持贊許態(tài)度,能以此作為決策依據(jù)嗎?c,18 倍!這不明擺著拿一個(gè)根本不可能存在的假想設(shè)計(jì)來(lái)嚇唬別人嗎?f,關(guān)于日本的變壓器節(jié)能“領(lǐng)跑計(jì)劃”,也許情報(bào)機(jī)構(gòu)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(dá)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(shè)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(yùn)作的項(xiàng)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(guó)內(nèi)的非晶市場(chǎng)定位應(yīng)著眼于中大功率開(kāi)關(guān)變換裝置.

四、怎么進(jìn)行“損耗貨幣補(bǔ)償”?

    常見(jiàn)資料 e 中提到“對(duì)非變損耗降低的瓦數(shù),折合成貨幣進(jìn)行補(bǔ)償”,從而得到“評(píng)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(dāng)于人民幣42~92元.每瓦負(fù)載損耗折合成0.7~1.0美元,相當(dāng)于人民幣6~8.3元(以下用人民幣).例如一臺(tái)5kVA單相硅變產(chǎn)品,報(bào)價(jià)為1700元,空載損耗28W,按60元/W計(jì),為1680元;負(fù)載損耗110W,按8元/W計(jì),為880元;則,總評(píng)估價(jià)為4260元/臺(tái).同容量的非變,報(bào)價(jià)為2500元/臺(tái);空載損耗6W,折合360元;負(fù)載損耗110W,折合880元,總評(píng)估價(jià)為3740元/臺(tái).如果不考慮損耗,單計(jì)算報(bào)價(jià),非變是硅變的147%.如果考慮損耗,非變的評(píng)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(fù)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(rèn)、一錘定音.筆者認(rèn)為,“折算價(jià)”應(yīng)與電網(wǎng)運(yùn)行的管理成本有關(guān),這成本的表達(dá)應(yīng)該是按地區(qū)、電價(jià)、季節(jié)、時(shí)段等大量統(tǒng)計(jì)資料所建立的數(shù)學(xué)模型.上述“舉例”所涉數(shù)學(xué)模型很可能出自某個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家或某個(gè)國(guó)際組織.
    那么,這數(shù)學(xué)模型是否適合我國(guó)國(guó)情?
1、我國(guó)是缺電國(guó).在負(fù)荷密集區(qū),自計(jì)劃經(jīng)濟(jì)年代開(kāi)始就有“三班倒”的傳統(tǒng).再加上各地區(qū)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(fù)荷不均衡狀況,使變壓器空載、輕載的可能性遠(yuǎn)小于發(fā)達(dá)國(guó)家;
2、與發(fā)達(dá)國(guó)家比,同是“階梯價(jià)”,目標(biāo)截然相反.澳大利亞把用電量超過(guò)某個(gè)數(shù)后的價(jià)格打折的規(guī)定細(xì)節(jié)寫(xiě)進(jìn)了高校教科書(shū);而我國(guó)則是把超過(guò)計(jì)劃額的那部分抬高價(jià)格或予以處罰.我國(guó)在小學(xué)教科書(shū)里能找到的是“節(jié)約用電”的公益宣傳用語(yǔ)!
    這就是國(guó)情點(diǎn)滴.那么,“每瓦空載損耗折合成5~11美元”的結(jié)論在我國(guó)適合嗎?

五、這種回報(bào)怎么算?

    假設(shè)前述“評(píng)估價(jià)”所依據(jù)的數(shù)學(xué)模型是100%的正確、100%的適合我國(guó)國(guó)情,再依那臺(tái)5KVA變壓器為例算一下投資回報(bào).這臺(tái)非變運(yùn)行了20年后發(fā)現(xiàn)比硅變節(jié)省了4260-3740＝520元.無(wú)疑,這就是回報(bào).但當(dāng)初購(gòu)買(mǎi)這種20年“期貨”的預(yù)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(dāng)初把這800元投向其它項(xiàng)目,誰(shuí)能懷疑20年后的回報(bào)不翻上幾番?還有,假設(shè)這臺(tái)非變的重量是硅變的130%,那么用戶(hù)不得不再為這臺(tái)寶貝額外支付30%的運(yùn)輸費(fèi)!

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(yīng)商心里最明白.
    有位變壓器銷(xiāo)售人員透露,相同容量、規(guī)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(jìng)爭(zhēng)中,他們不得不利用成套產(chǎn)品的附加值來(lái)彌補(bǔ)非變的利潤(rùn).這就是說(shuō),非變制造商沒(méi)有利潤(rùn),或利潤(rùn)很小,或沒(méi)有得到如同硅變的預(yù)期利潤(rùn).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(nèi)逐步獲得“貨幣補(bǔ)償”的回報(bào)(假設(shè)有這種可能),而這貨幣補(bǔ)償“期貨”的預(yù)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(quán)威人士說(shuō)服了,愿為前述“期貨”埋單.他首先考慮的應(yīng)該是,這“期貨”到底有多少回報(bào)?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?
    眼下,國(guó)人為這20年“期貨”議論(假如有很多人士關(guān)注這一話(huà)題)得沸沸揚(yáng)揚(yáng)、難分難解.若其功過(guò)是非最終還理不出頭緒的話(huà),20年后肯定更無(wú)人問(wèn)津了!但有一點(diǎn)是肯定的:非晶供貨方每年照樣能拿到一大迭定單.
    真正的贏(yíng)家是非晶材料制造商、供應(yīng)商.