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轻负荷时期削减变压器损耗的运转方法简介

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  由于电力工程必须超前建设的特点,一些新投入的变配电工程在一段短时期内(1~2 a)

轻负荷时期削减变压器损耗的运转办法简介


  因为电力工程有必要超前建造的特色,一些新投入的变配电工程在一段短时期内(1~2 a)负荷较轻。而变压器的损耗在中低压电网的线损中占的份额较大,尤其是轻负荷时占的份额更大。电网中存在必定数量轻载运转的变压器,即所谓“大马拉小车”的现象,无疑对降损节能晦气,怎么处理这个问题已是电力系统线损办理中的一个老论题。
  1 、变压器的负荷与损耗的联系
   变压器的有功功率损耗是空载损耗和负载损耗之和。空载损耗是一个常数,它不随变压器的负荷改变而改变。而负载损耗则是跟着负荷电流的改变而改变,它与负荷电流的平方成正比。在必定负载电流下,变压器的有功功率损耗可用下式表明:
   P=P0+PL,
   式中 P——变压器的总损耗功率;
    P0——变压器的空载损耗功率;
    PL——变压器在必定负载电流下的负载损耗功率。
   负载损耗又与负荷电流I的平方成正比,即
   PL=I2R,
   式中 R——变压器绕组的等值电阻。
   变压器铭牌中给出了空载损耗P0和额外负载损耗PK,PK可表明为:
   PK=In2R,
   式中 In——变压器额外负荷电流。
   至此,可得出变压器在负荷电流为I时的总损耗值如下式:
   P=P0+(I2/I2n)PK.
  2 、不同运转办法下变压器损耗的比较
   运转中的变压器,除了存在必定的有功功率损耗外,还要耗费必定的无功功率(励磁功率和漏磁功率),无功功率在联接该变压器电源侧电网中也引起有功功率损耗,本文只评论不同运转办法下变压器自身的有功功率损耗。
  2.1 两台相同容量变压器排列运转与单台带悉数负荷的比较
   此办法比较的前提条件是两台变压器的负荷电流之和不大于其间一台的额外电流。假定两台变压器排列运转时,每台带的负荷电流均为I,此刻两台变压器的损耗之和为:
   P2T=2PT=2[P0+(I2/I2n)PK].   (1)
   假如两台变压器的负荷由其间一台兼供,另一台变压器停运备用,此刻带负荷的一台变压器损耗为:
   P1T=P0+(4I2/I2n)PK.   (2)
   令P2T=P1T,由(1)式和(2)式可求得两台变压器排列运转和一台变压器带悉数负荷时总损耗持平的临界负荷电流值I′,
   即 (3)
   当II′时,则两台排列运转时的总损耗小于单台带悉数负荷的损耗。
  2.2 单台不同容量的变压器别离带相同负荷时的比较
   假定两台不同容量的变压器带相同的负荷电流I(前提条件是I小于容量较小的一台配变的额外电流)。容量大的一台空载损耗为P10,短路损耗为P1K,额外负荷电流为I1n;容量小的一台空载损耗为P20,短路损耗为P2K,额外负载电流为I2n。当两台变压器的损耗持平,即P1=P2时,则
   P10+(I2/I21n)P1K=P20+(I2/I22n)P2K.  (4)
   解(4)式可得临界负荷电流I″:
    (5)
   当负荷电流II″时,容量大的一台损耗较小。
  3 、110 kV终端变电站主变压器运转办法的挑选
   一般新投入的110 kV终端变电站都装置两台主变压器,并且在大都情况下负荷较轻。为了削减变压器的损耗,依据2.1节可得,当两台主变压器的均匀负荷电流I
   例如,黄埔供电局某110 kV变电站,两台主变压器型号为SFZ8-40000/110,空载损耗P0=32 kW,短路损耗PK=162 kW,额外电流In=2 200 A。代入(3)式得I′=691 A。
