1.引言
變壓器是電力輸配電系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備之一,在電能輸送、分配及使用過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。近幾年來(lái),隨著人們經(jīng)濟(jì)效益意識(shí)的不斷提高,變壓器降耗更新?lián)Q代工作進(jìn)度不斷加快,特別是配電變壓器。但較大型的變壓器由于其一次性投資較高,更新的速度相對(duì)較慢,且大部分僅局限在改造上,F(xiàn)仍有S7型變壓器在電網(wǎng)中超期運(yùn)行,造成電能的極大浪費(fèi)。
2.變壓器降低損耗的論述
變壓器的損耗主要有空載損耗和負(fù)載損耗兩部分組成?蛰d損耗主要是鐵心損耗,即消耗于鐵心中的磁滯損耗和渦流損耗。它的大小主要取決于變壓器的容量、鐵心的構(gòu)造、硅鋼片的質(zhì)量及鐵心的制造工藝等因素,基本不隨變壓器負(fù)荷的變化而變化。負(fù)載損耗包括電流在變壓器繞組電阻上產(chǎn)生的損耗、漏磁通引起的各種附加損耗。附加損耗又包括繞組渦流損耗、并繞導(dǎo)線的環(huán)流損耗、結(jié)構(gòu)損耗和引線損耗。負(fù)載損耗與變壓器負(fù)荷的大小有關(guān),與負(fù)載率的平方成正比。
變壓器總損耗在不同負(fù)荷時(shí)對(duì)應(yīng)的計(jì)算公式如下:
ΔP=P0+β2?Pk
式中ΔP—負(fù)載率為β的總損耗
β—變壓器的負(fù)載率
P0—變壓器的空載損耗
Pk—變壓器的額定負(fù)載損耗
從上式可見(jiàn),負(fù)載率越低,變壓器引起的損耗就越小。損耗相同的不同容量的變壓器在同一負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行,額定容量大的變壓器引起的損耗相對(duì)就小,變壓器的工作效率η=1-ΔP%就高。
變壓器的有功損耗率:
ΔPP0+β2Pk
ΔP%=P+ΔP×100%=βSecosΦ+P0+β2Pk
式中Se—變壓器視在功率
cosΦ—變壓器功率因數(shù)(不同負(fù)荷下近似不變)
對(duì)上式中的β進(jìn)行微積分并使之為0,可以得出:
β02Pk=P0β0=(P0/Pk)
這說(shuō)明變壓器在實(shí)際運(yùn)行中,負(fù)載損耗等于空載損耗時(shí),處在最高效率狀態(tài),且對(duì)恒定負(fù)荷或均衡負(fù)荷時(shí)段內(nèi)也是最經(jīng)濟(jì)狀態(tài),所以采用優(yōu)質(zhì)低損耗變壓器對(duì)運(yùn)行極為有利,適當(dāng)增容對(duì)降低損耗也非常有利。若進(jìn)一步計(jì)算,可得出最佳負(fù)載率β約為0.7~0.75。
3.更換變壓器對(duì)降低損耗的經(jīng)濟(jì)效益分析
因?yàn)楦鼡Q變壓器,由空載損耗和負(fù)載損耗的降低帶來(lái)的降耗效益是十分明顯的。
首先給出國(guó)內(nèi)專家對(duì)變壓器投資和收益的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)公式:
N0=H?(VC+VK?β2)?Y
式中N0—從第二年開(kāi)始每年的收益
H—每年變壓器運(yùn)行的小時(shí)數(shù)(一般取8760h)
VC—空載損耗降低值
Vk—負(fù)載損耗降低值
Y—每千瓦電價(jià)(一般取0.56元/kWh)
β—負(fù)載率(一般取0.9)
[$page] 以舊變壓器S7-6300/35和新變壓器S11-8000/35的損耗進(jìn)行比較:
VC=8.250kW-7.0kW=1.25kW
VK=42.46kW-38.25kW=4.21kW
可以得出新變壓器投運(yùn)一年后較舊變壓器的降耗效益:
N0=8760×(1.25+4.21×0.92)×0.56=22860元
若更換的是同容量的新型有載調(diào)壓變壓器SZ11-6300/35,則
VC=8.250kW-5.46kW=2.79kW
VK=42.46kW-