电力变压器经济运行分析
- 格式:pdf
- 大小:233.79 KB
- 文档页数:2
电力变压器经济运行探究摘要:变压器在电力系统运行过程中的能量消耗巨大,在追求地能源消耗率的今天,对变压器经济运行的研究具有十分重要的意义。
变压器的经济运行要以安全为前提,也就是能保证基本的用电需求和供电质量。
本文首先分析了变压器的分类以及损耗与效率的问题,然后借鉴国外变压器经济运行措施提出了变压器选择的参考意见,并从制约变压器经济运行的因素入手,分析了如何实现变压器的经济运行。
关键词:电力;变压器;经济运行;必要性;原因分析;方法;前言: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,变压器容量的选择直接影响到电网的运行和投资。
对供电部门的公用变压器而言,会使低压网络变大造成过多消耗有色金属;选择容量过大的变压器会很快满载,会限制负荷的发展。
变压器经济运行与否,是由所带负荷大小、本身能耗的功率以及变压器在磁化过程中引起的空载无功损耗、绕组电抗中的短路无功损耗等因素决定的。
因此,必须根据变压器的有关技术参数,通过合理地选择运行方式,加强变压器的运行管理,充分利用现有的设备条件,以达到节约电能的目的。
一、开展电力变压器设备经济运行的必要性1、开展电力变压器设备经济运行工作,是切实实现节能减排社会建设目标的重要途径,随着我国工业的发展,以及当代社会经济建设事业的不断进步,使得能源物资短缺和气候环境变化,逐步成为影响我国可持续发展目标稳定实现的重要问题。
近年以来,为切实实现节能减排发展目标,我国各级政府重点要求电力能源产业系统切实减少日常生产运营过程中的能源消耗水平,而开展电力变压器设备的经济运行工作,就是切实较少电力产业整体能源消耗水平的有效实现途径。
2、开展电力变压器设备的经济运行,能够与我国现阶段经济建设事业客观环境形成较高程度的对应。
从2008年国际金融危机爆发至今,中国经济尽管始终维持着稳定可靠的前进发展态势,但是却一直面对着较为强烈的发展挑战性因素。
受此影响,我国公民实际的电力能源需求也呈现出了比较明显的波动性特征,电力能源需求的阶段变化,在一定程度上对我国电力能源工业系统的经济运行发展目标的实现,也造成了比较严重的影响。
变压器损耗的经济性评估与分析一、引言变压器是电力系统中不可或缺的设备之一,用于电能的变压与传输。
然而,变压器在运行过程中会产生一定的损耗,包括铁损耗和铜损耗。
这些损耗不仅会影响电能传输的效率,还对变压器的经济性产生重要影响。
因此,对变压器损耗的经济性进行评估与分析十分重要。
二、变压器损耗的分类变压器的损耗可分为铁损耗和铜损耗两类。
铁损耗是指在铁心中产生的磁滞和涡流损耗,而铜损耗则是指线圈中电流通过导体产生的焦耳损耗。
三、变压器损耗的经济性影响因素3.1 变压器容量变压器容量大小直接影响其损耗大小。
一般来说,容量较大的变压器损耗相对较小,经济性相对较高。
3.2 电源负载率变压器在不同的负载率下,其损耗水平也会发生变化。
当电源负载率较低时,变压器的损耗相对较高,经济性较差。
因此,在变压器的选型与运行中,应该考虑电源负载率的匹配问题,以提高经济性。
3.3 电能价格电能价格的高低直接关系到变压器损耗经济性的评估与分析。
若电能价格较高,则对变压器损耗的限制相对较严格,需要采用更加经济的变压器进行供电。
反之,则对损耗的要求相对较低。
四、变压器损耗的经济性评估方法4.1 损耗经济性参数计算变压器损耗经济性参数的计算是评估与分析的关键步骤之一。
其中,比较常用的参数有单位能耗、单位经济损失等。
通过对变压器损耗与电能使用效益的综合考量,可以计算出相应的经济性指标。
4.2 经济性评估模型建立建立变压器损耗的经济性评估模型有助于进行更加准确的分析。
通过考虑影响因素的权重分配以及各参数的定量关系,可以建立相应的数学模型。
