变压器节能降耗运行（精选10篇）
变压器节能降耗运行 第1篇
关键词：调容变压器,损耗曲线,节能,临界容量
0 引言
调容变压器 (以下简称调容变) 是近年研发并推广应用的配电变压器, 其额定容量可根据负荷转换, 从而解决变压器长时间轻载运行损耗较大问题, 达到节能目的。由于调容变实际应用时间不长、运行数量不多, 人们对它的特点尤其是运行特性还不太了解, 甚至在对调容变和普通变压器的运行损耗做简单对比后得出了“调容变似乎并不节能”的结论, 因此本文基于调容变特点, 对调容变的运行损耗进行数值计算和图像分析, 以期指导调容变节能应用。
1 调容变概述
调容变是一种特殊配电变压器, 具有两种额定容量。在实际运行中, 它根据负载情况对高压绕组联接组进行“D”、“Y”变换, 同时对低压绕组进行“并联”、“串联”变换, 从而实现两种额定容量的转换。调容变在两种额定容量下具有不同的空载损耗和负载损耗, 因此根据实际负荷来调整额定容量, 可防止“大马拉小车”, 减少运行电能损耗。调容变主要用于负载分散、季节性用电量差异大且平均负荷率较低的场合。
调容变两种额定容量间的转换可采用无载调容开关实现, 即在变压器停电后操作调容开关, 同时改变高、低压绕组的联接方式, 实现额定容量的转换;也可采用有载调容开关实现, 即根据实际负荷情况, 在运行状态下操作调容开关, 实现额定容量的转换。如果再给有载调容开关配以自动控制器, 那么就可以根据负荷的大小和变化情况对调容变实现两种额定容量间的自动转换。显然, 采用有载调容开关可以大幅缩短调容变容量转换时间并减少工作量, 从而提高供电可靠率, 同时还能达到减少变压器电能损耗的目的。
在调容变产品型号的组成形式中, 将低档位的额定容量写在括号中, 如一台三相油浸密封式、损耗水平为“11”、315kVA变换为100kVA的10kV有载调容变的型号为S11-M.ZT-315 (100) /10, 其中的“ZT”表示“有载调容”。在给出调容变的其它技术参数值时, 也将对应于小额定容量的值写在括号中, 如某台调容变的空载损耗PO为290 (130) W、负载损耗PK为3 200 (1 250) W, 括号中的数值即为对应于小额定容量的值。
2 变压器的损耗和节能
2.1 变压器的损耗
变压器运行时的损耗P由空载损耗PO和负载损耗PK构成, 即:
式中, PO为变压器运行时的空载损耗;PK为变压器运行时的负载损耗;SN为变压器的额定容量;PKN为变压器满载运行时的负载损耗 (额定负载损耗) ;S为变压器运行时所带负荷的视在功率;β=S/SN为变压器的负载系数。
对于一台成品变压器, 其PO是不会随变压器所带负荷大小而变化的。
式 (1) 中, 变压器的负荷用视在功率S来表示, 并没有用有功功率P和无功功率Q来表示, 这是因为分析的是变压器运行时的负载损耗值, 而它只与负荷的电流值有关。在电压值一定的情况下, 负荷电流所对应的就是负荷的视在功率, 因此负荷的视在功率S也就代表了负荷电流。
变压器运行时的负载损耗PK不但与额定负载损耗PKN有关, 还与负载系数β有关。当PKN一定时, PK随变压器所带负荷大小而变化, 与负载系数的平方成正比。
对于一台成品变压器, 由于其SN、PO、PKN都是常数, 因此可得到一个关于变压器所带负荷S的二次方程。
把给定变压器的技术数据代入式 (2) , 并绘出其图像, 就会得到变压器的损耗曲线P (S) , 如图1所示。
损耗曲线上每个点的横坐标表示变压器所带负荷的视在功率S, 纵坐标表示此负荷对应的损耗P。当变压器带负荷运行时, 其损耗P就会随着负荷S的变化沿着这条曲线变动, 即损耗曲线表明了变压器运行时的损耗与其所带负荷的关系。
2.2 变压器的节能
变压器作为一种电能变换和传输设备, 它在运行过程中自身所消耗的电能越小越好, 即要求变压器能够节能。通常说的“变压器节能”有两方面含义。
(1) 节能变压器。甲、乙两台额定容量相同的变压器满负荷运行时, 如果甲变压器的损耗P甲 (P甲=PO甲+PK甲) 小于乙变压器的损耗P乙, 那么甲变压器比乙变压器节能。
(2) 变压器节能运行。甲、乙两台容量不等或相等的变压器带相同容量负荷时, 如果甲变压器的损耗P甲小于乙变压器的损耗P乙, 那么在此负荷水平下, 甲变压器比乙变压器节能。
无论是以上哪种情况, 变压器节能都是对其空载损耗与负载损耗之和而言, 都要求二者之和尽可能小。
实现第一种含义的变压器节能, 要依靠变压器的制造厂家从设计思路、计算方法、原材料性能、结构型式、制造工艺等方面采取措施, 尽可能地降低变压器的空载损耗和负载损耗, 从而制造出低损耗或节能变压器。
实现第二种含义的变压器节能, 要依靠变压器的运行单位。运行单位首先要选用低损耗变压器, 同时要根据变压器的台数和各自的损耗曲线, 在负荷变化时合理调整变压器的运行方式, 以实现在这一负荷水平下变压器损耗最小, 从而达到节能目的。本文所说的调容变节能运行就是从第二种含义上讲的。
3 调容变节能运行分析
某台型号为S11-M.ZT-315 (100) /10的有载调容变, 其空载损耗为480 (200) W, 额定负荷损耗为3 830 (1 500) W, 下面将根据负荷大小合理安排其运行方式。
3.1 计算分析
为了便于分析调容变的节能运行条件, 引入节能临界容量SLJ。其物理意义是:当调容变所带负荷为SLJ时, 调容变分别运行于两种额定容量档位时的损耗是相等的。根据式 (1) 有:
由式 (3) 可得SLJ为50.13kVA, 即当S为50.13kVA时, 调容变运行在100kVA档和315kVA档的损耗一样, 都为577W。式 (3) 经过变换, 并代入SLJ的值, 有:
式 (4) 左边是调容变大容量档时的空载损耗与小容量档时的空载损耗的差值, 即小容量档时的空载损耗比大容量档时的小280W;式 (4) 右侧是当所带负荷为50.13kVA时, 小容量档时的负载损耗与大容量档时的负载损耗的差值。由此可见, 小容量档时空载损耗低的优势在S=SLJ时已被此时因负载系数相对较大 (β=50.13kVA/100kVA=0.501 3) 而产生的较大负载损耗完全抵消。尽管大容量档时的额定负载损耗较大, 但相对于315kVA的额定容量来说, 负荷为50.13kVA时的负载系数 (β=50.13kVA/315kVA=0.159) 实在是太小了, 此时大容量下较低的负载损耗与小容量档时较大的负载损耗之差在数值上正好等于两个空载损耗的差值。
根据式 (2) 和给定的调容变参数, 可计算出当实时负荷S=0 (空载运行) 、S
根据节能临界容量的概念和表1结果, 可初步得出调容变节能运行的基本规律:当0≤S
3.2 图像分析
对应于调容变的两种额定容量, 有P100 (S) 和P315 (S) 两条损耗曲线, 如图2所示。调容变运行在哪个容量档位上, 损耗P就沿着对应损耗曲线随负荷变化。
(1) 因PO, 100
(2) 当0
(3) 当S=SLJ时, 两条损耗曲线有一个交点, 表明此时调容变运行在小容量档与运行在大容量档的损耗相等。
(4) 曲线P100 (S) 的陡度较大, 表明随负荷S的增大, 损耗P急剧上升;曲线P315 (S) 的走势平缓, 表明随负荷S的增大, 损耗P缓慢上升。曲线P100 (S) 上升较快, 虽然它的起点较低, 但在S=SLJ时, P100 (S) “追赶”上了P315 (S) , 而且当SLJ
(5) 实时负荷S越接近小额定容量SN1, 调容变运行在大容量档的节能效果就越明显, 在图像上表现为实时负荷S距小额定容量SN1越近, 两条曲线的差值就越大。这个差值就是当SLJ
由以上分析可以得出结论:当实时负荷S增加到SLJ时, 应将调容变从小容量档转换至大容量档, 而不要等到负荷增加到接近或等于小容量时才转换额定容量的档位。
(6) 当SLJ
从数值计算和图像分析可知, 调容变实现节能运行的本质就是根据所带负荷的大小和变化情况, 运用人工或自动控制手段适时调节运行容量档位, 使调容变始终运行于较低的损耗曲线上, 从而达到节能目的。
4 结束语
调容变适用于负荷波动大且多数时间处于较低负荷状态的供电场合, 农村季节性负荷、单班制工矿企业、每天最大负荷持续时间很短等年平均负载率较低用户都可以选用调容变。为了使调容变达到节能运行目的, 应根据负荷大小和变化情况适时转换两种额定容量, 保证损耗始终最低。为了实现实时跟踪负荷大小, 适时调整调容变的容量档位, 宜选用有载调容变开关并配套使用自动控制器, 这样不仅可以减少运行人员工作量, 提高供电可靠性, 而且可以真正实现节能运行。有载调容变自动控制器的容量转换值应整定为节电临界容量SLJ, 且设置一定延时, 以防止负荷波动引起误调容;容量转换值绝不可整定为小额定容量的值, 因为在SLJ
参考文献