   即当排列运转时每台主变压器均匀负荷电流小于691 A时,选用一台主变压器带全站负荷,另一台主变压器备用自投的运转办法,可削减变电站主变压器的总损耗,当每台主变压器的均匀负荷电流等于或大于691 A时,则选用主变压器排列运转的办法较好。
  4 、10 kV配电变压器运转办法的挑选
   一些新建的商住小区,修建密布,报装负荷较大,小区内配电变压器之间间隔较短,区内配电网的线损中,配电变压器的损耗占份额较大。新建初期区内入住率低,负荷较轻且较涣散。而小区内的配电工程一般按规划用电负荷一步到位装置配电变压器,这就形成了“大马拉小车”现象。别的,夏日顶峰负荷与冬天负荷比较,冬天负荷较轻,每到冬天也会呈现“大马拉小车”现象。处理这一问题的传统做法是替换成小容量的变压器。
   例如,把一台630 kVA的配电变压器替换为315 kVA的配电变压器,以某变压器厂产品参数为例作核算。SC3-630/10型配电变压器的参数为:
   P10=1 800 W,P1K=5 270 W,I1n=909.3 A;SC3-315/10型配电变压器的参数为P20=1 200 W,P2K=3 150 W,I2n=454.7 A。代入(5)式得I″=260.2 A。
   当负荷电流小于260.2 A时,把630 kVA变压器换成315 kVA变压器,能够削减变压器的损耗。
   假如有两台附近的630 kVA配电变压器,在低压侧用联络线联合,两台配电变压器的负荷由其间一台来供应,另一台停运备用。依据(3)式可得I′=375.8 A。
   假如联络线很短,联络线的损耗能够忽略不计,当单台配电变压器均匀负荷电流小于375.8 A时,就能够选用上述办法削减变压器的损耗。
   又假定有两台附近的630 kVA配电变压器,比较上例中的两种办法的总损耗。若单台配电变压器均匀负荷电流为200 A,按上例的前一种办法,用两台315 kVA的配电变压器代换630 kVA的配电变压器,则两台315 kVA配电变压器的损耗之和为:
   P2=2P20+2(I2/I22n)P2K=3619 W.
   按后一种办法,则一台630 kVA配电变压器带400 A负荷,其损耗为
   P1=P10+(I2/I21n)P1K=2820 W.
   明显,假如有两台附近的配电变压器,上例中的后一种办法比前一种办法变压器的总损耗小。由此能够推得,当每台配电变压器的均匀负荷电流越小,上例中后一种办法降损作用越明显。
   在实践使用中,用低压侧联络线的办法只需操作低压开关即可完成运转办法的转化。而替换变压器,不只作业量大,并且还要有适当数量的备用变压器,作用还不如用联络线的办法好,经济上也不合算。用联络线的办法,可推行到附近的多台变压器,只需作简略核算即可得出临界负荷电流,这儿不胪陈。主张在小区配网规划上,添加低压侧的联络线,线径可按配电变压器的额外负荷电流的1/3~1/2考虑,施工时一步到位,建成后的小区配电变压器便可灵敏转化运转办法了。
  5 、定论
  a)关于新投运的110 kV终端变电站,如装有两台主变压器,当每台变压器均匀负荷电流小于(3)式所核算的I′时,选用一台主变压器带全站负荷,另一台备用主动投入的办法,既可削减变压器损耗,又确保了供电牢靠率。
  b)对单台运转的配电变压器,当负荷电流小于(5)式所核算的I″时,可用替换成小容量的配电变压器的办法来削减变压器的损耗。
  c)关于已装置有多台配电变压器新建的商住小区,主张选用低压侧联络线的办法。当相邻两台配变的均匀负荷电流小于(3)式所核算的I′时,经过低压侧联络线由其间一台带悉数负荷,另一台停电备用,其削减变压器损耗的作用较优。这种办法推行到相邻多台配电变压器的情况下使用,能够最大极限地削减“大马拉小车”形成的损耗。



 

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