4.3 评估与分析在得到变压器损耗的经济性参数和评估模型后,可以对不同变压器进行经济性评估与分析。
通过对经济性指标的比较与分析,可以选择出最经济的变压器供应方案。
五、变压器损耗的经济性提高措施5.1 提高变压器的运行效率通过改进变压器的设计和制造工艺,提高变压器的运行效率,从而减小损耗,提高经济性。
5.2 选择合适的变压器容量在变压器选型中,根据实际需求选择合适的变压器容量,以匹配电源负载率,减小损耗。
浅谈农垦电力系统变压器的经济运行摘要变压器经济运行是指在能量作用相同的条件下,选择最佳的运行方式和调整负载率,使变压器电能损失降为最低。
换言之,就是合理地选择运行方式,充分发挥变压器效能,从而降低电能损耗,即合理配置变压器资源,加强供、用电设备管理,达到节电和提高功率因数的目的。
关键词变压器经济电能在电力系统中,变压器的数量众多,且容量较大,尤其在农垦电力网中,由于负荷分散,并且随着季节的变化,负荷波动非常大,这就给变压器的经济运行带来了新的课题,降低损耗,节约电能,提高经济效益,尽量做到变压器最佳经济运行,是供电部门应当十分重视的问题。
现根据农垦电力网的特点及新技术的不断应用,谈一下电力变压器在农垦电力网中应当如何做到经济运行。
一、变电站所用变压器的选择根据农垦电力网负荷分散,而且季节性用电出现高峰和低谷的特点,在新建变电所时,根据负荷总容量适当选择变电站主变并联运行,在用电高峰时,全部投入运行,在负荷减少到低谷时,减少变压器的运行数量,从而减少有功和无功损耗,节约成本和电能,提高了经济效益。
变压器并联运行要严格遵守以下条件:必须满足电压相等,结线组别相同,短路电压相等,同时,注意两台变压器并联运行,最好容量一致,否则,容量小的可能过载,容量大的可能欠载。
下面详细谈一下两台变压器并联运行时的实际情况。
在变压器并联运行时,由于两台变压器的原副边分别接到共同的母线上,原边具有相同的电压U1,副边有相同电压U2,这两台变压器的等效电路如图(1)和图(2)所示:假设变压器A的电流为IA,变压器B的负载电流为IB,为了充分利用变压器的全部容量,我们希望负载电流IA和IB的分配和它各自的额定电流成正比也就是说,变压器A•B的负载电流和它们短路阻抗成反比。
我们从变压器短路试验中得知,变压器的短路电压UDL等于它的额定电流与它本身的漏电阻抗的乘积。
从(3)和(4)式可以看出,如果要满足(4)式的比例关系,必须使UDEA=UDLB,即两台变压器短路电压相等,如果短路电压不相等,当短路电压大的变压器满载时,短路电压小的就要过载,反过来,如果小的变压器满载时,大的变压器就轻载。
变压器经济运行概述变压器在整个国计民生中是一种应用广泛的电气设备。
一般地说来,从发电、供电一直到用电,需要经过3~5次的变压过程,其自身要产生有功功率损失和无功功率消耗。
由于变压器台数多,总容量大,所以在广义电力系统(包括发、供、用电)运行中,变压器总的电能损失约占发电量的10%左右;据2004年统计,我国变压器运行容量为27.7亿kVA,变压器总电能损耗为411亿kW.h,提高变压器运行效率刻不容缓。
一、变压器经济运行的概念1、首先要回答的是:什么是变压器经济运行?基本内涵是什么?变压器经济运行是在确保变压器安全运行及传输电量相同的基础上和充分利用现有设备与原有资金条件下;通过择优选取变压器最佳运行方式、负荷调整的优化,变压器运行位置最佳组合以及改善变压器运行条件等技术措施;从而最大限度地降低变压器的电能损耗和提高其电源侧的功率因数。
所以变压器经济运行的实质就是变压器节电运行。
变压器经济运行节电技术是把变压器经济运行的优化理论及定量化的计算方法与变压器各种实际运行工况密切相结合的一项应用技术,该项节电技术是不用投资(或很少投资),并且还能节约投资(节约电容器投资和减少变压器投资),而是向智力挖潜,向管理挖潜实施内涵节电的一种科学方法。
