变压器的经济运行分析
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电解厂变压器经济运行分析报告一、变压器基本参数:东区1#变:基本参数:型号:SCB10-1000/10额定容量:1000KV A额定频率:50Hz额定电压:10KV/400(高压/低压)额定电流:57.74/1443.4(高压/低压)联接组标号:Dyn11阻抗电压:5.85%空载损耗:1.659Kw短路损耗:8.227Kw空载电流:0.32%东区2#变:基本参数:型号:SCB10-1000/10额定容量:1000KV A额定频率:50Hz额定电压:10KV/400(高压/低压)额定电流:57.74/1443.4(高压/低压)联接组标号:Dyn11阻抗电压:5.89%空载损耗:1.641Kw短路损耗:8.324Kw空载电流:0.29%二、变压器运行方式:两台分裂运行。
三、变压器损耗(跟踪一个月的数据然后根据变压器铭牌参数计算下列数据)1、变压器综合功率经济负载系数K T取1.05①1#变βJZ==0.438②2#变βJZ==0.433东区1#变时间电流(KA) 负载率(%) 有功(KW) 无功(KVAR) 功率因数0时13.8 23.9002425230.4 6.8 0.9785 1时8.8 15.2407343145.6 3.7 0.9884 2时8.7 15.0675442144.6 3.6 0.9845 3时8.5 14.7211638141.1 3.2 0.9912 4时8.3 14.3747835140.6 2.9 0.9897 5时8.3 14.3747835139.0 2.8 0.9751 6时8.4 14.5479737140.6 2.9 0.9845 7时7.9 13.6820229124.8 2.5 0.9936 8时7.7 13.3356425121.8 2.3 0.9712 9时8.6 14.894354142.3 3.5 0.9841 10时8.7 15.0675442143.1 3.4 0.9789 11时8.7 15.0675442143.2 3.5 0.9756 12时9.2 15.933495150.6 4.3 0.9912 13时9.0 15.5871147149.2 4.2 0.9946 14时8.9 15.4139245148.9 4.1 0.9845 15时8.7 15.0675442143.5 3.6 0.9823 16时8.8 15.2407343144.2 3.7 0.9789 17时9.3 16.1066851152.1 4.6 0.9814 18时9.1 15.7603048151.3 4.3 0.9836 19时9.0 15.5871147150.8 4.2 0.9856 20时8.8 15.2407343144.2 3.6 0.9814 21时8.6 14.894354142.5 3.4 0.9712 22时12.2 21.1291999200.1 5.4 0.9746 23时12.5 21.6487703208.6 5.8 0.9789东区2#变时间电流(KA) 负载率(%) 有功(KW) 无功(KVAR) 功率因数0时 3.2 5.542085246.2 2.1 0.9756 1时 3.1 5.36889545.7 2.0 0.9845 2时 2.7 4.676134442.1 1.8 0.9912 3时 2.7 4.676134441.1 1.9 0.9956 4时 3.0 5.195704945.2 2.0 0.9832 5时 3.1 5.36889546.2 2.0 0.9765 6时 2.9 5.022514743.1 1.9 0.9762 7时 2.8 4.849324642.1 1.6 0.9853 8时 3.0 5.195704943.6 2.2 0.9741 9时 2.9 5.022514742.8 2.1 0.9812 10时 3.1 5.36889546.3 2.3 0.995111时 2.8 4.849324642.6 1.9 0.9846 12时 2.7 4.676134441.3 1.8 0.9851 13时 2.9 5.022514742.5 1.9 0.9831 14时 