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[2]姚志松, 姚磊.中小型变压器实用大全[M].北京:机械工业出版社, 2008
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节能变压器的更换及节能效果 第2篇
【摘要】配电变压器是配网重要组成部分，其能耗对整个配网节能量有重要影响。S11型变压器具有绕制工艺简单、重量轻、体积小、维护方便、运行费用节省，节能效果明显等优点，并且性价比高，可有效提高配电网经济、安全运行水平，对实现降低损耗，提高配电网运行质量，具有推广价值。
【关键词】变压器；节能；更换
序言
配电变压器是将电能直接分配给低压用户的电力设备，是连接供用电的枢纽，具有不间断运行的特点，其能耗直接影响变压器的经济运行，是整个配网经济安全运行的主要因素。因此，节能变压器的应用十分必要。
1、改造前的状况
某村10kV配电变压器，是该村的主供电源，变压器型号S7-200，系统额定电压：10千伏，额定负荷200千伏安，用电负荷155千伏安，变压器空载损耗0.54千瓦，变压器空载损耗0.34千瓦，变压器平均负载率59%，生产日期1998年，已运行近14年。虽然经过多次维修，漏油情况比较严重，内部绝缘老化，并且由于变压器损耗较高，运行中经常出现温升超标、噪声异常等情况，变压器运行的安全性、经济性较差，亟需进行更换。
2、节能变压器节能原理
2.1变压器的损耗。变压器损耗主要是空载和负载损耗。空载损耗是变压器二次侧开路，一次侧加额定电压时，一次侧电和励磁电阻上的功率损耗，一般可认为空载损耗等于铁损。负载损耗为二次侧短路，一次侧逐渐加电压，直到短路电流等于一次侧额定电流时停止加压，在一次侧电阻和二次侧电阻上功率消耗即通常所说的铜损。
2.2空载损耗。S11型变压器具有较好的节能效果，硅钢片连续卷制，铁心无接缝，大大减少了磁阻，空载电流减少了60%-80%，连续卷绕充分利用了硅钢片的取向性，空载损耗降低20%-35%，卷铁心结构成自然紧固状态，无需夹件紧固，避免了因铁心夹紧所带来的铁芯性能的不良后果。
2.3负载损耗。S11型变压器在负载损耗方面也具有较好的节能效果，其卷铁心结构改变了传统结构，铁心形状成自然紧固状态，可使低压线圈直接缠绕在铁心上，减少了导线材料，优化了形状和结构，降低了负载损耗。
3、经济分析
3.1概述。考虑节能、经济成本、使用寿命等因素，初步决定更换为S11-200变压器。其铁心选用性能优异的高导磁晶粒取向的Z11-0.3冷轧硅钢片采用45°斜接，柱与轭同截面，均采用不叠上铁轭及均不冲孔的新工艺，可有效降低空载电流、空载损耗。S7型变压器国家已经命令淘汰，在必换范围之内，更换S11型变压器可实现经济、高效，节能。
3.2更换前后能耗比较。变压器损耗计算公式：有功损耗：△Po=△PT+Kβ2△PK（1）无功损耗：△Qo=△QT+Kβ2△QK（2）由计算公式（1）、（2），可得出综合功率损耗：△PZ=△P+KQβ2△Q（3），计算公式（3）中，无功经济当量KQ根据电能计量统计情况，取K=0.1KW/Kvar，平均负载系数β=59%。S7型变压器，△P=0.54KW，△Q=3.4KW，将各数代入计算公式（3）中，可得出，S7型变压器的综合功率损耗：△P7=1.7237KW。S11型变压器，△P=0.33KW，△Q=2.6KW，将各数代入计算公式（3）中，可得出，S11型变压器的综合功率损耗：△P11=1.2329KW。以年运行8760小时计，S7型年耗电1.51万KWh，S11型年耗电1.08万KWh，更换S11型可年节电0.43万KWh。经核算，变压器电量的平均电价为0.86元，可年节约电费0.86×0.43=0.3698万元。
3.3静态投资回收。公式：T=（A11-A7）×104/（P7-P11）K（4）计算公式（4）中，A11是更新变压器投入资金，为2.5万元；A7是淘汰变压器回收残值，为0.04万元；P7是淘汰变压器综合损耗（kW）；P11是更换节能变压器综合损耗（kW）；K是变压器年损耗单位电费，为0.86×8760=7533.6元/kWa。将各数代入计算公式（4）中，可得出，静态投资回收6.65年。
4、技术方案
4.1项目可行性和经济效益分析。经项目投资、运行费用、经济效益、负荷增长情况进行分析，科学计算节能变压器的节能效益，以便选择最经济、合理的变压器。制定技术上可行的若干备选方案，对各方案进行评估，最后确定更换S11-200为变压器。
4.2更换工作流程。4.2.1根据相关规定和环境条件确定位置。按照设备安全及要求，确定变压器更换安装位置辅助设备安装位置。需考虑因素有：本变压器和其他设备检修方便；容量满足要求；安装检修装置时停电范围及停电时间；考虑进线及辅助设备接线长度及走线方式。4.2.2能耗测量。进行改造前的能耗测量，以便与改造后的能耗进行比较，确定节电量。4.2.3安装设备。线路停电，做好安全措施，拆开连接线，区进行设备的搬运，选定变压器箱体安装孔位置，根据选定的装置安装位置安装螺栓，将新变压器就位，并可靠固定，进行辅助设备安装。做好相序及方向对应位置可靠连接。
5、项目实施
5.1成立领导机构。成立领导小组，负责全部项目任务的组织领导，召开专题会议，了解项目进展情况和职工思想动态，协调工作中存在的问题。各施工单位要在工程开工前组织职工进行安规、工艺规程的学习和考试，对于考试不合格者，一律不准参与施工。
5.2確保质量。严格工艺标准，对工程实施全过程管理，从设备选型、设计、定货、施工、验收、资料归档等环节严格控制，按照精品工程要求组织工程的施工，确保工程保质、按期完成。
5.3落实安全措施。工程开工前，组织有关单位技术专责人详细勘察施工现场，讨论停电措施计划，制定现场施工安全措施，经有关部门审核批准后，方可办理开工批准手续。
5.4规范管理。各施工小组认真执行每天开工会、收工会制度。工作负责人在开工前，必须向工作班成员详细交代施工中的安全措施、工作任务、工艺标准及其他注意事项，工程结束后做好施工记录及总结。
6、项目节能量及效益
规范严格的管理涵盖整个项目实施的全过程。包括项目的前期工作、专项试验、现场勘测、项目招标、工程设计、项目融资、施工准备、设备安装、调试及投产、项目竣工验收、后期运营维护，确保了项目的节能效果。为得到准确数据，调阅更换前后各一年的电量，电价、电费的数据，对更换前后变压器的性能进行试验，进行相关参数的实测，其结果与理论年节约电量0.43万kWh、节约电力0.7kW、年节能量1.3803tce/a、静态回收期6.65年等计算值基本相符。考虑到S7变压器国家已经命令淘汰，在必换范围之内，更换资金是必须要投的，并且S11型变压器的使用寿命要大于静态回收期，能源价格一直是增长的趋势，这次更换的效益是比较理想的。
7、结束语
变压器节能降耗运行 第3篇
现如今, 我国推广使用的节能型变压器最主要包括SH11和S11, 以用来取代S9系列的变压器。下面就上述三种系列的节能变压器的性价比进行分析。
1.1 S9系列的节能变压器
此系列的节能变压器在结构上进行了一些改进, 变压器铁芯使用低损耗的硅钢片制造而来, 相较于S7系列的变压器其空载损耗降低了大概百分之十一以上, 其负载损耗则下降了百分之二十以上。通过九十年代后期农网改造中对S9系列的应用, 现如今S9系列已经逐渐取代S7系列, 并在国内得到了广泛的使用。
1.2 S11系列的节能变压器
早在六十年代的时候此系列已经在某些发达国家得到了推广应用, 最近几年也在我们国家得到了逐步的使用。S11系列的变压器铁芯是使用硅钢片带材通过连续卷绕而形成的, 因为铁芯没有接缝, 使得导磁性得到了极大的改善, 并降低了变压器的运行噪声、空载损耗和空载电流, 是现如今较为先进的一种节能型变压器。它的优点就在于相较于S9系列的节能型变压器其空载损耗降低了百分之十到二十五;随着变压器容量不断的降低, 空载电流也会相应降低, 通常情况下, 其空载电流都是叠片铁芯的二分之一左右;此系列变压器的噪声要明显小许多, 能有效减少其对城镇所造成的噪音污染。
1.3 SH11系列的节能变压器
自二十世纪八十年代此系列的节能变压器被研发出来以来, 其在发达国家中便得到了广泛的应用。此系列的节能变压器使用无向非晶体钢板作为铁芯材料, 相较于以前的硅钢片其损耗大概为三分之一到四分之一之间, 是损耗很低的一种铁芯材料。相较于硅钢片, 无向非晶体钢板的厚度则要薄许多, 并且宽度也要更窄一些, 进而在使用中存在一定的局限性。但伴随非晶体钢板不断降低的价格, 其优点也逐渐被人们所认可。此系列的节能变压器具备非常好的节能效果, 使用非晶合金材料所制出来的变压器相较于S9系列其空载损耗减小了百分之七十到八十。
2 节能型变压器的运行分析
相较于S9系列的变压器, S11系列的变压器更为先进, 其空载损耗更低, 从而大大提升了产品的节能水平。尽管SH11系列的变压器相较于S11系列的变压器优点更为突出, 然而其仍旧存在一定局限性, 因此下面就S11系列的节能型变压器运行进行大致分析。