2、变压器经济运行是一种实用节电技术。
它具有的基本性质是:(1)科学性:变压器经济运行技术所给出的各种领域都是经过严谨的理论分析,精确动态计算式的判断和实例验证而得;用科学性来扭转误把浪费当节电的传统观念和习惯势力。
(2)系统性:变压器经济运行技术是立足于总体最佳的节电法,即考虑到有功电量节约又考虑到无功电量节约的综合最佳;即考虑用电单位节电,又考虑供电网损降低的系统最优;当有多台变压器供电时,不应仅考虑单台最佳,而是应立足于总体最优的系统性。
(3)实用性:变压器经济运行技术的各种领域都来源生产工况存在的实际问题,然而用科学的理论和定量的计算来回答这些问题,因此它符合实践——理论——再实践的过程。
电力设备 2021.08电子乐园186 两台参数各异的220kV 变压器并列运行分析誉丽佳广西送变电勘察设计有限公司, 广西南宁 530031摘要:随着产业经济的不断发展,电网也不断升级改造满足负荷增长需求,由于选择高阻抗变压器更为经济,这就使变电站扩建的第2台变压器与原有的变压器存在参数差异,这些差异会使两台主变并列运行时产生负荷分配不均、以及环流等问题,针对这一问题进行计算分析。
关键词:220kV 变压器;并列运行;电压变比;环流1 引言某地区随着产业经济不断发展,用电负荷也不断攀升,该区域220kV 变电站仅有1号180MVA 主变对其进行供电,用电高峰期出现了重载情况,因此需要扩建2号主变满足负荷增长需求。
因采购的2号主变为优化后的经济参数型号,与原有1号主变参数型号存在差异,下面对两台参数各异的主变并列运行产生的问题进行计算分析。
2 项目背景两台变压器的主要技术参数如表一所示,两台主变的低压侧容量、高中压侧电压变比、以及短路阻抗百分比均存在差异。
目前220kV 变电站的高、中压实行并列运行,本次主要对高、中压侧并列运行进行分析。
表1 变压器的主要技术参数表现有1号主变 新增2号主变 容量 180MVA 180MVA 容量比 180/180/90180/180/60 额定电压 220±8×1.25%/117/10.5kV 230±8×1.25%/121/10.5kV 阻抗电压 U 1-2=14.1%,U 1-3=24.9%,U 2-3=8.26%U 1-2=14%,U 1-3=50%,U 2-3=35%连接组别标号YN yn0 d11YN yn0 d113 两台变压器并列运行时档位选择及环流计算如果将电压比略有差异的两台变压器并列运行,则将在变压器之间产生环流。
根据《电力变压器应用导则》(GB/T 13499-2002)中的两个计算公式,计算出两台变压器在同档并列运行时和错档运行时的环流,计算结果如表2、表3所示。
新能效标准下电力变压器全生命周期运行成本分析摘要:随着国家绿色低碳节能要求越来越高,国内变压器制造厂商围绕节能、可靠性、全生命周期等绿色节能需要,制造出更低损耗要求的变压器,同时一些厂家也开发了一些新的变压器。
电力变压器大都是单台订货、单台设计、单台制造,以销定产。
其产品结构复杂,技术实现难度高,要求工艺制造过程精细。
每一个产品的设计、制造过程就是一个产品的开发过程,设计周期和生产周期相对偏长,投入的成本相对较大, 存在设计复杂性、生产随机性、产品维护长期性三大难点。
由于激烈的市场竞争导致企业不断让利于用户和目前原材料价格的不断上涨,挤压着企业的利润空间,从企业内部挖潜,向管理要效益,有效控制和降低产品成本,减少浪费,进而提升竞争力,成为当前迫切需要解决的问题。
可以断言:以产品创新为特征的变压器企业,需要产品全生命周期管理。
关键词:变压器;全生命周期;管理全寿命周期成本是指设备在预期的寿命周期内,为其论证、研制、生产与保障以及退役所支付的所有费用之和。
