理論研究證明,變壓器容量與負載之間的匹配,當(dāng)變壓器的銅鐵損相等時,運行最經(jīng)濟。負荷率β=50%~70%。長期以來,人們認為負荷率低于40%不經(jīng)濟,需要更換容量較小的變壓器來提高產(chǎn)值。常用的節(jié)電計算方法是
ΔP=PD0-PX0 (1)
式中 PD0,PX0——原來與更換后的變壓器空載損耗。
這種計算方法雖然簡單但不嚴密,其主要原因是忽略了變壓器的銅損。大容量變壓器有功損耗計算公式:
ΔP D=PD0+βD2XPDK (2)
小容量變壓器的有功損耗計算公式
ΔP X=PX0+βX2XPXK (3)
式中 PD0、PX0——大、小變壓器的空載損耗kW
PDK、PXK——大、小變壓器的短路損耗kW
βD、βX一一大、小變壓器的負荷率與容量之間的關(guān)系是
βX/βD =SDE/SXE (4)
式中SDE、SXE分別為大、小變壓器的額定容量
將(4)式代入(3)式
再用(2)減去(5)式得更換變壓器的節(jié)能公式
由(6)式名出,(1)式是(6)式的一種βD2 =0時的特殊形式,即沒有考慮銅損。
很顯然,(6)式的第三項永遠是一個負值。證明如下:
ΔP呈負值,其物理意義就是更換的變壓能器不節(jié)能。因為ΔP僅與βD有關(guān),對(6)式求βD的導(dǎo)數(shù)
因而ΔP有極大值存在。令(ΔP)’=0得βD =0即
ΔP的極大值=PD0—PX0此即為傳統(tǒng)的節(jié)能計算公式(l)的形式。
再討論ΔP何時為正值
(8)式就是更換變壓器部時必須遵循的基本原則.遵循這個原則,更換變壓器后才是節(jié)能的。附圖是SL7-100/10為例更換各種變壓器時,節(jié)能值ΔP與負荷率的變化曲線的示意圖。它是一族以y軸為對稱軸的拋物線的一半。
曲線示意:當(dāng)更換容量小對100kVA的任何一臺變壓器時,節(jié)能ΔP最大值是負荷率βD=0時.ΔP的位隨βD的增大而減小,沒有極小值。凡在(8)式的范圍內(nèi)變化時永遠為正值。即表示節(jié)能。超出此范圍就是費能。