3.0 5.195704943.7 2.1 0.9789 15时 2.9 5.022514742.6 2.0 0.9742 16时 2.9 5.022514742.5 2.0 0.9851 17时 3.1 5.36889545.8 2.2 0.9923 18时 3.0 5.195704943.9 2.1 0.9845 19时 2.8 4.849324642.5 1.9 0.9712 20时 2.9 5.022514742.4 1.9 0.9815 21时 2.7 4.676134441.2 1.8 0.9856 22时 3.0 5.195704943.4 2.1 0.9765 23时 3.1 5.36889544.2 2.3 0.9813根据GB/T13462-20086.1.3最佳经济运行去划分变压器在75%负载运行为最佳经济运行区上限,与上限综合功率损耗率相等的另一点为最佳经济运行区下限,最佳经济运行区上限负载系数为0.75,最佳经济运行区下限负载系数为1.33,即最佳经济运行区域为1.33≤β≤0.75,非经济运行区域为0≤β≤。
变压器经济运行分析摘要: 2011年,我国大部分地区进入了缺电的局面,主要是由于电力结构性矛盾、煤电价格矛盾、供需矛盾等多重原因叠加,导致今年“缺电”特别严重。
各级政府也提出了“十二五”期间节能减排的要求,调度运行面临了新的情况与挑战。
本文主要介绍开展变压器经济运行的必要性与可行性,对变压器经济运行进行理论分析,绘制变压器经济运行曲线,为合理调整电网变压器运行方式起到了指导作用;总结云浮电网2011年上半年变压器经济运行的情况,分析制约开展变圧器经济运行的影响因素,并提出了相应的应对措施。
关键词:变压器;调度运行;经济运行引言变压器经济运行是指在技术条件允许并能保证安全生产的条件下,通过优化运行方式和调整负载,使变压器在电能损失较低的状态下运行。
换言之,经济运行就是充分发挥变压器效能,合理地选择运行方式,从而降低用电损耗。
所以,变压器经济运行无需投资,只要加强供、用电科学管理,即可达到节电和提高功率因数的目的。
1 变压器经济运行的必要性和可行性1.1 变压器经济运行的必要性(1)变压器的电能损失是客观存在的,但不能说这样的电损是必然的、不能减少的,因为变压器存在着经济运行。
随着工业的发展与进步,能源短缺问题与环境压力问题成为了影响世界经济持续发展的主要问题。
从“十一五”开始,我国加大了节能减排的力度,各级政府也在积极追求绿色gdp,要求电力系统减少损耗,开展变压器经济运行工作是电力系统节能降耗及节能减排工作的一个重要组成部分。
(2)变压器运行方式普遍存在着非经济运行状况。
①凡是一台变压器能承担的负载就不用两台运行,②凡是小容量变压器能承担的负载就不能用大容量的变压器。
③部分变电站出现“大马拉小车”的问题,④变压器的利用率越高,损耗就越小,而这种的认识也不完全符合实际。
开展变压器经济运行工作是改变变压器高损现象的重要技术与管理手段。
(3)开展变压器经济运行工作是市场经济发展的必然选择。
根据中国经济的发展情况,预测未来几年缺电的形势会比“十一五”后期更为紧张,局部地区电力紧张的范围更大,缺口也会更大,预计到2012年全国最大的电力缺口会达到5000万千瓦左右,到2013年会达到7000万千瓦左右。
10kV配电变压器经济运行方式分析摘要:随着我国经济的发展与进步,对于电力能源的需求也越来越大,电力工程的规模也越来越大。
并且通过参数分析10kV配电变压器的经济运行方式的实现条件,再次基础上确定经济运行的转折点,并在经济运行过程中可行性的注意要点,电力系统配电变压器在运行的过程中如果长期处于空载状态或者是轻载状态,会导致变压器的损耗增大,造成不必要的电力能源损耗。
为了降低电力系统变压器的运行中的能源损耗,需要针对配电变压器的运行方式进行全面深入的研究,降低系统中的能源损耗,节能电力能源,实现变压器的经济运行。
关键词:10kV配电变压器;经济运行方式分析引言现在,农村居民的用电特色为农闲时节白日用电负荷时常轻载或空载,农忙时节时白日负荷大晚间时常轻载或空载。
农用配电变压器的年均负载率仅为25%~30%。
配电变压器的空载运转时间长,固定损耗大,其损耗占农电网中电能损耗的60%~70%[1]。
