电力变压器运行的效率与效益
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电网运行效率和投资效益评价指标体系随着全球经济的快速发展,电力已经成为了各个行业发展所必须的动力源。
电力系统建设和运行的高效性和效益性对于国家和地区的经济健康发展至关重要。
建立合理的电网运行效率和投资效益评价指标体系,对于提高电力系统的资产管理能力和设备运行效率,解决电力系统运行中出现的问题和障碍具有重要的现实意义和价值。
1.供电可靠率供电可靠率是电力系统中供电连续供应的有效时间和客户接受时间的比率。
供电可靠率评价指标包括平均无电时间、平均停电时间、瞬时停电时间和瞬时电压离散度。
平均无电时间指维护和故障处理所需的时间。
平均停电时间是指灾害和天气等外界因素影响的时间。
瞬时停电时间是指停电事件发生时停电时间的定义。
瞬时电压离散度是指瞬时电压异常的次数和大小。
2.功率因数功率因数评价指标是电网运行效率的关键指标之一。
它代表了电网一定时期内正常运行的能力。
电网的功率因数通常是通过电网内发生的功率变化来确定的。
3.电能损耗率电能损耗率是衡量电网运行效率的指标之一。
它代表了电网内各种能量形式的涉及范围。
电能损耗率的评价指标包括线路损耗、变压器损耗、发电机损耗和电缆损耗。
4.储能能力储能能力评价指标准确衡量电网运行效率,衡量储能装置的供电能力和各种储能感知技术的各种影响因素。
它代表了电网能够在紧急情况下保持高效运行的能力。
5.升级维护技术升级维护技术是评价电网运行效率的重要指标,对于电网的管理和维护具有重要意义。
它代表了管理层在电网升级和设备维护过程中引入的先进技术和管理方法。
1.电能产值电能产值是评价电网投资效益的重要指标之一。
它代表了电网所能制造的损失和电力产出的产值之间的比例。
2.维护成本维护成本是评价电网投资效益的重要指标之一。
它代表了电网管理和运行维护具体开支的支付方式。
3.投资返回期投资返回期是衡量电网投资效益的指标之一,它代表了投资额可在多少时期内回报。
4.现值法净现值现值法净现值是表示电网发生可量化的现金流准确估计的指标。
电力变压器经济运行
电力变压器是电力系统中不可或缺的设备之一,其作用是将输送到变电站的高电压电能转换成适宜送至用户的低电压电能。
在变压器的运行过程中,如何保证经济性是一个重要问题。
电力变压器经济运行的原则是在保证供电质量的前提下,使变压器效益最大化。
具体可以从以下几个方面考虑:
1. 正确选型:在设计之初,选用合适的变压器容量和型号,以适应实际负荷需求,避免过度或不足设计导致功率损耗或投资成本增加。
2. 合理运行:变压器应运行在设计要求的额定负载下,避免过载或负载不足导致效率下降。
同时应保持压差合理,避免电压过高或过低。
3. 精细管理:通过对变压器的定期检测维护和保养,保证其运行状态良好。
同时,采用智能化监控系统对变压器的温度、湿度、负载等参数进行实时监控,及时发现和解决运行故障,避免能量浪费和效率下降。
4. 有效控制损耗:通过控制变压器的空载损耗、负载损耗和短路损耗,降低变压器的总损耗,提高能源利用率。
同时还可以采用节能降耗技术,如变压器组箱改造、热过程管理措施等,降低损耗和成本,提高经济效益。
因此,电力变压器的经济运行需要技术、管理和策略等多方面因素的综合考虑和协调,以实现变压器的高效稳定运行。
变压器的损耗和效率一、变压器简介变压器是利用电磁感应原理传输电能或电信号的器件,它具有电压变换、电流变化和阻抗变换及电气隔离的作用。
1、理想变压器工作原理理想变压器基于下述两个假设:1、变压器效率等于1,无任何能量损耗。
即忽略了实际铁芯变压器线圈的电阻以及铁芯在交变磁场作用下所产生的能量损耗。
2、铁芯的磁导率μ趋近于无穷大,没有漏磁通。
线圈的互感磁通等于自感磁通,耦合系数K为1,线圈自感系数L1、L2趋于无穷大,但是,L1/L2为常数,数值上等于原副边匝数比的平方。