2.1 S11系列变压器的运行损耗分析
负载损耗和空载损耗共同构成了变压器有功功率损耗, 空载损耗为一个常数, 不会随着变压器负载的改变而产生变化。然而负载损耗与变压器负载平方呈正比例关系。
2.2 S11系列变压器的经济效益分析
相较于S7系列的变压器, S9系列变压器的空载损耗下降了百分之十, 负载损耗则下降了百分之二十五。然而S11系列是通过对S9系列进行结构改造而得来的, 它采用超薄型的硅钢片, 使得空载损耗得到了进一步的降低。现如今, S11系列的变压器与S9系列的变压器在节能效果方面明显存在差异。相较于S9系列变压器, S11系列的变压器具备更好的节能效果, 假如在全国的电力市场中, 将五百万台老式的变压器都用S11系列的变压器来取代, 那么每年可以节约资金两百多亿元。所以, 现如今使用S11系列变压器的用户越来越多了。
3 节能型变压器节能运行方式的几点思考
3.1 对三相负荷的平衡度加以调整
在负载相当的情况下, 假如三相平衡处在极端状况, 那么其损耗将会比平衡状态下的三倍还要多, 同时其无功功率的消耗状况也相同。通过规程标示我们可以得知, 在配电变压器的出口处其电流不平衡度在百分之十以内, 分支首端和干线的不平衡度则在百分之二十以内, 中性线流量在额定电流的四分之一以内。因为配电系统的相电流数值非常不稳定, 这与安全性和节约要求不符, 并且会造成线路损耗的增大。除此之外, 不平衡还会造成电流零序, 致使消耗增多, 让某些金属零件温度超标, 从而引发故障。要想实现平衡运行, 则需对电网构造进行适当改造, 确保负荷可以平均分担, 如此一来便需要对辅助管理予以加强, 对平衡度进行周期性的检测, 按照负载管理系统要求对信息技术等进行全局性连续性的关注。
3.2 对配变容量进行合理安排
按照用电量大小的不同对最佳运行区中变压器供用户的使用进行调配, 如此一来可以使变压器的损耗得到有效降低。在农村配网中, 某部分的变压器轻负荷时间长耳高峰负荷时间短, 进而形成“大马拉小车”的状况。
3.3 进行适当无功补偿
科学布置无功补偿, 维护系统电压, 让各项指标都能维持在一个稳定的数值, 避免无功长度过大运送的状况发生, 如此一来便能极大的降低消耗, 并且也能使设备使用率得到相应提升。所谓的集中补偿是指对主变现存无功损耗进行有效控制, 这样对降低线路无功电力有帮助, 从而很好的控制住电网产生的无功消耗, 但它自身并不会对配电网的无功消耗产生任何作用。因为用户采用的无功功率要和配电线路结合使用, 所以, 为了彻底控制无功功率进而减少线路的损耗, 便需要就地平衡, 按照机器运行状况进行随时补偿, 这样不但能使线路损耗减少, 同时还能使功率因素得到提升, 进而降低变压器自身损耗的功率。
3.4 对配电网进行经济调度
在配电网运行安全的基础上对配电网进行经济调度, 从而降低配电网线的损耗。对于主变在两台及其以上的变电所, 由于变压器技术水平存在一定差异, 并且变压器各项消耗也要按照负荷形成特殊的路线变化, 因此在使用变压器之时, 要选择技术参数合适, 并采取最恰当的运行方式。假如变压器工作时使用的极限可以得到确定, 便需要变电所人员长期坚守负荷, 随时调整变电器工作的状态, 尤其是要将工作次数极可能的控制在最小范围内, 从而使操作频率得以降低。
3.5 对变压器分接开关加以调节
在测量变压器之时一定要分开处理开关, 如此一来才能使变压器的操作稳定。一来, 可以合理控制电量消耗, 进而使企业工作的能力得到提升, 二来, 也能提升供电水平, 让供电的满意度得到提升。
4 结语
能源不仅为经济发展提供动力, 同时也为人类生存提供物质保障, 而在经济发展中被广泛应用的一种能源传输设备变压器则关系着电力企业的生存发展。在变压器整个生产、制造、设计、运行等众多环节中, 对变压器运行台数以及经济容量进行分析, 也就是选择节能型的变压器, 并在其高效率运行下实现节能目的也就显得尤为重要了。
摘要：伴随社会经济的不断发展, 电力事业也迎来了其发展的高峰期, 在变压器的性能方面电力用户也提出了更高要求。现如今, 提升配电系统效率, 降低变压器的损耗则变成了我国电力系统在节能方面最为关键的一环。文章就各种节能型的变压器性价比进行了大致研究, 并对其运行方式做了简要论述, 从而为节能型变压器的运行方式作了一番思考, 以期为我国节能型变压器的运行提供可供参考的意见和建议。
关键词：节能型变压器,性价比,运行方式
参考文献
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浅谈变压器的运行管理 第4篇
关键词:变压器运行管理
0 引言
变压器是电力系统中极其重要的电器设备,它的安全运行直接关系到电网能否安全、高效、经济地运行。变压器一旦故障,造成的经济损失巨大。因此,必须加强变压器的运行管理,做好变压器的运行维护和监视,保障变压器的健康运行。应依据变压器的运行现象和数据,对变压器的运行状态进行分析,发生异常情况,及时采取有效措施,消除隐患,提高变压器运行的安全性和可靠性,保障用户的电力供应。
1 变压器投运前的检测
为保障变压器的安全运行,变压器投运前必须进行现场检测,其主要内容如下:①变压器本体、冷却装置及所有附件均完整无缺陷、不渗漏、油漆完整。②变压器油箱、铁心和夹件外引接地线均可靠接地。③储油柜、冷却装置、净油器等油系统上的阀门均在开的位置,储油柜油温标示线清晰可见。④高压套管的接地小套管应接地,套管顶部将军帽应密封良好,与外部引线的连接接触良好并涂有电力脂。⑤变压器的储油柜和电容式套管的油位正常,隔膜式储油柜的集气盒内应无气体。⑥有载分接开关的油位需略低于变压器储油柜的油位。⑦进行各升高座的放气,使其完全充满变压器油,气体继电器内应无残余气体。⑧吸湿器内的吸附剂数量充足、无变色受潮现象,油封良好,能起到正常呼吸作用。⑨无励磁分接开关的位置应符合运行要求,有载分接开关动作灵活、正确、闭锁装置动作正确。⑩温度计指示正确,整定值符合要求。冷却装置试运行正常。 进行冷却装置电源的自动投切和冷却装置的故障停运试验。 继电保护装置应经调试整定,动作正确。
2 变压器试投运
变压器投运前的检测全部合格后,需对变压器进行试投运,其主要内容如下:①变压器应进行五次全电压冲击合闸,无异常现象发生,励磁涌流不应引起保护装置的误动作。②变压器并列前,应先核对相位,要求相位一致。③检查变压器及冷却装置所有焊缝和结合面,不应有渗油现象,变压器无异常振动或放电声。④试运行时间一般不少于24h。⑤变压器试运行无异常后,逐步增加负荷,开始带负载运行。在带负载24h后,变压器的主体及附件均属正常,则试运行工作结束。
3 变压器的运行维护
3.1 变压器的巡视检查 对于有值班人员的变电站,值班人员随时监视控制盘上的仪表指示,抄表次数由现场规程规定。当变压器过载运行时,要增加抄表次数,加强监视。变压器容量为315kVA及以下者,每天检查一次;容量在560kVA及以上者,每班检查一次,容量在1800kVA及以上者,每2h检查一次。对于无值班人员的变电站,安装在变压器室的315kVA及以下的变压器和柱上变压器,每两个月至少检查一次。容量在3150kVA以下者每月至少检查一次,容量在3150kVA及以上者每10天至少检查一次。
3.2 变压器的日常巡视检查内容 正常运行变压器的日常巡视检查内容包括:①变压器声音正常,无异常声响发生。②储油柜、充油套管外部清洁,油位、油色正常;套管无破损裂纹、无放电痕迹及其它异常现象。③安全气道保护膜是否损坏。④引线接头、电缆、母线应无发热现象。⑤水冷却器的油压应大于水压,从旋塞放水检查,应无油迹。⑥吸湿器完好,吸附剂干燥。⑦变压器各密封件和焊缝无渗漏油现象。⑧变压器的油温和温度计应正常,储油柜的油位应与温度相对应。⑨检查气体继电器的油面和联结油门是否打开,气体继电器内应无气体。⑩管道阀门开闭正确,风扇、油泵、水泵转动应均匀正常。
3.3 变压器的定期检查内容应对变压器进行定期检查,新增以下检查内容:①外壳及箱沿应无异常发热。②各部位的接地应完好。③强迫循环冷却的变压器应作冷却装置的自动切换试验。④各油门的铅封应完好。⑤有载调压装置的动作情况应正常。⑥各种标志应齐全明显。⑦各种保护装置应齐全、良好。⑧各种温度计应在检定周期内,超温信号应正确可靠。
3.4 变压器的特殊巡视检查在下列情况下应对变压器进行特殊巡视检查,增加巡视检查次数:①大修或改造后的变压器投运时。②大风、大雨、大雪、冰雹等可能危及安全运行的环境下。③高温季节、高峰负载期间。
4 变压器的异常运行
