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一、
前言
对一台变压器能效的评价方法很多，但最基本的方法是：总拥有费用法（TOC）。将计算包括它的初始费用和将来支付的损耗费用总和起来进行评价。变压器的购买者可以用它来比较不同变压器的设计。总拥有费用法在美国1981年已发展成为工业标准，变压器按购买者最低总拥有费用的技术条件变为能效最好的变压器。计算变压器总拥有费用（total
owning cost）的公式如下：
TOC=C+A*NL+B*LL
式中：NL——变压器额定空载损耗或铁损，kW
LL——变压器额定负载损耗或铜损，kW
A ——变压器寿命期间空载损耗每千瓦的资本费用，元/
kW
B ——变压器寿命期间负载损耗每千瓦的资本费用，元/
kW
C ——变压器初始费用，包括运输、营业税和其他供电准备费用。
A和B两个系数对于变压器购买者掌握变压器单位空载损耗和负载损耗价值（元/kW）甚为重要。一旦确定A和B的数值，评价变压器的总拥有费用就变得简单易行了。然而A和B数值的准确确定是很难的，因为它涉及供给此损耗功率所占供电系统容量年费用，供电系统投资费用、电费等诸多因素，比较复杂。本文拟用简单方法计算A和B的数值。
二、 损耗系数A和B的确定
1、 系数A——变压器空载损耗每千瓦的资本费用
变压器空载损耗每千瓦的资本费用或系数A，
通常可以看作变压器在寿命期不变的数，一天24小时，一年365天，20年不变（以下均设变压器寿命期为20年）。A的数值主要由电价来决定，等效于初始费用的现值表达式如下：
A=KPW*(EJL*12+EL*hPY)，元/ kW
式中 KPW——现值系数={1-[（1+a）/(1+i)]n}/(i-a)，（式中变压器寿命期n，年利率i，年通货膨胀率a，其中的关系见以下说明）
EJL——两部电价中的基本电费（元/kW.月）
EL ——两部电价中的电度电费（元/kWh）
hPY——年运行小时数，一般按8760小时
2、 系数B——变压器负载损耗每千瓦的资本费用
变压器负载损耗每千瓦的资本费用或系数B，除了电价因素外，主要与变压器所带负载特征有关，负载特征可用年最大负载损耗小时数（由最大负载利用小时Tmax和功率因数确定，见附表1）以及负载率表示。重负载、运行时间长以及负载率高的生产企业，其系数B就大，反之则小。系数B的数值等效于初始费用的现值表达式如下：
B=KPW*(EJL*12+EL*τ)*P2，元/
kW
式中 KPW ——现值系数，同系数A中所用
EJL ——两部电价中的基本电费（元/
kW.月）
EL ——两部电价中的电度电费（元/
kWh）
τ
——年最大负载损耗小时数（由最大负载利用小时Tmax功率因数cos确定，见附表1）
P ——变压器负载率=变压器计算负载
变压器额定容量，
3、 现值系数KPW对系数A和B的影响期初筹措变压器使用年限损耗费用的资金时，要考虑资金的时间价值，此时需将变压器运行中每年的损耗电费折算到投资初始的时刻，A和B系数均含现值系数KPW分量，使其等值于设备购置同一时刻的初始费用。
现值系数KPW基于计算年限（变压器寿命）n、年利率i和年通货膨胀率a三个因素，其计算式为：
现值系数KPW = {1-[（1+a）/(1+i)]n}/(i-a)
从计算式可看出，变压器使用年限n愈大，KPW现值系数愈大；年利率i愈高，KPW现值系数愈小，损耗费用的A与B系数也愈小，因为这时资金的时间价值高（利息高），故资金的投入也就减少；而年通货膨胀率a则反之，当a愈高，计算所得KPW现值系数愈大，损耗费用的A与B系数也愈大，因为这时物价上涨，货币贬值，货币资金的时间价值下降，资金投入也就要增加。
例如：计算年限n=20年，
当年通货膨胀率a=0，1）i=0.07，KPW=10.59
2) i=0.10，KPW=8.51
当年通货膨胀率a=0.05，1) i=0.07，KPW=15.72
2) i=0.10，KPW=20.19
以上简单说明了变压器使用年限n、年利率i和通货膨胀率a确定的现值系数KPW对系数A和B的影响。
三、 系数A和B的确定举例
1、 计算A，B值
假设已知条件：
1） 变压器用于有色冶金工厂，hPY=8760h，Tmax6800h，查附表1，cos=0.9，τ=5500h,
2） 电费：EJL=18元/（KW.月），EL=0.5 KWh，
3） 变压器寿命期n=20，年利率i=0.07，年通货膨胀率a=0，计算现值系数KPW=10.59
求：变压器负载率p=1.0，p=0.75和p=0.5三种情况的A，B值。
解： A=10.59*（18*12+0.5*8760）=48672元/KW
当p=1.0，B=10.59*(18*12+0.5*5500)=31410元/KW
当p=0.75，B=10.59*(18*12+0.5*5500)*0.752=17668元/KW
当p=0.5，B=10.59*(18*12+0.5*5500)*0.52=7853元/KW