城市居民用电也相同存在相似的状况,即白日上班时期变压器根本处于轻载和空载,黑夜下班后居民的用电量又会很大,负荷波动也很大,最低的负荷率不足10%。
对此,剖析并选用变压器经济运转方法十分必要。
1配电变压器经济运转原理配电变压器在电能传输功率的过程中,必然要形成功率的损耗状况,这些损耗可以分为负载损耗与空载损耗两个方面。
其中,当电压根本稳定的时侯空载损耗数值根本处于不变的状况,而负载损耗数值的变化随着配电变压器负荷量数值的变化出现平方联系,因为,同配电变压器的电气性质不相同,形成负荷与损耗的特性曲线也具有必定的区别。
图1表明两台双绕组的配电配电变压器的负荷与损耗的特性曲线图。
图1中△PA、△PAB、△PB别离代表:A配电变压器独自运转、A与B两个配电变压器并排运转、B配电变压器独自运转三种条件下的负荷和配电变压器损耗的特性曲线状况。
图 1 两台配电变压器综合负荷 - 损耗特性曲线采用图1可以得到以下结论:(1)当O<OZA的运转,A配电变压器的运转处于适合经济状况;(2)当OZA<O<OLZAB的运转,B配电变压器处于运转合适经济的状况;(3)当O>OLZAB的运转,A与B两个配电变压器处于并排运转合适经济的状况。
电力变压器经济运行分析变压器是电力系统的重要设备,被广泛应用到工农业生产当中,尤其是近年来我国农电建设的发展,极大的促进了农业经济的发展。
随着人们对节能减排的重视程度的提高,变压器的经济运行成为当前电力企业重点研究的问题。
标签:变压器;经济运行;原理;实现;方法电力变压器经济运行是在满足生产、生活需要的前提下,减少能源的浪费,提高电力能源的有效利用率,实现电力资源的可持续发展。
本文中探讨了影响电力变压器经济运行的重要因素,就如何实现电力变压器经济运行进行了阐述。
1 变压器工作原理当电力变压器的一次绕组连接交流电源以后,会在交变电流流过绕组内部的时候产生磁通,受到磁通的作用,铁芯中就会有交变磁通产生,也就是说一次绕组通过电源吸取电能后转化为磁能,在铁芯中同时交(环)链原、副边绕组(二次绕组),因为受到电磁感应的作用,会分别在原、二次绕组产生频率相同的感应电动势。
假如这个时候二次绕组连接负载,在二次绕组受到感应电动势的作用时,就会产生电流负载,铁芯中的磁能又转换为电能。
2 影响变压器经济运行的原因分析变压器的经济运行影响着电网输配电效率,降低变压器损耗优化供电网是电力工作的主要内容。
(1)变电技术方法滞后。
技术方法的滞后是影响电力变压器经济运行的重要原因之一。
目前,在主变的经济运行计算分析和经济运行点确定工作中,人工仍旧占很大比重,缺乏技术可靠性。
另外,目前变压器经济运行方案的执行,主要是以负荷变动为依据,在变电站值班人员与调度员的配合下,了解負荷变化,从而进行主变经济运行,这种方式自动化程度低下,同样存在可靠性不足的情况。
(2)用电超负荷,影响电力变压器的经济运行。
大多数220kV变电站和部分110kV变电站负荷较重,无法进行经济运行。
在夏季、冬季用电高峰期间,电网负荷与供给需求不断提高。
在这一过程中,保电任务重,经济运行时段受限。
在规律性用电高峰期时保电任务繁重,无法开展经济运行。
另外重大检修方式下,供电压力较大,从电网安全和供电可靠性出发,也不利于经济运行的发展。
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)。
电力变压器经济运行分析对电力变压器损耗进行分析,总结了在各种条件下经济运行方式。
关键字:电力变压器损耗经济运行1.引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地消耗有色金属;选择容量过大的变压器会很快满载,甚至过载,将会限制负荷的发展。
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。
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,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。