全寿命周期管理是从固定资产的长期经济效益出发,全面考虑固定资产的规划、购置安装、运行、维护、改造、更新直至报废的全过程,使生命周期相对成本最小的一种管理理念和方法。
电气设备的设计寿命一般为30年,电力系统运行过程中的复杂工作环境给电气设备的各个部件带来的不可逆的影响,使得设备发生故障的概率大大提高,给变电站以及电网的安全运行带来隐患。
对电力变压器信息化管理的现状,介绍了产品全生命周期管理的内涵,研究并实现了一种基于大型电力变压器产品的全生周期管理系统,该系统集成了技术资源管理系统、客户关系管理系统、企业资源计划系统,企业运行监控系统。
该系统已经成功应用于天威保变(合肥)变压器有限公司,取得了良好的效果。
一、能效标准2020版《能效标准》对变压器能效提出了更高要求。
国家高度重视配电变压器节能降耗,基本上每7年标准一修编,大幅度提高能效等级,国家及地方各级“绿建标准”都要求应选择满足GB 20052能效标准的变压器,应至少选用符合3级能效标准及以上的变压器。
变压器的经济运行方式摘要:分析了电力变压器负荷与损耗的关系,通过计算,寻求变压器运行中降低变压器的有功功率损耗和提高其运行效率以及提高变压器电源侧功率因数的方法。
通过对负荷电流与临界负荷电流进行比较。
合理选择35 kv终端站和10 kV配电变压器的运行方式。
达到减少变压器损耗的目的。
关键词:电网;变压器;功率损耗;运行方式电力变压器是输配电系统中大量使用的1种高效率电气设备。
运行变压器的总容量远远超过运行发电机、电动机的总容量。
在发供用电过程中变压器的电能损耗约占整个电力系统损耗的30%左右。
因此,变压器经济运行是电力系统经济运行的重要环节,也是降低电力系统网损的重要措施。
当前,电力紧张的局面一时得不到缓解,许多地方重新开始采用拉闸限电的手段,而电网中尤其是在35 kV终端变电站,却存在一定数量轻载运行的电力变压器,除对降损节能不利外,还与电力紧缺的局势形成了强烈的反差。
1 变压器的负荷与损耗的关系变压器的有功功率损耗是空载和负载损耗之和。
空载损耗不随变压器的负荷变化而变化,而负载损耗则与负荷电流的平方成正比。
在一定负载电流下,变压器的有功功率损耗可用下式表示:P = P0+ PL= P+ I2R 。
式中:P为变压器的总损耗功率;P0为变压器的空载损耗功率;PL为变压器在一定负载电流下的负载损耗功率;J为负荷电流;R为变压器绕组的等值电阻。
变压器铭牌中给出了空载损耗P 和额定负载损耗PK,设变压器的额定负荷电流为J ,则:PK = J2eR 。
至此。
可得出变压器在负荷电流为J时的总损耗值如下式:P = Po+( I2/I2e)PK。
(1)2 双绕组变压器综合功率损耗双绕组变压器综合功率损耗为[2]:ΔPz=Poz+βPKZ式中:Poz为空载综合功率损耗,kW ;P 为额定负载综合功率损耗,l【W;p为平均负载系数。
由于开展变压器经济运行,变压器的有功功率损耗和无功功率消耗都要下降。
变压器无功功率消耗降低要引起变压器连接系统的电网有功功率损耗的降低。
电力变压器经济运行分析
发表时间:2015-12-21T15:52:49.520Z 来源:《电力设备》2015年5期供稿作者:马飞
[导读] 内蒙古乌兰察布电业局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,变压器容量的选择直接影响到电网的运行和投资。
马飞
(内蒙古乌兰察布电业局 012000)
前言
变压器经济运行模式下,变压器有功损耗的计算和使用寿命分析,提出的双时段控制法在充分考虑变压器及其控制开关运行条件的前提下,根据实际运行负荷的变化规律,将日负荷曲线分为2个典型时间段,通过调整变压器在2个时间段内的运行状态,最大限度地降低变压器自身的电能损耗,延长变压器使用寿命。