4.1 声响异常变压器声响的辨别很重要,通过声响,可了解变压器运行安全情况[1]。正常运行的变压器,由于硅钢片磁滞伸缩,会发出均匀的“嗡嗡”声。当有异常声响时,应根据声响查找故障的原因,以下分析几种异常声响及其起因:①变压器内部有很重而且特别沉闷的“嗡嗡”声时,可能是由于变压器负荷较大或系统电压超过额定值,使铁心硅钢片振动增加。②内部和外部同时发出特别大的“嗡嗡”声和其它振动杂音时,可能是系统发生了短路故障,变压器整个箱体受到强大的电动力而振动。③内部声响中有“咕噜咕噜”的气泡逸出声,可能是由绕组匝间短路或分接开关接触不良引起。④内部声响中有“吱吱”或“劈啪”声,可能是由于内部有放电故障。⑤内部声响中有“叮叮当当”声,可能是由于变压器铁心夹件或压紧铁心的螺钉松动。针对上述异常声响时的处理方法如下:对于情况①,应严密监视,必要时将变压器停运。对于情况②~⑤,变压器应停止运行,进行检查和处理,否则,会造成事故的发生。
4.2 油位异常变压器油位异常包括油位过低和过高2种。① 油位过低。若变压器无漏油现象,油温较高而油温所应有的油位显著降低时,应立即加油,加油时应遵守规定,加油后要及时检查气体继电器的气体。若因大量漏油而使油位迅速下降时,应将瓦斯保护改为只动作于信号,必须迅速采取措施制止漏油,并立即加油。②油位过高。如果变压器油位高出油位计的最高指示,且无其它异常时,则可能因温度上升所致,应立即放油,使油位降至适当的高度,以免溢油,同时检查油枕呼吸器是否畅通,以免出现假油位。
4.3 油温异常为防止变压器油和绝缘材料过快老化,变压器运行规程对油温进行了限制,应对油温进行严密监测,特别注意温度的异常升高[2]。①过负荷升温。由于变压器在环境温度高、过负荷状态运行而引起的油温异常升高,应采取降负荷或吹风等措施强制降温。②故障升温。变压器在负荷和散热条件、环境温度都不变的情况下,温度不断升高是变压器的故障象征,引起温度异常升高的原因有:a 变压器匝间、层间短路;b变压器铁心局部短路;c因漏磁或涡流引起油箱、箱盖等发热;d冷却装置故障。此时应停止运行,查明原因,采取相应的措施予以排除。
4.4 冷却装置异常 冷却装置的异常情况如下:①风扇、油泵运行异常。可能是由风扇和油泵的电动机定子、转子短路,或导线绝缘损坏,缺相所致。此时应退出故障冷却器,对风扇、油泵进行检修或更换。②冷却器负压进气。若冷却器密封不良,油泵工作时冷却器由于负压而进气,可能会造成重瓦斯保护误动作,应采取措施予以排除。
5 结论语
变压器的正常运行对电网的安全、可靠输电起着重要作用。应加强变压器的运行管理,做好变压器的运行维护,根据变压器運行中的现象发现隐患,及时排除,保障变压器的安全运行。
参考文献:
[1]王晓莺.变压器故障与监测[M].北京:机械工业出版社.2005.
变压器节能降耗运行 第5篇
齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司 (简称齐轨公司) 从20世纪80年代末开始推广节能工作, 涉及投资立项、方案确定、设备采购、现场管理、现场推进等各个环节。目前, 该公司节能工作稳步而扎实, 成效显著, 年节约成本千万元左右。
近年来, 该公司在加强能源管理的基础上, 新增能源计量信息化平台, 在能源管理、监察上加大力度, 使能源输送和消耗控制处于实时动态管理监测之中。同时, 提出变压器节能运行方式, 更加丰富了信息化平台的作用, 提高信息化平台的利用率, 确保供电系统的稳定安全, 保证其以最佳方式运行。
1 选择节能型变压器, 降低变压器的损耗
在供电系统中, 变压器既是输送电能的设备, 又是消耗电能的设备。由于使用量大, 运行时间长, 变压器在选择和使用上都具有巨大的节能潜力。初步估计, 根据变压器的投入时间期限及其自身特点 (变压器运行同时存在铁损和铜损两种损耗) , 该公司所有变压器的自身损耗用电量占公司总用电量的5%以上, 因此, 合理、高效、经济地选择变压器, 运行变压器, 对节约能源具有重要的意义。
齐轨公司有变压器近100台, 从110kV系统的2台主变25000kVA和31500kVA到10kV系统的90多台, 合计总容量超过10000kVA。近年来, 变压器铁芯材料已发展到最新的节能材料—非晶态磁性材料, 非晶合金铁芯变压器其铁损仅为硅钢变压器的1/5。新型S11系列低损耗变压器改变了叠片式铁芯结构, 空载损耗低、空载电流小、噪音低而且环保。
齐轨公司配电变压器型号从S7、S11到SZ9, 以S9变压器和S7变压器为例, 空载损耗可下降10.25%, 所以选择新型变压器对节能降耗尤其重要。
2 提高供电电压等级, 降低成本费用
齐轨公司电力系统运用节能运行方式成效显著。该公司在1997年末, 新建了110kV供电站, 结束了公司建厂60余年来11条10kV直配线路供电的历史, 由于双回线路主变供电, 提高了供电的安全可靠性。此前, 该公司每月的电力容量高达94365kVA, 每月上缴电费按22元/kVA计算, 合计每月容量费就支出207万元。新建110kV供电站后, 对应电力系统出口总容量缩小到56500 kVA, 上缴容量费为124万元, 每月容量费用节约了83万元, 再加上110kV与10kV系统的电力差价, 每年可节约电费1000多万元。由此可见, 该公司利用电力系统的升级改造取得了较大的经济收益, 改造项目费用回收期较短。
3 针对局部供电系统, 合理选择变压器运行方式
实际生产和运行中, 该公司在新装和基建技改中安装了新型节能变压器, 而在利用供电系统的运行方式进行节能这方面还始终处于盲区。该公司以往配电变压器除节假日停产检修停电外, 其他时间一律保持送电方式, 所以有些大车间及分厂, 无论负荷大小在正常情况下往往都是多台变压器并列运行, 这种情况在市场经济和单位独立核算的形势下都是不适应现实需要的。
齐轨公司正常是两班生产, 负荷率低于50%, 而正常的变压器经济负载为70%～80%。可见, 保证变压器处于经济负载下运行, 合理选择变压器的运行方式尤为重要。
使用过程中应保证变压器运行安全、合理。实践证明, 即使是节能变压器, 使用不当也会降低变压器的运行效率, 因此变压器的经济运行在节能上大有潜力。变压器最高效率时, 负载容量为额定容量的70%, 此时变压器的效率最高而损耗最小。变压器处于最佳经济运行状态时可使变压器能耗下降10%左右。
以下结合齐轨公司变压器节能运行方式的选择实践进行探讨。
3.1 配电变压器技术参数
以齐轨公司的下属某公司为例, 其供电共有3台变压器, 1台办公用, 2台生产用, 除去办公用电的变压器, 其他2台的变压器型号分别B1 (S9-1600) 和 B2 (S9-2000) , 其技术参数如表1所示。
3.2 生产特点
目前, 该公司生产已实现市场化, 根据定单生产, 由于小批量多车种生产造成了车间生产时间上局部变化很大, 转产频次较多, 从车间负荷的曲线来看负载最低时只有额定容量的20%～30%, 而最高时可达到95%, 所以在变压器实际运行中, 应根据负载情况, 合理地调配变压器的运行方式 (长期停产减修的变压器或是非供暖期采暖专用变压器可向供电部门申请报停, 以减少基本容量费用的支出, 达到节支的目的) , 降低变压器损耗, 以达到节约能源的目的。
3.3 变压器损耗计算
要实现运行中的变压器节能, 就要同时考虑变压器的空载损耗和负载损耗。变压器的损耗分为铁损和铜损:铁损是变压器一次线圈励磁产生的空载损耗;铜损是一、二次线圈电阻损耗之和, 称为负载损耗。当负载电流较小时, 空载损耗是变压器的主要部分, 此时应考虑空载损耗来降低变压器损耗, 而当负载电流达到一定数值后, 负载损耗就变成了变压器损耗的主要部分, 此时应考虑负载损耗来降低变压器损耗。
变压器损耗根据环境条件及负载电流的变化而变化。对任何一台变压器, 当频率、电压及波形等一定时, 其空载损耗P0与负载电流I的大小无关, 而负载损耗Pf与负载电流I的平方成正比, 即:
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式中:Sn—配电变压器的额定容量, kVA;
Un—二次额定电压, kV;
In—二次额定电流, kA;
Pd—额定电流时的短路损耗 (即铜损耗) , kW。
以B1 (S9-1600) 变压器为例, 将变压器的参数代入式 (1) 中, 可计算出变压器的负载损耗Pf为:
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变压器损耗的计算式为:
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式中:P0—空载损耗。
当单台变压器B1 (S9-1600) 投入运行时, 其变压器损耗为:
P (I) =2.42+2.73I2
设变压器B1空载损耗、短路损耗、二次额定电流、阻抗电压分别为P01、Pd1、In1、Uk1, 变压器B2的为P02、Pd2、In2、Uk2。
当负载电流为I时, 单台投入运行变压器B1和B2, 其变压器损耗P1 (I) 、P2 (I) 为:
P1 (I) =2.42+2.73I2