2.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+Pl 2-1P--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) 2-2Pl=Pf+KQf= Pf+ K(Ud%Se/100) 2-3Pt为变压器额定空载有功损耗即变压器铁耗。
Qt为变压器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/kvarSe变压器额定容量空载损耗Pt是只与变压器铁芯相关的常数,它不随变压器负载的变化而变化。
而负载损耗Pf则为变压器绕组中的铜线圈电流损耗,根据P=I2R故Pf与负载电流的平方成正比。
I0%、Ud%为变压器一个固定参数,它们由变压器铭牌或变压器技术参数说明书提供,故变压器损耗主要受负荷变化影响的铜耗决定。
电力变压器的经济运行一、经济运行与无功功率经济当量的概念经济运行是指能使整个电力系统的有功损耗最小/能获得最正确经济效益的设备运行方式。
电力系统的有功损耗,不仅与设备的有功损耗有关,而且与设备的无功损耗有关,因为设备消耗的无功功率,也是电力系统供应的。
由于无功功率的存在,就使得系统中的电流增大,从而使电力系统的有功损耗增加。
为了系统的有功损耗而在电力系统中引起的有功损耗增加量,因此引入一个换算系数,即无功功率经济当量。
无功功率经济当量,是表示电力系统多发送1kvar无功功率时,将在电力系统中增加的有功功率损耗kw数,其符号为kq ,单位为kw/kvar。
这一kq值与电力系统的容量、结构及计算点的具体位置等多种因素有关。
对于工厂变配电所,无功功率经济当量kq=0.02~0.15;对由发电机电压直配的工厂,可取kq=0.02~0.04;对经两级变压的工厂,可取kq=0.05~0.08;对经三级及以上变压的工厂,可取kq=0.1~0.15。
二、一台变压器运行的经济负荷计算变压器的损耗包括有功损耗和无功损耗两局部,而无功损耗对电力系统来说也相当于按kq换算的有功损耗。
因此变压器的有功损耗加上变压器无功损耗所换算的等效有功损耗,就称为变压器有功损耗换算值。
一台变压器在负荷为S 时的有功损耗换算值为 △P=△P T +K P ·△Q T≈△P o +△P k 〔S/S N 〕2+K q ·△Q o +Kq ·△Q N 〔S/S N 〕2 即△P≈△P o +K q ·△Q o +(△P k +K q ·△Q N ) 〔S/S N 〕2 式中△P T ——变压器的有功损耗; △Q T ——变压器的无功损耗; △Po——变压器的空载损耗; △Pk——变压器的短路损耗;△Qo ——变压器空载时的无功损耗,按式〔△Qo ≈SN ·Io %/100〕计算;△QN ——变压器额定负荷时的无功损耗增量,按式〔△QN ≈SN ·UK%/100〕计算;S N ——变压器的额定容量。
电力变压器的经济运行解析摘要:变压器可以说是电力系统中的最重要的设备之一,它的经济运行效率会直接影响电力系统经济效益。
由于变压器的运行损耗较大,给整个电力系统的效益造成了损害,因此,实现变压器的经济运行已经成为当务之急。
本文就变压器的经济运行问题及其优化措施进行讨论分析,仅供参考。
关键词:变压器;经济运行;重要因素;优化措施前言:电力变压器是应用极为广泛的电器设备,从发电、供电直到用电,一般需经过5次变压过程,每次变压都要产生一定电能损耗。
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%。
对电力系统的经济运行起到关键的作用。
因此,对电力变压器经济运行区的研究具有重要的意义。
目前,降低变压器的运行损耗已经成为至关重要的问题。
只有在不影响变压器正常工作的情况下,选择最佳的运行方式,降低变压器的运行损耗,才能实现变压器的经济运行。
1 影响变压器经济运行的因素1.1 变压器的负载率问题多数人认为一旦变压器的负载率不足30%,就必须更换容量小的变压器,其实这样的说法是没有科学根据的。
近年来,科学技术在不断地发展,变压器的类型及功率也在不断地变化。
在目前的众多变压器中,经济负载率的下限值都明显低于30%,而这些变压器都能实现经济运行。
如果在特定的负载条件下,变压器能正常运行,那么实际上变压器已经实现了经济运行。
要想实现变压器的经济运行,就必须经过科学的分析研究,找出一个最佳运行区。