理想变压器的工作原理如下:图1理想变压器工作原理(变压器)变压器的主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组。
两绕组只有磁耦合没电连接。
在一次绕组中施加交变电压,交变电压产生交变电流,交变电流产生交链一、二次绕组的交变磁通Φ,在一次和二次绕组中分别感应出电动势E1、E2。
理想变压器的绕组电阻为零,有:E1=-U1,E2=-U2假设一次和二次线圈的匝数分别为N1和N2,一次和二次绕组铰链的磁链分别为Ψ1和Ψ2,根据电磁感应定律,下述方程组成立:U1=-E1=-dΨ1/dt=d(N1Φ)/dt=N1dΦ/dt(a)U2=-E2=-dΨ2/dt=d(N2Φ)/dt=N2dΦ/dt(b)(a)式除以(b)式,可得:U1/U2=N1/N2(1)理想变压器效率等于1,一次与二次绕组之间在能量传输过程中没有损耗,可知:U1I1=U2I2联立式(1)可得:I1/I2=N2/N1(2)(1)式除以(2)式,可得:(U1/I1)/(U2/I2)=(N1/N2)2U1/I1及U2/I2分别为一次和二次绕组的阻抗,分别记为Z1和Z2,则:Z1/Z2=(N1/N2)2(3)(1)、(2)、(3)三式分别表示了理想变压器的电压变换、电流变换和阻抗变换关系。
2、实际变压器工作原理实际变压器绕组电阻不为零;实际变压器交变磁通在铁芯中会产生涡流损耗和磁滞损耗;实际变压器铁芯磁导率为有限值,一次绕组产生的磁通会有部分与空气形成磁路,不与二次绕组铰链,称为漏磁通Φσ1,同样,二次绕组也会产生漏磁通Φσ2。
变压器的功率、变压器的经济运行及节能措施最近一个朋友问了一个高中物理的电学问题,简单的基础理论问题,变压器负载变化,一次侧电压、电流、功率和二次侧电压、电流和功率如何变化?变压器的电压很简单,U1/U2=n1/n2;变压器一次侧和二次侧绕组的匝数决定了一次侧和二次侧电压的关系,所以不管负载如何变化,一次侧和二次侧的电压都是保持不变的;也就是说一次侧的电压和变比决定了二次侧的电压,跟负载没有关系。
但是变压器的功率和电流实际上都是由二次侧即负载端决定的,即“量出而进”也就是说功率和电流根据负载端的需要,原线圈的功率和电流而变化。
比如,变压器二次侧负载增大:一是可以理解为用电器功率变大,电压由匝数决定不变,根据公式I=P/U,二次侧电流自然会变大。
二是可以理解为有用电器个数增多,变压器负载端都是并联的,支路数增多,每个支路的都是独立的,支路电流不变,干路电流必增大。
那么由于I1/I2=n2/n1是固定的,负载增加时二次侧电流变大,功率也即变大,一次电流也一定是变大的,一次侧功率也变大,保持变压器一二次侧功率平衡。
那既然变压器的功率和电流都是由二次侧即负载端决定的,那是不是可以无限增加负载来增加变压器的容量的哪,显然是不可以的,高中阶段在考虑基础理论知识的时候并没有涉及到实际情况,考虑的是一个无限大的系统,实际上一个是变压器本身也是一个用电设备,它自身也是有一定的损耗的;另一个是变压器的额定容量在生产制造的时候已经确定了,使用的时候二次侧的负载增加是不允许超过变压器的额定容量的,二次侧负载只能在额定容量以内增加或者减少。
变压器的额定容量变压器的额定容量是指变压器能够承受的最大负载容量,通常以千伏安(kVA)为单位,变压器的额定容量是设计和制造过程中最重要的参数之一,这直接影响变压品质性能和使用寿命。
在使用变压器时,必须确保负载不超过变压器的额定容量,并定期检查和维护变压器,以确保其正常运行和延长使用寿命。
电力变压器经济运行【摘要】实现电力变压器的经济运行,能够帮助企业节约资源,减少资金的浪费。
但是电力变压器的经济运行必须要在保证供电质量、供电需求的基础上完成,否则就会引发一系列的事故。
目前,已经有很多的企业为了提高变压器的运行效率,进行了一系列的研究和改造。