P2 (I) =2.42+2.18I2
当变压器并列运行时, 变压器损耗P (I) 计算如下:
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其中, undefined。
将B1和B2参数代入式 (3) 中, 则:
3.4变压器运行方式的选择
根据B1和B2的标准参数绘制变压器损耗与负载电流关系曲线如图1所示。图1反映了P1 (I) 、P2 (I) 及P (I) 与I的关系, 从中可分析出当变压器损耗最小时与负载电流的关系。图1由AB段、BC段、CD段组成的曲线即为变压器损耗最小时的运行曲线, 当0
Ib、Ic可以通过式 (4) 、式 (5) 求得。
P1 (Ib) =P2 (Ib) (4)
P2 (Ic) =P (Ic) (5)
代入数据, 得:
undefined
undefined
若P01>P02, P1 (I) 与P2 (I) 无交点, 且恒有P1 (I) ≥P2 (I) , 此时Ic计算与上相同。同时可知, 当I>Ic, 两变压器B1和B2并列运行变损最小。当I≤Ic时, 单独运行B2变损最小。
改变变压器运行方式的时间选择, 应根据负载电流偏离最低变损曲线拐点的变化趋势来决定, 若负载电流在拐点附近摆动, 可不必改变原来的运行方式, 若负载电流偏离拐点越来越远, 可根据情况改变运行方式。
4 结语
为提高变压器的运行效率, 达到节能降耗的目的, 可根据负载电流的大小决定投入变压器的台数和运行方式, 也可根据各变压器的参数, 综合确定切换运行方式的电流大小, 并合理选择改变变压器运行方式时间。
有些情况的运行方式, 可以直观地根据生产状况及生产任务的大小, 严格控制变压器的投入数量。在满负荷时, 按照设计情况下的变压器数量运行;在任务量明显不足或是负载量达不到20%时, 控制变压器的运行数量, 例如齐轨公司新造货车底漆和面漆烘干窑 (底漆和面漆各有1台独立的配电变压器供电) 足可以使用1台变压器, 只要变压器在低压侧设置一个联络开关而已, 从而更大限度地达到节能的目的, 也使该公司电力系统运行工作上了一个新台阶, 而不只局限于供电的停送电。
变压器节能降耗运行 第6篇
电力变压器 (包括输电变压器和配电变压器) 是国民经济各行业中广泛使用的电气设备, 由于使用量大, 耗能高, 使用时间长, 所以, 变压器在选择和使用上还存在着很大的节能潜力。如何有效地降低变压器损耗, 提高供配电效率, 是变压器使用过程中节能降耗的主要的问题, 也是考核企业用电节能降耗的一项指标。
变压器运行的经济性, 是合理选择变压器容量时要考虑的重要因素之一。分析表明, 当变压器的负载损耗pk等于空载损耗Po时, 变压器的功率损耗最小, 运行效率最高。变压器制造厂设计时, 一般按负载系数在40%~60%范围内处于经济运行区, 即半载状态时运行最经济, 处于额定容量的30%以下的轻载或空载状态时经济性极差。所以, 应尽可能使变压器处在经济运行区, 是降低变压器损耗的一种方法。
以下以某公司的总降压变电所两台110kV变压器实际的运行参数指标为例, 通过计算, 得出实际运行指标与经济运行方式进行比较, 得出通过调整变压器的运行方式, 使其尽量运行在经济运行方式下, 以达到节能降耗的事例。
2 变电所的系统运行现状
这里所描述的某企业110kV总降压变电所, 其110kV侧采用六氟化硫组合式开关做为进线控制开关, 分别接有两台电压等级为110kV/6kV, 变压器容量为31500kVA的变压器, 6kV侧采进线开关用手车式真空断路器, 额定工作电流是2886A。其接线方式如下图所示:
图1总降压变电所系统图
3 运行参数计算
该总降压变电所自开工投运以来, 系统运行方式一直是两条110k V进线送电, 两台主变同时投入, 6k V母线分段运行, 母联和电站联络线处于热备用状态。由于电力负荷较轻, 使两台主变压器的负荷率始终运行在较低的水平, 浪费了许多有效的电力资源。下面就该总降压变电所运行的典型参数值进行计算, 作为改变其运行方式、节能降耗的理论依据。
该总降压变电所在正常运行过程当中, 某一天各运行参数的典型数值如下:
110kV1#进线电流——23.3A
110kV2#进线电流——13.25A
110kV1#进线电压——113kV
110kV1#进线电压——113kV
6kV1#进线电流——412A
6kV2#进线电流——210.9A
6kV一段电压——6.2kV
6kV二段电压——6.2kV。
根据功率计算公式 得:
110kV1#进线侧
110k V2#进线侧
6k V1#进线侧
6kV2#进线侧
则110k V两条进线的总功率为:
6k V侧两条进线的总功率为:
该总降压变电所110k V侧的进线总功率是这次计算得出的总功率, 它包含该总降压变电所两台主变压器6KV侧所馈出的功率及主变压器自身所消耗的各项功率之和。
根据变压器负载系数公式Kfz=I/Ie得:
1#主变负载系数为:
2#主变负载系数为:
由以上两式中的Kfz1、Kfz2可见, 由于该公司所需的总功率较低, 两台主变压器都工作在低负荷运行状态下。
该公司的电源进线电压经过两级变压器变压, 根据实际负荷情况取无功经济当量系数K=0.08。以下计算出该厂主变压器的经济运行负荷参数如下:
p0——变压器空载时的有功损耗
Q0——变压器空载时的无功损耗
pk——变压器短路有功损耗
ΔQN——变压器短路无功损耗
i%——变压器空载电流百分数
Udl%——变压器短路电压百分数
将变压器铭牌上的各参数代入以上各式得:
4 经济效益分析
从计算看出该公司两台主变压器所需总功率7153kVA远小于一台变压器的经济负荷计算值12250k VA (两台变压器负荷总和只是一台变压器经济负荷的50%) , 电力电能浪费较为严重。而在这种情况下, 没有必要同时投入两台变压器, 而用一台变压器就完全可以带两条馈线所需的全部负荷。在确保总降压变电所安全供电的基础上, 又本着能够节能增效的原则, 将一台变压器停运, 在提高一台变压器的负载率的同时, 又能减少另一台变压器的各项损耗。为了节约电力资源, 有计划地减去一台运行主变压器, 而只用单台变压器投运, 通过母联带两段母线方式运行。当运行中的110kV进线出现故障而失电时, 可投入另一台主变自动投入, 给该总降压变电所6kV母线供电, 确保该总降压变电所在事故状态下仍能够对公司提供安全供电。
退出一台主变压器一年可节约电能:
S=Δp0×8760小时
即28.9万度电, 按每度有功电价0.65元计算, 一年可节约电费18.785万元, 再加上一台主变压器未挂在电网内所节约下来的所需的各项费用, 一年可节约几十万元的资金。
5 结论
住宅小区配电变压器的节能运行方案 第7篇
关键词：住宅小区,配电变压器,节能
在节能型变压器应用方面, 油浸S11型及以上或干式变压器SC (B) 10型及以上变压器得到推广应用, 取得了比较好的节能效果。从运行方案入手, 如果能使配电变压器节能运行, 那么可降低电能损耗大约30%左右。
1 住宅小区现行配变运行方案
住宅小区的负荷特点是峰谷差比较大, 负荷率比较低 (30%-40%) , 最大负荷出现时间一般为17时至22时, 最小负荷一般出现在0时至5时。现行的住宅小区供电方案大多是一个供电区域配置一台变压器, 变压器的额定容量按满足区域最大负荷选定, 变压器容量不能调整。由于变压器容量越大, 其空载损耗越高, 所以, 在负荷较小时使用大容量变压器会出现“大马拉小车”现象, 不是经济运行方案;一台变压器的形式的弊端还在于一旦出现故障, 就会导致供电瘫痪, 不符合“N-1”原则, 影响供电可靠性。
2 两台容量相同的变压器运行方案
举例来说, 如果某个供电区域需要配置一台额定容量为N1=800千瓦的变压器, 按照改进方案, 配置两台额定容量为N2=400千瓦的电压器, 即N1是的N2的两倍关系。运行的具体实施方案为:平时仅靠一台长期运行的变压器供电, 负荷高峰时另一台投入运行, 等高峰期过完之后备用变压器退出运行。这种循环式配电方式的好处在于能够最大限度的降低损耗, 并且当一台变压器故障或检修时, 另一台变压器可以正常工作, 不会因变压器故障造成供电区域全部停电。
3 节能效果分析
3.1 变压器损耗计算公式
有功损耗:△P=P0+KTβ2PK;
无功损耗:△Q=Q0+KTβ2QK;
综合功率损耗:△PZ=△P+KQ△Q;
年电能损耗:△WZ=8760×△PZRS3。
其中:Q0———空载无功损耗 (kvar) , Q0≈I0%SN;P0———空载损耗 (k W) ;PK———额定负载损耗 (k W) ;SN———变压器额定容量 (k VA) ;I0%———变压器空载电流百分比;β———负荷率, 城镇住宅小区估取30%-40%;KT———负载波动损耗系数, 一般取KT=1.05;QK———额定负载漏磁功率 (千耳) , QK≈UK%SN;KQ代表无功经济当量 (k W/千耳) , 对城市电网的小功率供电取最小负荷, 取KQ=0.1k W/kvar;;RS3代表供电可靠率, 取99%。
