應(yīng)用變壓器的效率特性確定雙繞組
關(guān)鍵詞: 變壓器
摘要本文通過對變壓器運(yùn)行效率特性的分析,通過計(jì)算求出變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行負(fù)載,并據(jù)此確定出變電站內(nèi)雙繞組變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
關(guān)鍵詞變壓器效率特性經(jīng)濟(jì)運(yùn)行
l引言
變壓器的效率特性就是指在變壓器電源電壓和功率因數(shù)保持不變的條件下,變壓器的效率與負(fù)載電流的曲線n=f(I2),額定效率是標(biāo)志變壓器性能的主要指標(biāo)之一。變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,是在充分利用現(xiàn)有設(shè)備條件下,通過擇優(yōu)選取運(yùn)行方式,按照變壓器的自身?xiàng)l件來調(diào)整負(fù)荷分配,在供電量大致不變的條件下,使變壓器運(yùn)行效率最高,變壓器的運(yùn)行損耗最小,從而使變壓器運(yùn)行最為經(jīng)濟(jì)。
2變壓器的放事和效車特性
2.1變壓器的運(yùn)行損耗
變壓器運(yùn)行時(shí)將產(chǎn)生損耗,就是變壓器輸入功率與輸出功率之間的差值。基本上可分為銅耗△PCU和鐵耗△PFe兩類。銅耗是負(fù)載電流流過繞組時(shí)所產(chǎn)生的直流電阻損耗和記磁場引起的電流集膚效應(yīng)產(chǎn)生的損耗,其大小可近似認(rèn)為等于負(fù)載損耗,因此為可變損耗。工程上常用短路試驗(yàn)的方法測定。鐵耗是由變壓器鐵芯中的磁滯和渦流以及鐵芯磁通密度BM的幅值有關(guān),可近似看作與磁通密度BM2成正比。由于變壓器的鐵芯磁通密度Bm只與變壓器的一次外施一次放勵磁電壓電壓UI有關(guān),只要外施一次電壓的大小一定,磁通密度幾乎與負(fù)載無關(guān),故鐵耗的大小也與一次電壓比U12成正比,并且基本保持不變,因此為不變損耗。工程上常用空載試驗(yàn)的方法測定。
22變壓器的效率和效率特性
變壓器的效率指的是變壓器輸出有功功率P2與輸入有功功率PI的百分比,而變壓器的輸入有功功率P1減去變壓器內(nèi)部的總損耗△∑P,便得到其輸出有功功率P2,即P2=P1-
3.2兩臺雙繞組變壓器運(yùn)行
以下分析和計(jì)算,都是假定變電站內(nèi)兩臺變壓器滿足并列運(yùn)行的三個基本條件:①變壓器已并列運(yùn)行但沒有帶負(fù)荷,即兩臺變壓器均空載時(shí),變壓器之間沒有環(huán)流;②帶負(fù)載之后,兩臺變壓器能夠按自身的容量合理地分擔(dān)負(fù)載,使其均能最大程度的合理應(yīng)用;③兩臺變壓器所分擔(dān)的負(fù)載電流應(yīng)同相。當(dāng)總的負(fù)功電流一定時(shí),每臺變壓器所分擔(dān)的負(fù)載電流均最小,每臺變壓器的銅耗為最小,運(yùn)行最為經(jīng)濟(jì)。
(l)如果兩臺變壓器的型式和容量均相同,即Se1=Se2,則SI=SZ,可以證明,兩臺變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行點(diǎn)應(yīng)滿足下述公式
[(SI+SZ)/(Seil+Sei2)]2△Pk一△P0(5)
當(dāng)負(fù)荷增加時(shí),上面等式(5)被破壞,銅耗將大于鐵耗,此時(shí)若不投入另一臺變壓器,負(fù)荷繼續(xù)增加時(shí)運(yùn)行就不經(jīng)濟(jì)了,當(dāng)一臺變壓器的銅耗大于兩臺的鐵耗時(shí),投入另一百變壓器,就有可能達(dá)到新的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行點(diǎn)。對于本來運(yùn)行在經(jīng)濟(jì)點(diǎn)的變壓器,當(dāng)負(fù)荷減小時(shí),也就離開了經(jīng)濟(jì)運(yùn)行點(diǎn)。當(dāng)負(fù)荷減小到兩臺變壓器的銅耗比一臺的鐵耗還小時(shí),可以切除一臺運(yùn)行,使鋼耗增加,變壓器重新回到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行點(diǎn)。