只有合理的选择运行方式,充分的利用现有的设备和条件,才能真正做到经济运行。
笔者根据实际情况,对电力变压器的经济运行进行了探讨,希望与大家共勉之。
【关键词】电力变压器;经济;运行;企业;效率变压器的经济运行,指的是选择最优、最佳的运行方式,对负载进行调整,从而使变压器的电能损失降到最低。
变压器的经济运行不需要投入过多的资金,仅仅只需要加强管理、科学的规划,便可达到目的。
一、变压器的损耗与效率(一)变压器的损耗变压器的损耗有两种,一种是空载损耗,而另外一种则是负载损耗。
一般情况下,很有可能发生两者综合性的损耗,也就是指有功功率损耗,以及因为消耗无功功率损耗而导致系统增加的有功功率损耗之和。
(二)变压器的效率变压器的效率也指其输出的有功功率和输入的有功功率之比,当负载率不变的时候,变压器的效率会和空载有功损耗、负载损耗有很大的关系。
空载有功损耗、负载损耗越大,变压器的效率也越高。
一般情况下,要提高变压器的效率,可以选择空载有功损耗、负载损耗较小的变压器,这种变压器具有节能的功效。
但是,如果空载有功损耗、负载损耗的值不变,变压器的效率便和负载率、功率因数有非常大的关系。
若是进行了无功补偿,变压器的功率因数没有任何的变化,那么变压器的效率便会随着负载率的变化而变化。
也就是说,当变压器的空载损耗和负载损耗相同的时候,变压器的效率就会非常的高。
二、变压器的选择与经济运行(一)独立变压器等到决定和选择了变压器以后,空载有功损耗、负载损耗不发生变化,这时变压器的运行效率就会和负载产生一定的关系。
在进行操作的过程当中,仅仅只能靠对负载进行合理的调整,从而达到提高变压器效率的目的。
变压器的经济运行分析电力变压器作为电力系统电压变换的主要设备,被广泛应用于输电和配电领域,变压器在变换电压及传递功率的过程中,自身将会产生有功功率损耗和无功功率损耗。
变压器的有功功率和无功功率损耗又与变压器的技术特性和出厂参数有关,同时又随着负载的变化而产生非线性的变化。
因此,必须根据变压器的有关技术参数和所带负荷的实际情况,合理地选择运行方式,加强变压器的运行管理,使变压器运行在合理的经济区域,提高变压器的运行效率,以达到节约电能的目的。
变压器的有功功率损耗主要变压器的空载损耗和变压器的负载损耗两部分。
空载损耗主要是指铁损,包括磁滞损耗和涡流损耗,它的大小是一个与变压器的铁心相关的常数,在额定电压下它的大小基本不会发生变化,当有电压波动的时候铁损也会随着发生变化。
负载损耗主要是电流在通过绕组时在电阻上的损耗,一般称为铜损,由公式P=I2R可知负载损耗的大小随着负荷的大小而变化,与负载电流的平方成正比。
现在我国的变配电系统中普遍采用的是S9系列的变压器,相对S7系列及以下的变压器它的有功损耗有了明显的降低,在有功损耗大幅度减小的同时我们也要加强对变压器的运行管理,争取使变压器在经济运行区域里运行。
下面对变压器的经济运行做一下简单的介绍。
1、变压器负载与损耗的关系变压器的铁损Pt是一个和铁心相关的常数,它不随着变压器负载的变化而变化,负载损耗Pcu与负载电流的平方成正比,是一个变化的量。
故变压器损耗主要受负荷变化影响的铜耗决定。
我们可以根据具体的变压器参数来计算出变压器的有功损耗。
从而来确定变压器是否在合理的经济运行区域,通过改变变压器的运行方式以达到节约电能的目的。
2、变电单耗及最佳负载系数在变压器运行的过程中,变压器的运行效率是随着负荷的变化而改变的,那么在这个变化的过程中就会存在一个最佳的运行区域,故称为经济运行区域,在这个区域里面变压器所带实际负载(P)与变压器的额定负载(Pe)之比称为负载系数(β),所以在这个区域内自然也会存在一个最佳负载系数(β)。
电力变压器运行的效率与效益
配变是电网向用户供电的载体,配变的经济运行是企业降低电力本钱要素。
配变相对于其他电气设备而言,其运行效率是很高,但运行中自身也会产生损耗,而变损大小与运行效率有关。
