Analyse du coût total de possession des transformateurs électriques basée sur les normes IEC Standards

Analyse des coûts sur l'ensemble du cycle de vie des transformateurs de puissance basée sur les normes IEC

Cadre de base selon les normes IEC

Selon la IEC 60300-3-3, le coût total du cycle de vie (LCC) des transformateurs de puissance comprend cinq étapes :

• Coûts d'investissement initial : Achat, installation et mise en service (par exemple, 20 % du LCC total pour un transformateur de 220 kV).

• Coûts opérationnels : Pertes d'énergie (60 à 80 % du LCC), maintenance et inspections (par exemple, une économie annuelle de 2 600 kWh pour un transformateur sec de 1 250 kVA).

• Coûts de démantèlement : Valeur résiduelle (5 à 20 % de l'investissement initial) moins les frais de gestion environnementale.

• Coûts de risque : Pertes dues aux pannes et pénalités environnementales (calculées comme la fréquence des pannes × temps de réparation × coût unitaire de perte).

• Externalités environnementales : Émissions de carbone (par exemple, 0,96 kg CO₂/kWh de pertes, totalisant des dizaines de milliers au cours d'une durée de vie de 40 ans).

Stratégies clés d'optimisation des coûts

Efficacité et innovation matérielle :

• Valeur PEI : La IEC TS 60076-20 introduit l'Indice d'efficacité maximale (PEI) pour équilibrer les pertes à charge nulle et à charge.

• Enroulements en aluminium : Réduction des coûts de 23,5 % par rapport au cuivre, avec une meilleure dissipation de la chaleur.

Stratégies opérationnelles :

• Optimisation du taux de charge : Les taux de charge économiques (60 à 80 %) minimisent les pertes (par exemple, une économie annuelle de 14,3 millions de yuans pour un transformateur de 220 kV).

• Réponse côté demande : Le rabotage de pointe réduit le LCC de 12,5 %.

• Modélisation numérique : Intégration de paramètres tels que les courbes d'efficacité et les taux de défaillance pour des simulations dynamiques des coûts.

Études de cas

Cas 1 (transformateur de 220 kV) :

Option A (standard) : Coût initial = 8 millions de yuans, LCC sur 40 ans = 34,766 millions de yuans.

Option B (haut rendement) : Coût initial 10,4 % plus élevé, mais LCC total réduit de 11,8 % grâce à 4,096 millions de yuans d'économies d'énergie.

Cas 2 (transformateur à noyau amorphe de 400 kVA) :

Réduit le LCC lié au carbone (CLCC) de 15,2 % mais augmente les taux de défaillance de 20 %.

Défis et recommandations

• Manques de données : Des statistiques incomplètes sur les taux de défaillance peuvent fausser les modèles (par exemple, 35 % du LCC attribué aux pannes dans les transformateurs de 10 kV).

• Alignement des politiques : Relier les normes d'efficacité énergétique au LCC (par exemple, la norme GB 20052-2024 de Chine impose des mises à niveau d'efficacité).

• Tendances futures : Outils de décision basés sur l'IA et conceptions d'économie circulaire (par exemple, les structures modulaires améliorent la valeur résiduelle de 5 à 10 %).