3.2 两台变压器日最大并列运行时间
因为2台小变压器并列运行时其综合功率损耗大于1台大变压器综合功率损耗。所以2台小变压器日并列运行时间不能大于T, 否则, 电能损耗高于1台大容量变压器电能损耗, 该方案不能实现节能目的。
经推导得两台变压器平均每日最大并列运行时间为:T<24 (△PZ1/△PZ2-1) 。计算时用上述公式计算。本案例经计算得出并列运行时间T=16。式中△PZ1、△PZ2———大变压器和小变压器的综合功率损耗, 由上式求出。
3.3 损耗计算
公式如上所示, 先计算出两个小变压器的有功损耗、无功损耗、综合功率损耗和年电能损耗, 负荷率取40%, 供电可靠率取99.9%。负荷率与有功功率和无功功率大致成平方关系, 负荷率是衡量变压器是否节能运行的重要参数。根据以上公式计算值就可以得出结论:用2台小变压器取代1台大变压器供电方案有比较好的节能效果, 变压器容量越大, 节能效果越明显。
从表1可知, 用2台小变压器取代1台大变压器供电方案有比较好的节能效果, 变压器容量越大, 节能效果越明显。假设1个县城有10个2×S11-400配置供电台区, 每年能节约316 MWh左右的电能, 有明显的推广应用价值。
4 设备配置和投资估算
两台容量相同变压器配置方案按照安装方式不同可分为户外柱上安装方式、户内配电室安装方式和箱式变安装方式, 关键设备有变压器高压和低压侧断路器, 变压器自动投切控制器。
4.1 断路器设备
断路器设备应具备遥控、遥信接口, 每天能够进行合分操作1至2次。
户外柱上安装方式每台变压器高压侧配置1台电动操作的断路器, 每台变压器低压侧配置1台断路器, 断路器类型与单台变压器供电方案相同。为了节省投资, 一台长期运行的变压器高压侧可以不配断路器。
户内配电室安装方式和箱式变安装方式中断路器类型与单台变压器供电方案相同。在户内配电室设计时, 有的配电室已经按2台配变设计, 这样的配电室很容易实现2台配变按日负荷曲线运行方案。
4.2 变压器自动投切控制器
变压器自动投切控制器要求具备能根据负荷大小通过自动分合相应的变压器高低压断路器的功能。此功能可以集成于负荷管理终端、变压器监控终端或无功补偿控制器中, 因此就要求这三种设备必须具有测量荷载大小的功能, 尤其是能够交流采样的负荷管理终端, 这样一来只要稍作改动就可以在变压器自动投切控制器上使用。
4.3 新增投资与回收期估算
新增投资主要集中于变压器高压侧断路器上, 经过对比计算, 户外配置方式的投资最大, 回收期也最长, 所以该方案不做优先考虑。室内配电室方式和箱式的投资较少, 应该优先采用本文所述的方案。如果本身配电室已经采用两台变压器形式, 那么本文所述方案的优势将更加突出。容量在630k VA以下的一台小变压器与大变压器的价格比较的话基本相当, 但容量在630 k VA以上的两台小变压器加起来比大的稍贵。因此, 630以上的大容量变压器更换为2台小容量变压器的更为经济。
5 结语
综上所述, 本研究所描述的住宅小区配电变压器节能运行方案具有比较好的供电可靠性和经济效益;该方案较适合平均日负荷峰谷差比较大的供电区域;该方案较适用于配电室方式和箱式变供电方式。
参考文献
变压器节能降耗运行 第8篇
1 电力变压器的经济运行
在额定电压下, 变压器绕组通过额定电流时其效率为:
式中:COSφ—功率因数;
Sr—变压器额定容量, k VA;
△P0—变压器空载有功损耗, k W;
△Pk—变压器满载有功损耗, k W;
1.1 变压器负荷率与运行效率的关系
1.2 变压器功率因数与运行效率的关系
前例中, 当功率因数降为COSφ=0.8, 其他条件不变, 此时,
显然功率因数越低变压器效率越低。因为在有功功率保持不变的条件下, 提高负荷的功率因数, 意味着减小了负荷的无功功率, 可以减小发电机送出的无功功率和通过线路及变压器的无功功率, 所以也将减少线路及变压器中的无功功率损耗和电能损耗, 可以提高设备和线路的运行能力, 节约投资。
1.3 变压器损耗比与运行效率的关系
令损耗比, 上例变压器α=4.67。如选用一台500kVA非晶合金变压器, 其参数为10/0.4kV, D, Yn11接线组别, CO-Sφ=0.9, ΔPo=0.45kW, ΔPk=4.89kW。
1.4 变压器负荷曲线与运行效率的关系
通过调整负荷曲线, 削峰填谷, 可以调整变压器运行效率。在第一例中, 变压器一天内空载运行10h, 半载8h, 满载6h, 全日供电量为:
全日耗损电量为:△P=1.12×24+5.227 (02×10+ (1/2) 2×8+12×6) =68.7kWd·h,
等效折合成平稳负荷Sc=208.3kVA,
全日供电量为:P=Sc×COSΦ× (1×24) =4500kW·h,
可见在变压器提供相同的电能时, 负荷曲线越平直, 效率越高。
2 变压器的并列运行
为了提高供电的可靠性和适应负荷需要, 有时在一个变电所内安装两台或两台以上变压器运行, 当一台变压器发生故障或检修时, 可以立即从电网切除, 由另一台或其余变压器保持供电而保证不中断供电。变压器的理想并列运行的要求为:并列组未带负荷前, 各变压器间无环流, 以避免环流铜耗, 带上负荷后, 各变压器能合理分担负荷, 即负荷应按变压器容量大小成比例地分配, 这就要求各并列变压器:1) 原、付边额定电压相同;2) 联结组标号相同;3) 阻抗电压的相对值相等。三个条件不满足时的情况如下:
2.1 原、付边额定电压不相同
即变比不等的两台变压器并列运行时, 原边电压相等, 每台的付绕组空载电压不等, 第一台U20 (1) =U1/K1, 第二台U20 (2) =U2/K2, 两台变压器的付绕组间有电位差△U20存在, △U20=U20 (1) -U20 (2) , 形成的空载环流为△U20除以两台变压器的短路阻抗 (归算到付边) , 由于短路阻抗很小, 所以即使变比差值很小也能产生很大环流。
2.2 联结组标号不相同的变压器禁止并列运行
联结组标号不相同的变压器虽然原边额定电压相同, 但付边电压相量之间的相位至少相差30°, 如Y, yn0和D, yn11组别的变压器, 令U*20 (1) =U*20 (2) =1, △U20的相对值△U*20=2s in (30/2=0.52。由于变压器的付绕组阻抗很小, 所以产生的空载环流将是额定电流的许多倍, 本例接近正常三相短路电流的1/4。
2.3 短路阻抗 (阻抗电压) 相对值不等时的变压器的并列运行
当两台变压器的原、付边额定电压相同, 联结组标号相同时的近似等值电路为图1,
此时两台变压器的阻抗电压降相等, 即I1Zk1=I2Zk2, I=I1+I2, 将两式联立求解, 即可求出每一台变压器所分担的负载电流与其短路阻抗成反比, I1/I2=Zk2/Zk1, 即短路阻抗大者分担电流小。由于并联变压器的容量可能不同, 故负载分配是否合理应从相对值的大小来判断, 由上式可推导出:
式中:β1—为第一台变压器的负载系数。
β2—为第二台变压器的负载系数
Z*k1—为第一台变压器的短路阻抗相对值
Z*k2—为第二台变压器的短路阻抗相对值
U*d1—为第一台变压器的阻抗电压相对值
U*d2—为第二台变压器的阻抗电压相对值
可见变压器负载电流的相对值与其短路阻抗的相对值成反比例分配, 所以两台容量不等的变压器并列时, 应使容量大的变压器具有较小的短路阻抗, 使其负荷系数较高, 使系统容量得到充分利用。
并列运行的变压器容量差别不易过大, 一般不超过3倍, 否则不易实现理想并列运行。
3 其他应注意事项
1) 季节性负荷如空调机组应由单独变压器供电, 在不工作的季节, 可以报停, 切除变压器, 既可减少变压器的空载损耗, 还能降低用户运行费用。
2) 平衡三相负荷。由于单相负荷的变化, 而造成三相负载不平衡, 有负序和零序电流分量通过线路和变压器, 其结果不但引起相线中总损失的增加, 在中性线上也有电能损耗, 使铁损、铜损增加。
3) 变配电所尽量靠近负荷中心, 减少供电半径, 减少线路损耗。
4) 在生产和生活中由于功率元件和设备如调功器、整流器、变频器等非线性设备的大量使用, 产生大量谐波, 使得电网中电压、电流波形畸变, 由于谐波造成损耗, 应选用适合的结线组别的变压器以减少或限制谐波在电网中流通。
摘要：10kV配电线路由于技术等因素导致电能浪费较为严重, 其中配电变压器电损尤为显著。本文通过科学计算和实例论证, 比较详细地分析了10kV以下配电变压器降损节能的并列经济运行措施, 供同行参考。
关键词：配电变压器,节能,经济运行,并列运行
参考文献
[1]杨云锦.6～10kV主降压变压器的最优选择与经济运行[J].煤炭科学技术, 1982.