2、 计算典型的不同用电行业的A，B值
参考有关文献资料[2，3]，可以查到一些典型行业的负载特点，年最大负载利用小时Tmax，
cos0.9和最大负载损耗小时数τ的数据，按照公式计算为A，B系数，如表1所示。
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和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和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）。为便于计算，附表1列出不同功率因数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。
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。要注意的是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。
四、 系数A，B的应用举例
1、 根据A与B的比例，可以提出定购变压器铁损与铜损的比例要求
例如供给农村照明用电的变压器，负载率为50%，长年接入电网，由表1查得，A=48672，B=1565，A与B的比例为30多倍，显然铁损费用很大。为了降低年运行费用，应选择铁损极低的变压器，可考虑选用非晶态铁心变压器。下面用S9低损耗变压器与之作比较可证明。
如以30KVA变压器为例，20年寿命期节电的效果：
非晶态铁心变压器铁损费用：48672×0.027=1314元，铜损费用为1565×0.74=1158元；S9变压器的铁损费用：48672×0.13=6327元，铜损费用为1565×0.6=939元。可见用非晶态变压器的铁损费用比S9下降很多，对农村照明的节电有明显效益。
2、 用A，B系数代入TOC公式评估变压器经济效益
1） 按照以上条件，取用A、B系数，对某一工厂，例如一个电线厂，评估所选变压器的
经济效益：假设变压器负载率=75%，由表1，取A=48672，B=12877。
20年的总费用TOC=变压器的价格+48672 ×NL+12877×LL，如选用S9型800KVA变压器，NL=1.4KW,LL=7.5KW,价格91100元，代入上式，得：20年的总费用TOC=91100+（48672×1.4+12877×7.5）=255818元
2） 简单比较800KVAS9与S7的变压器（不计无功损耗）的经济效益，求S9多付投资的回收年：
假设在有色冶金厂，A和B由表1查出，取A=48672，B=17668（负载率为0.75），变压器产品目录查：铁损S7为1.54KW，S9为1.4KW;铜损S7为9.9KW，S9为7.5KW，此时应将A，B值乘以资金回收系数（=1/
KPW）。
S9的
回收年=S9与S7变压器价差/S7与S9变压器损耗费价差
=（91100-75900）/{[48672 ×（1.54-1.4）+17668×(9.9-7.5)]/10.59}
=15200/[(6814.1+42403)/10.59]
=3.27年
五、 附表1
最大负载损耗小时数τ与最大负载利用小时数Tmax的关系
1） 一个企业的年最大负载利用系数Tmax在负载曲线上是很难确定的，但可以从已生产企业的年耗电量A除以最大有功负载（计算负载）Pjs得出。即Tmax=A/Pjs，Tmax=A/Pmax，而年耗电量A可以是企业的平均有功负载Pav乘以年工作时间8760算得，Tmax=
Pav×8760/ Pjs。
2） 最大负载耗小时数τ的定义为：输变电和配电无件中的功率一直保持为最大负载功率Smax，在τ小时的线损耗量恰等于元件全年的实际线损耗量△A，则称τ为最大负载损耗小时数。元件全年的线损耗量△A是与负载电I2成正比，可用平均视在功率表示：△A=Sav2×8760,最大负载损耗量=Smax2×τ，两式相等。于是，τ=
Sav2×8760/ Smax2=（Pav/cosav）2×8760/( Pjs/cosmax)2
3)以上可见，τ与Tmax和cos间有一定关系，τ= Tmax2（cosmax/cosav）2×(1/8760)。
据有关资料，下表数据系对一些典型负载曲线分析后得出的[2]。
六、 参考资料：
1、 NEMA.‘Guide for Determining Energy Efficiency for
Distribution
Transformer’,Standards Publication TP 1-1996.
2、 中国科技大学出版社，许业清‘供用电技术’，1992年
3、 同济大学，周鸿昌‘工厂供电及例题’，1987年
4、 Barry W.Kennedy.1997,Energy Efficient Transformers.
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