从降损角度讲,配变的满载运行其效率并非最正确,假设长期满载运行,不仅效率下降,而且还会增加变损,长期超载还会缩短使用寿命,甚至还能酿成事故。
理论与实践说明,配变负载系数与运行效率有关,只有当配变负载系数为50%时,运行效率最高,或且说,配变运行中只有铁损等于铜损时,效率最高,变损最小,这说明提高运行效率,将蕴涵着降损的潜能。
然而事物总是一分为二,假设仅一味强调提高运行效率,这虽然能降低变损,却往往无视了一个敏感而实际的问题,即如何削减设备一次性投资和容量电费。
由于受传统观念和习惯用电的影响,用户接入电网运行的配变,仅处于自然状态下运行,再加之受容量电费和电压等级差异电价的制约,同时对容量电费的规定不甚了解,从而导致电力本钱的增加。
用户假设是要从降低电力本钱着想,应从配变运行效率和效益综合考量而实行相关措施,必将取得更好的经济效益。
一、配变运行效率与变损关系
配变运行中产生损耗分为铁损和铜损,配变在额定电压下运行其铁损是个常数,而铜损却与二次负载电流平方成正
比,并随负载电流的变化而变化。
配变运行中只有当铁损等
于铜损时,运行效率最高,变损最小。
配变运行效率最高时的负载系数称为理论最正确负载
系数。
β=0.5 这是配变经济运行的理论依据,当负载系数为50%时,配变运行效率最高,变损最小。
在配变运行中可依据这个
原理对用电负荷开展调整,使之到达降损节能,实现配变的
经济运行。
二、提高配变运行效率的措施1.
按β=0.5调整用电负载
β=0.5这是配变运行效率最高时理论负载系数,配变运行中应以最正确负载系数为依据,准时调整或掌握用电负荷,实
现配变的经济运行。
假设配变长期处于轻载运行,其效率必
定下降,则要更换适宜容量的配变。
如是处于满载运行其效
率也不是最正确,则要开展增容改造。
假设仅在顶峰期超载,可通过“移峰填谷”予以调整。
为此,按最正确负载系数
准时调整用电负荷是提高运行效率的措施。
2.实时检测配变三相负荷电流平衡度
配变运行中假设三相负载不对称,则会产生三相负荷电流
的不平衡,这不仅产生附加损耗,而且还会造成运行效率下降。
为能准时觉察三相负载是否均衡,则需对三相负荷电流开展检测,如是三相负荷电流差异较大,则需准时对用电负载开展调整,使之处于根本均衡下运行,即能提高效率,降低变损。
3.加强用电治理
配变供给用电负荷时处于变化之中,为提高运行效率则需对用电负荷开展检测,如有负荷波动特别或突变,应在查找缘由后加强对用电负荷开展治理,通过实施“移峰填谷”,或执行峰谷分时电价等措施,促使用户调峰、避峰用电,使之到达用电负荷根本均衡,以削减负荷波动造成附加损耗,同时还有利于提高运行效率。
4.配变低压侧实施无功补偿
配变运行效率与功率因数有关,其低压侧实施无功补偿是削减无功消耗,提高功率因数有效措施。
其补偿装置应采用自动投切技术,可到达自动跟踪无功负荷变化,以到达无功的实时平衡。
此外还可运行电价杠杆,辅之实行力率调整电费方法,促使用户自觉实施无功补偿,以提高配变运行效率。
5.合理的配变运行方式
对承受配变并列运行用户,可按用电负荷的变化,敏捷转变配变运行方式,这也可提高运行效率。
如顶峰期用电负荷增大,可承受配变的并列运行,因两台阻抗一样配变并列运行,其阻抗比单独运行时减小一半,在输出一样功率时,其变损也会减小一半,有利于提高运行效率。
在低谷时段,用电负荷减小,运行电压上升,当用电负荷小于临界负荷时,可改为单独运行,不仅能满足用电需求,而且还可提高运行效率。
6.运用需量掌握技术优化用电方式
需量掌握技术是对用户最大用电负荷开展掌握的技术
装置。
当用户用电负荷到达最大需量时,掌握装置即能自动用户供电负荷开展限制,客观上降低电网顶峰负荷,从而提高电网负载系数。
为能对用电负荷开展实时检测,可运用配变终端检测装置,对配变运行中的电流、电压、功率及电能表等数据开展在线检测。
依据采集数据开展分析,从而实行措施对用电负荷开展调整,使配变处于最正确负载系数运行,提高运行效率。