一、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,变压器容量的选择直接影响到电网的运行和投资。
对供电部门的公用变压器而言,会使低压网络变大造成过多消耗有色金属;选择容量过大的变压器会很快满载,会限制负荷的发展。
变压器经济运行与否,是由所带负荷大小、本身能耗的功率以及变压器在磁化过程中引起的空载无功损耗、绕组电抗中的短路无功损耗等因素决定的。
因此,必须根据变压器的有关技术参数,通过合理地选择运行方式,加强变压器的运行管理,充分利用现有的设备条件,以达到节约电能的目的。
电力变压器是应用极为广泛的电气设备,从发电、供电直到用电,一般需经过约5次变压过程,每次变压都要产生电能损耗。
由于变压器台数多,总容量大,所以在电力系统中,变压器的总损耗约占总发电量的8%。
因此,对电力变压器经济运行区的研究具有重要意义。
二、变压器的负载与损耗的关系
电力变压器的有功功率损耗包含变压器空载损耗和变压器负载损耗两部分,在一定的负载下,变压器的有功功率损耗可用下式表示:p=pn+pl2-1
p-总的有功功率损耗;
pn-空载有功功率损耗;
pl在一定负载下的负载有功功率损耗
pn=pt+kqt=pt+k(i0%se/100)2-2
pl=pf+kqf=pf+k(ud%se/100)2-3
pt为变压器额定空载有功损耗即变压器铁耗。
qt为变压器额定励磁功率i0%为变压器空载电流pf为变压器额定负载有功损耗即变压器铜损ud%为变压器阻抗电压k为无功经济当量,按变压器在电网中的位置取值,一般可取k=0.1kw/kvar se变压器额定容量根据公式可以计算出一台30kva和一台100kva变压器的有功功率损耗如下:
单从变压器功率损失来看,利用率在50%-70%间为变压器损失率最低、经济运行最好的情况。
三、相同负荷情况下变压器的选择
当三台30kva(合计容量为90kva)的变压器在利用率为50%~70%情况下并列运行,三台变压器的总损耗p1大于一台100kva在相同利用率情况下的总损耗p2。
因此两台及以上容量变压器较相应容量的一台的损失大,同时三台变压器的价格比一台相同容量的更高。
所以在相同负荷情况下变压器选择需要考虑一下几点:
1.在综合了解用户负荷前提下,尽量根据变压器工作在50%~70%利用率情况下选择变压器容量。
2.变压器长期固定运行情况下可以考虑损耗较小的新型变压器。
虽然新型变压器初期价格高,但是新型变压器和高能耗变压器价格差一般能在变压器2~3年的运行中得到弥补。
3.根据现场供电情况,变压器安装应选择在供电负荷重心区域。
同时尽量保证三相变压器负荷平衡,减少负序电压损耗。
4.变压器的选择应根据变压器损耗和外接线路的投资来充分比较考虑,尽量达到线路初期投资小和变压器损耗低的优化方案。
四、科学管理和变压器经济运行
(1)变压器制造和经济运行
变压器经济运行不仅取决于经济运行方式,同时更取决于变压器的制造水平。
按变压器经常负载大致可以分为四种情况:一是经常处于满载或接近满载运行的变压器;二是经常处于多半载运行的变压器;三是经常处于少半载运行的变压器;四是经常处于轻载或空载运行的变压器。
当前制造厂出厂的变压器,经济负载率大都是40~60%范围,对上面的四类负载都不完全适应,特别是对满载或轻载运行的变压器损失率是很大的。
因此,建议生产四个类型的变压器,其经济负载率分别为90%、65%、40%、20%。
各用电单位都能根据变压器的负载情况选择相应的经济负载率的变压器。
这样一来,各用电单位的变压器都能在经济运行区运行,就可以大量节约有功电量和无功电量。
(2)变压器更新和经济运行
设备更新的目的不单纯是消除其有形磨损,更是为了消除其无形磨损。
只有不断更新的途径才能从根本上使设备损耗降低、效率提高,改善技术落后状况。
更新变压器必然会带来有功电量和无功电量的节约。