1)當(dāng)負(fù)荷增加S>Se(2△P0/△Pk)1/2時(shí),投入另一臺變壓器,使兩臺變壓器并列運(yùn)行;
2)當(dāng)負(fù)荷減小s>Se(2△P0/△Pk)1/2時(shí),在并列運(yùn)行的……以合。使另一臺單獨(dú)運(yùn)行。
(2)如果不同容量的兩臺變壓器并列運(yùn)行。對于相同電壓等級而容量不同的變壓器,一般容量大的,其空載損耗△P0和負(fù)載損耗△Pk也大,我們假設(shè)1號變壓器的容量大于2號變壓器的容量,則由(5)式我們不難推導(dǎo)出:
l)當(dāng)兩臺主變并列運(yùn)行和1號單獨(dú)運(yùn)行時(shí)的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷點(diǎn)Sl
Sl={△Pk2/[△P01/S2e1—(△Pk1 △Pk2)(Se1+Se2)2>}1/2 (6)
2)當(dāng)兩臺主變并列運(yùn)行和2號單獨(dú)運(yùn)行時(shí)的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷點(diǎn)S2
S2={△Pk1/[△P02/S2e2i—(△Pk1 △Pk2)(Se1+Se2)2>}1/2 (7)
比較式(6)和式(7)所求的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷點(diǎn),當(dāng)S>S2號變壓器單獨(dú)運(yùn)行較為經(jīng)濟(jì);當(dāng)兒<S1<S<S2時(shí),1號變壓器單獨(dú)運(yùn)行較為經(jīng)濟(jì);當(dāng)S>S1時(shí),1號變壓器和2號變壓
器并列運(yùn)行較為經(jīng)濟(jì)。
4提高變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的措施
為了提高變壓器的運(yùn)行效率,降耗節(jié)能,通過上述分析不難發(fā)現(xiàn),可采取下述措施:
(l)把好變壓器的選型關(guān)。盡管變壓器的效率很高,但由于容量和數(shù)量很大,總損耗還是很大,最多能占到線路總損耗的20%。所以,選用優(yōu)質(zhì)低損耗節(jié)能型變壓器,進(jìn)一步提高效率,是降損節(jié)能的重要舉措。
(2)同一變電站內(nèi)兩臺主變技術(shù)參數(shù)盡可能一致,滿足并列運(yùn)行條件,防止兩變之間環(huán)流出現(xiàn)。同一變電站內(nèi)并列運(yùn)行的兩臺主變其容量比一般不超過3:1,降低變壓器的額外損耗。
(3)對于型號和容量不同的變壓器并列運(yùn)行時(shí),可根據(jù)變壓器的不同運(yùn)行方式下有功損耗和負(fù)載分配情況,事先做好關(guān)系曲線,不同負(fù)荷下該投入的臺數(shù),可通過查找曲線的方法獲得。
5結(jié)束語
盡管變壓器的損耗不是很大,但是變壓器運(yùn)行時(shí)間長,日積月累,損耗數(shù)目相當(dāng)可觀。因此提高變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,將是降損節(jié)能的重要措施。據(jù)粗略計(jì)算,青州電網(wǎng)局屬23處變電站44臺主變,如果都能根據(jù)實(shí)際負(fù)荷的大小,調(diào)整變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,一年就可減少損失約77萬元。
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