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变压器 的容量选择与经济 运行.pdf

变压器 的容量选择与经济 运行

爱书De蟲蟲
2011-11-30 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《变压器 的容量选择与经济 运行pdf》,可适用于工程科技领域

变压器的容量选择与经济运行王正风!东南大学电气工程系!江苏南京!"##$"摘要!对变压器最佳负载率!!"#进行了推导!给出了算例!并对基本电价进行了讨论"关键词!变压器!最佳负载率!容量中图分类号!!"#$文献标识码!文章编号!’$$()*#,"$$#$)$$$)$!前言随着国民经济的迅速发展!电网的经济运行日益受到重视"降低网损!提高电力系统输电效率和电力系统运行的经济性是电力系统运行部门面临的实际问题!也是电力系统研究的主要方向之一"输电公司#电网公司$通过有效的手段!降低网损!提高系统运行的经济性!可给输电公司带来更高的效益而变压器在整个电网的网损中占有很重要的一部分!特别是在配电网中!变压器的损耗约占整个线损的,$以上"通过对变压器容量的合理选择可有效降低损耗!提高整个系统运行的经济性""变压器功率损耗和损耗率计算变压器有功功率损耗"!和损耗率"!可按下式计算"!!$!!!’$"!"!!’!!!!"#!!!$式中!’((变压器的空载损耗!(((变压器的负载损耗!(((变压器的负载系数"(((变压器的额定容量#(((负荷功率因数!’(((变压器一次侧输出功率由上式’$)$可见!变压器的有功损耗和损耗率是负载率!的函数!并随着负载率!的增大而增大"其中!负载系数!可用以下公式计算*!!"#$式中!!(((变压器负载侧输出功率变压器的效率公式可由下式表达*$!!’!"#!"#!!!#$对于#$式求极值!即对!求导数!即可得到一个最佳的负载系数!在此用!来表示!即认为在!!!!时!变压器的效率最高!此时变压器的负载损耗等于空载损耗!是最小损失率"!时的负载系数!一般称为有功经济负载系数按此!$来选择变压器容量认为变压器的损耗将达到最小!此时运行最经济但是在实际运行中变压器容量并不能按!$来选择!特别是应用新型变压器:((系列时!其空载损耗很低!如果按!来选择变压器容量!将极易形成大马拉小车,的局面!造成变压器的不经济运行这是因为*其一没有考虑负载的实际运行时间其二没有考虑到无功的价格其三没有考虑到变压器的资金回收其四没有考虑到现行的电价政策!即基本电价的收取#最佳变压器容量的选择<(考虑到负载的实际运行情况下!=的求取负载是时变的!当考虑到负载的实际运行情况时!必须对式#$进行修正!此时可用下式来表达*$!#>"#!#>"##!!!>,$式中#>(((最大年负载使用小时数>(((最大负载损耗小时数#(((全年使用时间取为*AB对上式求极值!得到的经济负载率公式为*!!$#!>!!$由上式可见!!!的值和最大负荷用小时数密切相关!且随着年最大负载使用小时数的增大!经济负第!"卷第"期#$$年"月"#$’()*)’()!"*,’)"#$$!运行维护王正风!变压器的容量选择与经济运行第!期载率将减小!这即意味着最大负载利用小时数较高时"应该选择容量较大的变压器!!"#考虑到无功电价时!$的求取当变压器计及无功损耗时"变压器无功消耗率可用下式表达#"!!’(!)!*$"!,!(!)!*!"#(#(!##*$式中"无功空载损耗!!$,""无功负载损耗!,"目前多数对无功损耗的计算主要用无功经济当量来表示"一般取""其意义是由于无功功率的流动引起有功损耗但在电力市场中"无功应当有合理的定价目前对无功电价的确定正在研究中"在此取无功电价同有功电价的比值为’"在本文中"取元:"即相当于无功经济当量取)考虑到无功功率损耗后的经济效率时"式$<可写成下式#$!=:>"#!(=:>"#((#(!!)#*=:>(’$(!(!)!*=:>A$B对上式求极值"可得到考虑到无功损耗的负载率!C为#!$(#($(!=:>#*($=:>!*!$!"!考虑到投资回收的最佳经济负载率!#$的求取按上式得到的最佳负载率就比较完整"但它仍然没有考虑到变压器的投资折现率问题毫无疑问"用户在选择变压器时将以年运行支出费用最小为目标进行选择"在变压器的使用年限内"综合投资最小在这里为了公式的统一"将每年的投资折现值等值为功率损耗的费用"这样统一可用下式表达#$!(=:>"#!=:>"#((#(!)#*=:>($$(!(!)!