但是最佳运行区中的负载率都不相同,每个变压器在经济运行的过程中所产生的负载率不一定都大于30%,因此,只要变压器能在经济运行区内正常运行,就不会受到负载率高低的影响,并且会仍然保持经济运行的状态。
由此看来,当变压器的负载率不足30%,就必须更换容量小的变压器的这种说法是没有科学性的。
1.2重载变压器与轻载变压器的损耗问题在通常情况下,多数人会认为如果变压器的负载率偏低就会增加空载的损耗,从而影响变压器的经济运行。
10KV电力变压器经济运行分析一、引言电力变压器是电力系统中的重要设备,其稳定运行对于电力系统的供电质量和可靠性具有重要意义。
而经济运行则是电力变压器的另一重要指标,干系着能源的利用效率和经济效益。
本文将对10KV电力变压器的经济运行进行分析,从负载率、潮流损耗和运行成本等方面入手,探讨提高电力变压器经济运行的方法和措施。
二、负载率分析负载率是指电力变压器实际负荷与额定容量之比。
合理的负载率可以提高电力变压器的经济效益和运行稳定性。
一般状况下,电力变压器的负载率控制在80%~85%为宜。
负载率过高,容易造成变压器过热,影响变压器寿命,并增加维护成本;负载率过低,则会导致变压器运行效率低下,浪费能源。
三、潮流损耗分析潮流损耗是指电力变压器在运行过程中由于电流通过变压器的内部导线和铁芯时所产生的功率损耗。
潮流损耗是不行防止的,但合理控制潮流损耗可以提高电力变压器的经济效益。
潮流损耗与电流的平方成正比,因此可以通过控制电流大小来降低潮流损耗。
一种方法是通过合理的变压器组接方式和运行模式,使得变压器内部的电流流向匀称分布,减小潮流损耗。
另一种方法是通过改进变压器的设计和材料,减小铁芯和线圈的损耗。
四、运行成本分析运行成本是指电力变压器运行过程中所产生的费用,包括电力消耗、维护费用、折旧费用等。
降低运行成本是提高电力变压器经济效益的关键。
一种方法是通过优化电力系统的运行方式,减小电力变压器的负载损耗和潮流损耗,从而缩减电力消耗。
另一种方法是定期对电力变压器进行维护保养,准时发现和修复故障,以缩减维护费用和防止损失。
此外,合理选择变压器设备的品牌和型号,可以降低设备折旧费用和能源损耗。
五、提高电力变压器经济运行的方法和措施1. 合理配置变压器容量:依据电力系统的负荷需求和进步趋势,合理配置变压器容量,防止过大或过小的投入,以提高经济运行效益。
2. 优化运行模式:通过优化变压器的组接方式和运行模式,使得电流匀称分布,减小潮流损耗。
工业与民用建筑中干式变压器的容量选择与经济运行, 兼论损耗比的选取吴广宏(上海现代建筑设计(集团)有限公司)关键词:变压器、效率、经济运行、损耗比、容量选择主题词:由于所有低压用电设备的电能都要经过变压器来供应,所以研究工业与民用建筑中降压变压器的节电,即它的容量选择与经济运行也是节能的一个重要方面。
本文对此作了比较深入的探讨,指出影响变压器容量选择和经济运行的主要因素之一是损耗比β,并对它的选取提出了自己的看法。
一、 变压器的经济负荷众所周知,变压器(不管是油浸式,还是干式)在正常运行时的损耗主要是空载损耗P 0(即铁损P ΔFe )和负载损耗P k (即铜损P Δcu )组成。
一般说来,空载损耗P 0是固定的,与负载大小无关,负载损耗P k 与负载电流的平方成正比。
变压器的效率 η=输出输出=输入输出+损耗23cos 3cos 3Fe V I V I P I R φφφφφϕϕ+Δ+= ————(1)()f I φη= 当0d dI φη=时,可求得在什么条件下,变压器可以获得最高效率max η。
222(3cos 3)3cos 3cos (3cos 32)0(3cos 3)Fe Fe V I P I R V V I V I R d dI V I P I R φφφφφφφφφφφφϕϕϕϕηϕ+Δ+×−×+×==+Δ+即()()223cos 3cos 33cos 60Fe V V I P I R V I I R φφφφφφφϕϕϕ⎡⎤×+Δ+−+=⎣⎦22360Fe P I R I R φφΔ+−=23Fe cu P I R P φΔ==Δ ————(2)也就是说,当变压器在空载损耗P 0(铁损Fe P Δ)和负载损耗P k (铜损cu P Δ)相等时,它的运行效率最高,即达到max η 。