[2]李可.电力变压器的节能降耗[J].油气田地面工程, 2006.
[3]温罗树寰.电力变压器的经济运行与节能[J].鞍钢技术, 1984.
[4]王敏.运用变压器经济运行理论挖掘节电潜力[J].冶金能源, 2005.
[5]杜涛.浅谈配电变压器的并列运行[J].农村电工, 2009.
对变压器安装试验及运行分析 第9篇
关键词:变压器安装;注意问题;运行试验
中图分类号:TM405 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2010)27-0033-02
一般工业与民用建筑安装工程10 kV及以下中小型变配电室内变压器的安装应具备的条件:土建工程施工完毕、室内粉刷、地面及门窗全部完好且现场应整洁。
1变压器的安装
1.1变压器安装前的准备及检查
安装前的准备:熟悉图纸资料,注意图纸和产品技术资料提出的具体施工要求,确定施工方法且进行技术交底;并准备搬运吊装和安装机具及测试器具。
变压器的安全性检查:变压器应有产品出厂合格证、随带的技术文件应齐全;应有出厂试验记录;型号规格应和设计相符;备件、附件应完好;干式变压器的局放试验PC值及噪声测试dB(A)值应符合设计及标准要求。
变压器主体检查:变压器本体外观检查无机械损伤及变型,油漆应完好无损伤。油箱封闭是否良好,是否漏油、渗油,油标处油面是否正常,充油套管油位应正常,无渗油,瓷体无损伤。各人孔、套管孔、散热器阀处的密封是否严密,螺丝是否紧固。带油运输的变压器储油箱油位是否正常。检查判断变压器有无受潮的可能。
1.2变压器就位安装应注意的问题
(1)变压器安装的位置应符合设计图纸要求。在推入室内时要注意高、低侧方向应与变压器室内的高低压电气设备的装设位置一致,否则变压器推入室内之后再旋转方向就比较困难了。
(2)变压器基础导轨应水平、轨距与变压器轮距相吻合。装有气体继电器的变压器,应使其顶盖沿气体继电器气流方向有1%～1.5%的升高坡度(制造厂规定不需要安装坡度者除外)。防止气泡积聚在变压器油箱与顶盖间,只要在油枕侧的滚轮下用垫铁垫高即可。垫铁高度可由变压器前后轮中心距离乘以1%～1.5%求得。调整时使用千斤顶。
(3)变压器就位符合要求后,将滚轮用能拆卸的制动装置加以固定;不允许用电焊焊死在轨道上。
(4)装接高、低压母线时,母线中心线应与套管中心线相符。母线与变压器套管连接,应用两把扳手,以防止套管中的连接螺栓跟着转动。特别注意不能使套管端部受到额外拉力。
2变压器投入运行前的试验
2.1试验前的补充注油
在施工现场给变压器补充注油应通过油枕进行。在补充注油过程中,一定要采取有效措施,使绝缘油中的空气尽量排出。补充注油工作全部完成以后,应保持绝缘油在电力变压器里面静止6～10 h,再拧开瓦斯继电器的放气阀,检查有无气体积聚,并加以排放;同时,从变压器油箱中取出油样做电气强度试验。一般10 kV及以下变压器在注满油后,要停放24 h以上才能进行耐压试验。
2.2变压器交接试验
(1)电力变压器试验目的是验证变压器性能是否符合有关标准和技术条件的规定,制造上是否存在影响运行的各种缺陷,在交接运输过程中是否遭受损伤或性能发生变化。
(2)试验标准符合规范要求和当地供电部门的规定及产品技术资料的要求;干式或油浸式变压器交接试验项目应按“交接试验标准中的第十章的规定执行”。
(3)试验采用方法及应注意问题。直流电阻的测量:最简单试验方法是电压降法。一般所用电桥有单臂电桥和双臂电桥两种。当被测线圈电阻10 Ω以上时采用单臂电桥;10 Ω以下时则采用双臂电桥。
当测得三相电阻的相互差值超过规定标准时,除要分折有无测试误差外,还应考虑下面几种因素,是否可能造成测试不准。①分接开关接触不良;②焊接不良;③三角形接线一相断线;④三相绕组使用的导线规格、型号不同;⑤变压器的套管中导电杆和引线接触不良等。
变压比测量:测试方法有双电压表法和变压比电桥法,现场试验一般采用变压比电桥法。优点如下:不受电源稳定程度的限制;准确度和灵敏度高;试验电压低,比较安全;误差可以直读;变比试验的同时,也完成了连续组别的试验。结线组别试验:结线组别相同是变压器并联运行的必要条件之一,因此判断变压器结线组别是变压器试验不可缺少的一项。常用的试验方法有:直流感应法、交流电压表法、相位表法、变压比电桥法和组别表法等。组别表是一种试验变压器相序、组别、极性的专用仪表,该表具有反映直观、使用简便、指示正确等优点。
线圈绝缘电阻和吸收比的测量:都是采用2 500 V、1 000 V、500 V~欧表,所测绝缘电阻值一般不作明确规定,但不应低于被试变压器出厂试验值的70%(同一温度下)。测试时先用干净的抹布擦去变压器表面及引线套管上的污垢,并将线圈先接地放电至少2 min,然后再接入摇表进行测量。交流耐压试验:工频交流耐压试验是变压器绝缘试验的关键项目。对考核变压器的主绝缘强度及主绝缘的局部缺陷,具有决定性的作用。但工频交流耐压试验,应在其他各项试验合格后进行。在一般情况下,工频交流耐压试验可采用不带球隙保护的接线方式。操作时要注意以下几点:①试验接线必须正确,被试线圈所有出线套管均应短路连接,非被试线圈也要短接并接地。试验前,试验接线应经由第二人检查,确认无误;被试变压器表面应保持清洁干燥,外壳应接地;②试验时,不得在调压器手柄不在起始位置的情况下冲击合闸,或在试验变压器带有高电压的情况下切断电源;③在升压和持续耐压过程中,若发现有电压表指针剧列摆动或发现有异常响声、绝缘烧焦冒烟等现象应立即降压并切断电源,查明原因予以处理。
目前在工频交流耐压试验中还主要是凭监视仪表和听声音以及经验来判断被试变压器是否合格,至于对放电程度、击穿部位的判断则可借助探伤和超声波技术解决。在耐压试验中,仪表指示不跳动,被试变压器无放电声音,这说明被试变压器承受住了外施高压的试验。
如果电流表的指示突然上升,且被试变压器有放电声响,与此同时球隙发生放电,很明显被试变压器有问题;在试验过程中电流表的指示不是突然上升,而是突然下降,这是击穿的象征。对放电或击穿声音的判断,一般情况如下:①在升压阶段或耐压持续时间内发生清脆的“当”、“当”放电声音,犹如金属物件敲击油箱的声音,这种放电声响往往是由于油隙距离不够或者是电场畸变所造成的;②另一种放电声音也是很清脆的“当”、“当”声,但比上述一种声音小,仪表摆动不大,在重复试验时放电现象却消失了,这种现象往往是变压器油中气泡放电。
3试运行前检查及试运行
3.1试运行前的检查
变压器在试运行前,应按规范、标准及产品的技术说明书中的要求进行全面检查,确认其符合运行条件后,方可投入试运行。特别注意是接地线要连接良好牢固,在试验过程中如有拆卸的部位,一定要恢复原状并要连接牢固。
3.2变压器送电试运行
电力变压器只有在试运行中不发生异常情况,才允许正式投入生产运行。第一次投入运行,在安装现场常用方法为安全电压冲击合闸。冲击合闸时,一般宜由高压侧投入。接于中性点接地系统的变压器,在进行冲击合闸时,其中性点必须安全接地。变压器第一次受电后,持续时间应不少于10 min,变压器无异常情况,即可断续进行。
4结束语
变压器的交接试验应在当地供电部门许可的试验室进行。变压器开始带电起24 h后无异常情况,应办理验收手续;整理出安装检查及试验过程中的相关记录资料,包括出厂时随设备带来的合格证、说明书、技术文件、试验报告单等。特别是交接试验报告单,并经由当地供电部门的认可。
参考文献
1 周正兴.变压器安装过程和应注意的问题[J].价值工程,2010(13)
2 余 勇.大容量变压器安装问题探讨[J].广东输电与变电技术,2010(3)
Analysis Transformer Installment Experiment and Movement
Wu Zhanping
Abstract:The author summarizes the project experience, to the transformer installment experiment, the movement has carried on the analysis, elaborated the question which the transformer installs the earlier period the preparation and the inspection, the transformer installment take place when should pay attention; After the installment test check works as well as moves the attention item.