*=:>()D*E$式中*E’((变压器的价格)(((由价格折算为功率的系数)当电度电价取F<元G*H"此时)为)D(((折算的现值系数"可用下式表达#DI)(,J))式中(((年利率,(((变压器的使用年限在此取年利率为<,"变压器的使用年限为)年"求得的D为")<同理对上式进行求导"可得到的最佳负载率为#!KL(#(C(!(D"=:>#*(C=:>!*!)!按上式求出的最佳负载率!KL才是最经济的运行方式需要说明的是此时的推导没有考虑到基本容量电价的收取"这将在后面第<部分讨论!!算例计算条件#EM系列变压器的参数和经济指标如表所示"取高峰负载为G"功率因数为FB"年最大负载损耗小时数为<H"有功电价为F<元度"无功电价为F元:,H试选择合理容量的变压器"并进行经济比较运用式)!分别对NO变压器求最佳负载系数!KL(#PC(!(D"(=:>#*(C(=:>!*!FQ)RPF)!RP!BSQF!<PF)Q<<!FR再根据式)!可求得"此时应该选择的变压器容量为#"##!KLFBFRRNO同理将)<NO的参数代入"以求其最佳负载率和理论意义上应该选择的变压器容量计算结果如表)所示由以上计算和表)分析可知"根据最佳负载率选择的变压器容量将和假定的相差不大时为合理的选择容量"故选择)<NO变压器容量比较合理现分别选择NO)<NO和RNO进行经济比较"按下式计算年支出费用)不计基本电价部分#*T#((!)#*=:>(C)!((!)!*=:>J,(D*E)Q表EM系列变压器参数"#$’(#)#*),’’,),)#,)*)空载损耗G负载损耗G空载电流,短路阻抗,价格万元!F!<F<FQQF<FFQ)F!F!QF<!FB)<FQB)FF!QF<RF!RFRQF<F!QF<BF指标容量NO表)根据!KL所选的各种变压器"#$,)#,)*),#)!变压器容量NO)<R!KLFRFRFRR根据!KL选择的"RRR!"第!"卷收稿日期!"##$’#作者简介!王正风!’()*"#男#安徽巢湖人#东南大学电气工程系博士研究生#从事电力系统电压稳定$电力系统经济运行研究!"#$’"()"*’)",’)$’$’()"#’$!"#$’()*’()!!"#$’($)*,($**:*’""#"<$=’>>""AA*$B!"<$C"A$’*(A"=(,DE’=<>(<(*$D,::<):’"!"#$’"()"’*,(’’))$,’’)"式中"(((电价#DF元G度!H(((变压器价格计算结果参见表I所示由表I可见#当按最佳负载系数来选取变压器容量时#用户将选择出最合理的变压器!关于基本电价的讨论当考虑对变压器收取基本电费时!我国现行政策是按J元GKLM)月收取"#这样对式!N"进行修正#可见下式!OPQ"#R!"S#=ER$O!T#R!S#=E"U)"R$V!HRWJW!F"按式!F"计算所得年支出费用如表N所示由表N结果可见#当对变压器收取基本电费时#用户将选择最小容量的变压器#这主要是由于在变压器的年运行费用中基本容量电费占有非常大的一部分#而这部分费用和变压器的容量成正比#迫使用户选择容量较小的变压器#这显然增大损耗由于建立电力市场的目的是提高效率和整个系统运行的经济效益#而这种基本电价的收取显然和建立电力市场的原则相矛盾特别是在整个配电系统中#变压器的数量多#因而其占的网损份额也大#如何从配电侧考虑两部制电价应该是电力部门所面临的问题根据电力市场的公平原则和现在各种网损分摊理论(((费用的收取只和实际运行的情况相关#可将现行对基本电价的收取按实际最大负载收取#这样年度基本电价费用部分#对选择各种容量变压器均一样#此时用户可根据变压器的最佳综合负载容量系数选择合适容量的变压器其结果如表I所示"结论!"在本文中推导的最佳负载率!"<$具有实际指导意义#按照!"<$来合理选择变压器的容量能使变压器处于最经济的运行状态#提高整个系统的运行经济性!"对于基本电价的收取#笔者认为应该按照最大负载功率收取而不应该按照变压器的容量来收取#这一方面是市场公平的原则#另一方面是变压器提高效率和经济性能的要求参考文献!D胡景生D变压器经济运行QXUD北京中国电力出版社#DD杨成德D变压器投资效益的分析和探讨QYUD变压器##I!J"ZD表I不计容量电价"基本电价#时的年运行费用)<$$=’)"’$’$’’$)"$>’)"")变压器容量GKMF有功损耗GK)IFZIF无功损耗GK,)IZNIJNJN年支出费用G元FJNFNNJ表N计及容量电价"基本电价$时的年运行费用)$$=’)"’$’’$)"$>’)"")变压器容量GKLMF年支出费用G元ZJIFNINF!"

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