这时,()23Fe P KI R φΔ=其中,经济负荷率e K == ————(3)β——损耗比,变压器额定运行时,铜损与铁损的比例,cu FeP P βΔ=Δ ————(4) 一般来说,由于时代的进步,技术的革新,干式变压器的效率要高于油浸式。
查有关样本资料,以SCR9-1000为例:1000KV A ,10/0.4KV , 1.7Fe P KW Δ=,7.5cu P KW Δ=(75℃),I 0=0.5%,U k =6%,噪音45dB ,自身重W=2.68T负载功率因数cos 0.85~0.9ϕ=,全国各地有关供电局均有规定,要求老用户cos 0.85ϕ≥,新建工业与民用建筑用户cos 0.9ϕ≥,所以一般在变压器供电的低压母线上均安装有补偿电容器。
取cos 0.9ϕ= 变压器的效率23cos 3cos Cu Fe k V I k V I k P P φφφφϕηϕ⋅=⋅+Δ+Δ ————(5)210000.910000.97.5 1.7k k k ⋅×=⋅×+×+ 当负载率1N N I K I φφ==时90098.99%9007.5 1.7N η==++0.476e K ====时 ()max 20.47690099.2%0.4769000.4767.5 1.7e N ηηη×===>×+×+令K=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1.0,1.1,1.2,1.3可得出相应的η。
表一图一由表一和图一可见,干式变压器的运行效率是相当高的。
1) 轻载时,k=0.1~0.476时效率也相当高,98%η≥;2) 0.476e K ===时,效率达到最高值max 99.2%η=; 3) 过了e K 以后,一直到k=1.3(变压器可以短时过载30%运行2小时,以应付事故状态下的过渡处理,尤其是装有强迫通风的干式变压器)效率仍旧不低于98%η≥。
在这一区间,110.9920.98790.0041 2.921.3000.4760.824tg tg α−−−===°−,即这一直线向下倾斜很小。
例如k=0.7~0.8运行,仍然比较经济,损耗增加不多,是可取的。
干式变压器运行时为什么效率在整个区段内保持相当高的水平呢?其原因是:(1) 干式变压器采用优质硅钢片,同时采用晶向取粒,而大多数是卷式铁芯,可以做到无接缝、无气隙,所以空载电流I 0很小,铁芯损耗Fe P Δ大大减少;(2) 绕组用铜是精炼的,而且尽量降低其电流密度J cu ,所以铜损也相应降低;(3) 这样,Fe Cu P P P ∑Δ=Δ+Δ一般不超过其输出功率的10%,所以效率90%η≥是在情理之中。
二、 变压器的容量和台数的选择变压器是工业企业的主要电气设备。
根据统计的30分钟计算负荷S 30就可以大体上决定变压器的大小。
(必要时再进行校核)在某一计算负荷情况下可以选用一台变压器,也可以选用两台或两台以上变压器。
我们知道变压器的台数越多,开关控制设备及有色金属消耗量增加,投资及占地增加,而且变压器的效率随着容量减小而降低,这样年运行费用也必然增高。
一般来说,增加降压变电所中变压器的台数在经济上是不合理的。
但下列情况可以作为例外:(1) 为了限制低压侧的短路电流,一般在工业及民用建筑中,供电变压器容量最好以不超过1000KV A 为宜。
(目前我制造的低压自动空气开关和熔断器的分断能力已大为提高,可以切断1600~2500KV A 变压器的低压侧的最大短路电流。
)而且选用1000KV A 及以下的变压器更能接近负荷中心,减少电能损耗。
(2) 工业及民用建筑中供电的负荷中有Ⅰ、Ⅱ类负荷,如电梯和消防水泵等需要有备用电源,也可以采用两台变压器互为备用。
但这不是解决备用电源的唯一办法。
实践证明,从临近城区变电所再引入一回备用低压电源,也是行之有效和经济合理的办法。
(3) 根据负荷变化情况需要考虑经济运行。
如一班制生产的企业,若采用一台大容量变压器,则在下班以后变压器长期处于轻载运行,损耗较大;若采用两台小容量变压器,则可以在非生产时间,尤其是节假日切除一台变压器,得到合理的经济运行。
在决定变压器容量时应该考虑它的过载能力。
一般来说,干式变压器正常满载运行时,它的H 级绝缘温升经常保持在≤220℃,使用期限大约为20年左右。