三、配变运行效益不容无视
实现配变的经济运行是一项系统工程,既是经济问题,又是技术问题,同时也是电力需求侧治理的重要内容。
理论与实践说明,配变运行效率与负载系数有关,为实现配变的经济运行,应按“效率与效益并重,以效益优先”的原则,通过实行相关措施调整用电负荷,使之到达降损节能增加经济效益。
据 GB-T134624《工矿企业电力变压器经济运行导则》、GB3485《评价企业合理用电技术导则》及国家标准推举的变压器经济效益评价方法等,强调的是变压器的运行效率,即变压器运行时自身效率要高,以及变压器运行时向电网索取无功而造成有功的损耗要最小。
这说明变压器处于最正确效率运行是降低变损的途径。
然而在提高配变运行效率时,却往往会无视一个用户敏感而实际问题,即如何削减设备一次性投资和容量电费等问题,为实现配变的经济运行,应从效率和效益综合考量,正确处理好效率与效益的关系。
殊不知供电部门也有一些引导和鼓励用户合理用电与
计费的方法。
如需量和容器的计费方式;按电压等级设置电价; 同
一用电性质按不同容量划分电价,以及允许用户转变容量和
申请变更用电及短时停运等规定,为的是鼓舞用户削减电
力需求和提高电力利用率。
用户如能合理选择使用这些规定,即能削减容量电费,从而降低电力本钱增加经济效益。
1.配变负载系数的合理取值
随着电力市场电价改革力度的加大,两部制电价中容量
电费比重呈上升趋势。
配变运行的平均负载系数提高后,容
量电费占总电费的比例会下降,反之,则要上升。
β=0.5这
是配变最正确理论负载系数,配变运行中其负载系数假设按50% 取值,运行效率最高,变损最小。
然而却增加设备一次性投
资和容量电费,所以负载系数取值是容量电费增减的因素。
但从经济效益讲,负载系数在 0.5~0.75 之间取值,可增加
用户的经济效益。
2.合理选择容量电费计算方式
配变容量电费计算方式,供电部门规定:在不影响电网
安全运行前提下,用户可按配变容量或最大需量自行选择,
这无疑是降低容量电费的福音。
另外,用户还可通过“移峰填谷”等措施,优化用电方
式均衡用电负荷,以此可削减电力需求,从而削减配变容量
到达降低容量电费。
3.按用电需求确定配变容量
现行电价有两部制电价和单一综合电价。
大工业电价(两
部制电价)与非普工业电价是以报装配变容量315kVa 来界定,31kVa 以上执行两部制电价,而315kVa 以下执行非普工业电价。
如某厂报装配变容量 315kVa,需按两部制电价计费。
后因用电负荷削减,可通过变更容量改为 100kVa 配变供电,即不必交容量电费,可降低电力本钱。
4.选择合宜供电电压等级
企业用电选择适宜受电电压等级,也是降低电力本钱的途径。
对用电负荷大而负载系数又高的企业,在技术、经济条件允许下,宜选用高电压直供。
而用电负荷缺陷100kVa,负荷率又低的用户可申请公用变的 220/380V 供电,这也能降低电力本钱。
5.适时申请配变短期停运
有的企业受客观因素影响,造成用电负荷的较大变化,可在用电负荷削减期间,申请配变的短期停运(仅对315kVa 及以上配变),这可削减停运期的变损和容量电费,从而降低电力本钱。
6.实施大工业用电与生活效劳用电分别
有的企业办有社会效劳工程,其用电可按其他电价执行。
虽供电部门允许大宗工业用电与效劳工程同一配变供电,计费时可扣除效劳工程容量再计收容量电费。
但实际操作中很难落实到位,其解决方法是实施两用电分别,将效劳工程移交供电部门直接抄表计费,这也是降低容量电费增加效益的措施。
四、完毕语
配变经济运行是一项系统工程,在配变运行治理中,应坚持效率和效益并重,以效益优先的原则。
提高配变运行效率,蕴存着降损的潜能。
如一味强调提高效率,往往无视一个敏感而实际问题,即如何削减一次性投资和容量电费。
为降低企业电力本钱,应从效率和效益综合考量,提出提高配变运行效率和增加效益的措施,这才具有现实意义。