变压器的运行维护 第10篇
1. 容许温度。
变压器中所使用的绝缘材料, 因受温度的影响, 逐渐失去初期具有的性质。绝缘的工作温度越高, 其机械性能和电气性能丧失越快, 绝缘材料使用寿命愈短。因此, 变压器运行时, 在正常条件下, 不容许超过绝缘材料所许可的温度。
油浸式力变压器运行时的允许温度应按上层油温来检查, 上层油温的允许值不得超过95℃。为防止变压器油劣化过快, 上层油温一般不宜经常超过85℃。
2. 容许负载。
变压器负载运行时, 由于自身存在铁损和铜损而导致发热。负载越大, 铜损耗越多, 发热越快, 温升越高。当负载足够大时, 变压器有可能超过允许温升。这对变压器是十分不利的, 为此变压器运行时, 一般不能超过许可连续稳定运行的额定负载。
3. 容许电压波动。
运行中加于变压器电压应等于或小于变压器的额定电压。若向变压器加略高于额定值的电压, 由于变压器铁芯磁化后过饱和关系, 会引起磁感应不均匀地大量增加。变压器铁芯中磁感应越大, 空载电流增加愈多, 高次谐波使绕组电势波形畸变愈尖锐, 对较高电压变压器来说特别危险。
4. 绝缘电阻容许值。
要绝缘性能好, 绝缘电阻必须高。变压器线圈受潮时, 由于水分浸入, 泄露电流增大, 导电性剧增, 因此从绝缘电阻值的大小可判断绝缘本身的好坏。
二、变压器正常运行时的监视和维护
1. 监视。
(1) 负载监视。应根据电流来监视变压器的负荷。监视工作其一是记录。安装在经常有值班人员的变电所内的变压器, 应根据控制盘上的仪器监视变压器运行, 并每小时抄表一次。监视工作其二是调整, 对于配电变压器应在大负载期间测量三相负载, 如发现不平衡, 应重新分配。
(2) 除负载监视外, 第二个重点工作是对温升的监视, 安装在变压器上的温度计数值应于巡视变压器时记录, 安装在配电盘上温度计与电流记录相同。
2. 检查与维护。
(1) 检查时间。有值班人员的, 变电所内的变压器每天至少检查一次, 每星期应夜检查一次。无值班人员的, 容量在320~3200 k V安的变压器, 每月至少检查一次。小于320 k V·A的, 每两个月至少检查一次。
(2) 检查内容。外部检查主要是油枕内和充油管内的油色, 油面高度和有无漏油;套管是否清洁, 有无破损裂纹和放电痕迹;变压器嗡嗡声的性质, 音响是否大, 有无新的声调;冷却装置的运行是否正常;电缆和母线有无异常情况;变压器温升情况。
三、变压器的非正常运行情况及处理
1. 绝缘能力降低。
变压器在运行中, 往往会有绝缘能力降低的现象。绝缘能力降低的最基本特性是绝缘电阻下降, 因而造成运行时泄露电流增强并发热, 温升高。温升高会进一步促进绝缘老化, 若延续下去, 将非常危险。
绝缘电阻下降的原因最常见的有以下三点:一是绝缘受潮。如果变压器未正式运行而潮气入侵, 或变压器所在处潮气过大、温度过高, 或为多雨之地, 均可能会导致绝缘受潮。二是绝缘陈旧。如某些年久失修的老变压器, 最容易出现绝缘能力降低的问题。三是油质劣化。如果油的绝缘特性劣化, 则将导致变压器绝缘下降。若是后两种原因, 就要进行特别修理;若是第一种情况, 一般通过加热干燥就可以排除。
2. 温升过高。
温升过高最明显的特征是电流表指针超过了预先规定的界限, 再者是发热而导致油面上升, 重者将造成保护装置动作, 电路切断。温升过高产生的原因, 通常有以下几种可能性。
(1) 电流过大。当用户负载过大, 超出了变压器容量允许限度, 变压器损耗大大增加, 从而导致温升过高, 此时应相应降低负载。
(2) 通风不良。若变压器外表积有灰尘, 变压器室风道阻塞, 风扇片损坏或电动机转速降低, 环境温度过高等, 均会影响变压器散热, 从而导致温升过高。针对上述情况应进行检查分别处理。若是环境温度过高, 应加强通风冷却或相应减小变压器负载。
3. 不正常油面。油面可由油枕上的油位指示计观察, 正常时指示计在零位上下25℃范围内, 若不在此限即为不正常油面。
油面变化的原因有2类:一类是油面升高。油面升高主要是伴随温升而产生。此时针对温升情况来处理, 当油面高出规定油面时应予以放油。另一类是油面降低。这时应检查是否漏油, 如有漏油应进行堵塞, 检查油是否凝固, 使用时应带载再度检查并予以处理。若油面较规定油面显著降低, 应予以加油。油质油度要符合要求。
4. 异常响声。变压器正常运行时, 有连续不断的匀静的嗡嗡声。若出现异常声响, 需按声音性质行检查。
当有较大响声时, 一是要看是否外加电压过高, 二是要检查螺栓是否松脱, 前者是声大而均一, 后者声大而嘈杂。这种情况下, 须降压或旋紧螺栓。有吱吱声时, 说明有表面闪络, 也说明变压器内部有问题, 要检查内部。有必剥声时, 表示有击穿现象, 可能在线圈或铁芯与夹板间, 此时应停电修理。如果存在难听的嘈杂声, 多数是铁芯迭片迭错, 这时应进行内部修理。
5. 瓦斯继电器动作。
瓦斯保护是变压器的主要保护, 能有效地反映变压器内部故障。轻瓦斯继电器由开口杯、干簧触点等组成, 作用于信号。重瓦斯继电器由挡板、弹簧、干簧触点等组成, 作用于跳闸。正常运行时, 瓦斯继电器充满油, 开口杯浸在油内, 处于上浮位置, 干簧触点断开。
当变压器内部故障时, 故障点局部过热, 引起附近的变压器油膨胀, 油内溶解的空气被逐出, 形成气泡上升, 同时油和其他材料在电弧和放电等的作用下电离而产生瓦斯。当故障轻微时, 排出的瓦斯气体缓慢地上升而进入瓦斯继电器, 使油面下降, 开口杯产生的支点为轴逆时针方向的转动, 使干簧触点接通, 发出信号。
6. 变压器自动跳闸。
变压器运行中出现这种故障时, 应立即进行全面检查, 并查明跳闸原因再做处理, 具体的检查内容有以下几点。
(1) 根据保护的动作掉牌或信号、事件记录器及其他监测装置来显示或打印记录, 判断是否是变压器故障跳闸。
(2) 检查变压器跳闸前的负荷。油位、油温、油色, 变压器有无喷油、冒烟, 瓷套是否闪络、破裂, 压力释放阀是否动作或有其他明显的故障迹象, 作用于信号的气体继电器内有无气体等。
四、结论