但是实际上变压器在运行中有两种具体情况:一种是在一昼夜中负载变动的,并不是全部时间满负荷运行,则可以应用3%规则,即日负荷曲线的负载率小于100%时,负载率每降低10%,则变压器可以过载3%。
另一种是在全年中变压器的夏季最高负荷高于冬季负荷(主要是空调),可以引用1%规则,即冬季最高负荷低于变压器额定负荷时,每低1%,则在夏季,变压器可以容许过负荷1%,但不得超过15%。
以上两种容许过负荷的规则可以合并使用,但总数之和对户内变压器不得超过20%,对户外变压器不得超过30%。
三、 变压器的损耗比变压器的负载损耗P k (主要是铜损Cu P Δ)与空载损耗P 0(主要是铁损Fe P Δ)的比值β是变压器设计制造时的最重要参数之一。
因为损耗比cu FeP P βΔ=Δ决定变压器的经济负荷率e K =,即变压器的运行在什么负荷e N I K I φφ=时效率最高,为最经济。
如上所述,干式变压器的铜损P k 和铁损P 0都较小,尤其是铁损更小,这样干式变压器的损耗比: 3.0~4.7cu Fe P P β=ΔΔ=(变压器容量S T.N =30~2500KV A ),它在负荷率Ke=0.58~0.46时运行效率最高,最经济。
这与实际情况有较大的出入。
根据我们在上海地区的调查统计,中小型干式变压器的负载率大多数均在70~80%及以上(这也是设计、使用单位所希望达到的。
)因而运行是不太经济的,造成长期过多的电能损耗。
为此希望干式变压器制造厂商,不要单纯从降低生产成本出发,而要有全局观点,立足于整个国民经济利益,适当降低铜的电流密度,(建议J cu <2.6A/mm 2),减少铜损(因为铁损已经很小了,再降低的困难就更大),以期达到 2.04~1.56cu FeP P βΔ==Δ的目的。
即变压器运行在负载率0.7~0.8e N I K I φφ==时效率最高、最经济,以符合大多数的实际运行情况。
四、 作者建议与计算实例由于过去大量采用油浸式变压器,它的铜损与铁损相对都比较大,损耗比β一般在3~4之间,经济负荷率0.50~0.57e K ==。
这样,电气设计人员往往片面地强调为了变压器的经济运行,简单地选用303030/cos /0.90.50~0.57T N e eS P P S K K ϕ⋅=== 303030(2.22~1.96) 2.090.45~0.51P P P === ————(6) 例如:有一民用建筑高层住宅,P 30=510KW方案一,过去一般选用变压器 2.095101066T N S KVA ⋅=×=,取为1000KV A随着技术的进步,廿世纪90年代开始大量采用了干式变压器,它的铜损和铁损都比较小,所以效率相对较高。
从表一和图一可见,干式变压器在整个运行区段的效率都很高,与max η相差无几,所以作者认为在电气设计中不必片面追求变压器的经济运行。
建议变压器制造厂家适当提高铜的电流密度,降低铜损,使 2.04~1.56β=,这样0.7~0.8e K =,3030303030/cos (1.59~1.39) 1.490.7~0.80.63~0.72T N e S P P S P P K ϕ⋅====⋅=————(7) 方案二,作者认为可以选用变压器 1.49510760T N S KVA ⋅=×=,取为800 KV A 。
方案二与方案一相比有如下特点:(a) 投资少,年折旧费也少。
(b) 运行费用也增加不多,因为方案一110.50~0.5799.20%e K η==,,而方案二220.7~0.899.13%e K η==,,所以电能损耗增加不多。
(c) 变压器的安装容量减小,每月上缴供电局的固定贴费也减少。
(d) 如取方案二,20.7~0.8e K =,即变压器已经留有足够的20%~30%发展余地。
而方案一10.50~0.57e K =,留有余地偏大,没有充分发挥电气设备的潜力,在一定程度上造成设备容量的积压。
所以方案二是可取的,2800T N S KVA ⋅=。
五、 初步结论以往一般常规的电气设计中,在选择降压变压器的容量时,经常取303030/0.9 2.090.5~0.60.5~0.6T N S P S P ⋅===,即片面地追求在变压器效率最高区经济运行,而放大了变压器的容量,值得商榷。
这是因为当时变压器生产的水平还不高,且多为油浸式,其损耗比3~4β=,经济负荷率0.5~0.6e K =。