但要增加投资,这里也存在一个回收年限的问题。
变压器不是损坏后才更新,而是老化到一定程度,还要有一定剩值时就可以更新。
变压器厂家对各种不同型式、不同容量的变压器的使用寿命都有规定,一般为20年。
使用单位按这一规定年限提取设备折旧费,并进行变压器更新。
(3)技术管理和经济运行
减少变压器的降压次数,就减少了变压器的损耗;在安全条件的允许下,对于变比小于2的变压器,尽量采用自耦变压器。
自耦变压器和同容量的两线圈的变压器相比,有功和无功损耗要减小很多;不同的功率因数引起的变压器有功和无功消耗也不同,即随着功率因数的提高,变压器的有功和无功消耗都要下降。
因此,应尽量提高功率因数,降低变压器的无功功率;变压器绕组的电阻随着温度增高而增大。
对同一台变压器在同一负载下,如果温度越低,损耗也越低。
因此,应作好变压器散热,降低变压器的温度。
五、调峰和变压器的经济运行
由于电力系统的用电负载功率每时每刻都在发生变化,而发电和用电每时每刻又都要保持相对的平衡,所以发电机的功率必须随着负载功率的变化而发生变化。
为此,当负载曲线出现较大的尖峰负载时,发电设备的容量可能满足不了负载的需要,这就是电力系统频率下降的原因。
鉴于上述情况,为了充分发挥发电设备的容量和防止系统的频率下降,要采取调整负载把尖峰负载功率压下去的办法,这就是调峰和调峰的原因。
调峰的另一个作用就是节电,当变压器运行方式已经固定时,在保持变压器总的供电负载不变的条件下,可以通过调整负载曲线和调整变压器间负载的分配,来降低变压器的有功损失和无功损失。
调峰实现变压器的经济运行包括:对电力负载波动的用电电位,通过调整负载曲线趋势;来提高变压器全日效率;一个地区、一个工厂(或一个变电所)有多台变压器分列供电合理地经济分配负载,使各台变压器总的有功损失和无功消耗为最小;如果是单台变压器供电和运行方式已固定时,通过调整负载,使变压器在经济运行区运行;用电容量大的电气设备避开变压器高峰负载而在变压器低谷负载时开动——躲峰节电,可提高变压器全日效率等。
综合上述,在分析计算变电所的经济运行方式时,不仅要根据变压器的技术参数和容量来选择变压器运行台数,同时还必须充分考虑到相同台数运行方式之间也存在着经济运行方式。
而且只有全面分析相同台数与不同台数运行方式之间的临界条件,才能全面准确地确定变电所的经济运行方式。
当然,还存在容量相同、短路电压相差较大和容量不同、短路电压相差较大的变压器经济运行方式。
同样的道理,可根据它们的有功功率、无功功率、综合功率确定临界容量,然后根据临界容量确定它们间的经济运行方式。
开展变压器经济运行范围很广,办法也很多,节电效果也很大。
其步骤应是先易后难,先简后繁。
可归纳为以下几点:1.首先是充分利用现有设备条件,通过详细分析和严密计算,选择技术参数好的变压器和经济运行方式运行。
2.进行调峰和避峰。
在变压器经济运行方式已经固定的基础上,通过调峰使变压器间负载能接近经济分配;使变压器能在经济运行区运行;使负载曲线趋于平稳;并且使有条件的大容量用电设备能躲过变压器和系统的高峰负载运行。
3.通过加强供电的科学管理来实现变压器的经济运行。
4.对不合理的运行方式,必须用新增设变压器实现经济运行使,可增设小容量变压器、共用变压器增设联络线等。
结论
对于变压器的经济运行应根据变压器现有的技术参数结合实际负荷情况及现场情况,选择合理的变压器运行方式及变压器容量,以便能够实现变压器的经济运行,减少变压器的有功功率损耗。
首先是充分利用现有设备条件,通过详细分析和严密计算,选择技术参数好的变压器和经济运行方式运行其次通过加强供电的科学管理来实现变压器的经济运行。
对不合理的运行方式,必须用新增设变压器实现经济运行。
所增加的投资,通过节电很快能收回。
参考文献:
[1]变压器经济运行天津科学技术出版社
[2]电机及拖动基础机械工业出版社。