【doc】电力变压器经济运行
分析
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电力变压器经济运行分析
电力变压器经济运行分析
梁赞都
(海南电网东方供电公司海南东方572600) 动力与电气工程
摘要:变压器在整个国计民生中是一种应用极广的耗能设备.变压器是电力生产过
程中的主要电器设备.变压器能否经济运行,关系 到供电企业的效益.本文就电力变压器经济运行了进行探讨.
关键词:电力变压器损耗经济运行关系分析 中图分类号:TM4文献标识码:A文章编号:1072--3791(2009)11(c)一0096--01
电力变压器被应用于输电和配电领
域,变压器容量直接影响到电网的运行和 投资.是否经济运行,则由本身能耗的功
率,所带负荷大小以及变压器在磁化过程 中引起的空载无功损耗,绕组电抗中的短 路无功损耗等因素决定的.通过依据变压 器的有关技术参数,采用合理运行方式,提 高运行管理,充分利用现有设备条件,达到 节约电能的目的.
1变压器技术参数与损耗的关系
1.1空载电流及空载损失
空载损耗是衡量一台变压器质量的重
要参数之一.在变压器中,空载电流决定着 变压器的空载损耗,空载电流越大,空载损 耗也越大,因为空载损耗是空载电流与电 源电压的乘积.空载损耗越大,说明变压器 的效率越低,也说明变压器的质量越差,严
重的时候,还可能引起变压器的过热损坏. 在一定的输入功率时,空载损耗越大, 输出功率越小.也可以说,在
要求
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输出功率 一
定时,空载损耗越大,变压器所消耗的功 率越大.空载电流和空载损耗数据一般在 变压器出厂说明书上都有明确纪录,空载 电流和在空载损耗成正比,同容量变压器 空载电流越大空载损耗也越大.变压器的 主要组成部分是铁芯和绕组;空载电流的 作用是建立工作磁场,又称励磁电流.当变 压器二次侧开路,在一次侧加电压U时,一 次侧要产生电流I——空载电流.通常Z> z,则Z可以忽略.由于励磁电流在变压器 铁芯产生的交变磁通要引起涡流损失和磁 滞损失.铁芯中的感应电流引起的热损失 称为涡流损失,其大小与铁的电阻成反 比.由于铁芯中的磁畴在交变磁场的作用 下做周期性的旋转引起的铁芯发热称为磁 滞损失,其损失大小由磁滞回线决定. Io
=
U】./(z1+z)
z.为变压器一次阻抗;
Z为变压器激磁阻抗.
1.2短路电压(短路阻抗)及损失
从运行性能考虑,要求变压器的阻抗 电压小一些,即变压器总的漏阻抗电压小 一
些,使二次侧电压波动受负载变化影响 小些;fR从限制变压器短路电流的角度,阻 抗电应大一些.
2变压器的负载与损耗的关系
2.1变压器的有功功率与损耗
变压器空载损耗和变压器负载损耗是 影响电力变压器的有功功率损耗主要两部 分,在一定的负载下,可用下式
表
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示变压器 的有功功率损耗:
P-Pn+Pl
P为总的有功功率损耗;Pn为空载有功 功率损耗;Pl为在一定负载下的负载有功功 率损耗.
P=P++KQt=Pt+K(10%Se/l00)
Pl=Pf+KQf=Pf+K(ud%se/l00)
Pt为变压器额定空载有功损耗即变压 器铁耗;IO%为变压器空载电流Pf为变压器 额定负载有功损耗即变压器铜损;Ud%为 变压器阻抗电压;Qt为变压器变压器额定 励磁功率;Se变压器额定容量;K为无功经 济当量,按变压器在电网中的位置取值,一 般可取k=0.1kW/kva.有功负荷变化影响 的铜耗决定变压器的损耗.
2.2变压器带负载运行时,负载变化其铁损 耗和铜损耗如何变化
带负载运行时,负载增加时铜损耗增 加,铜损耗等于一次绕组电阻乘一次电流 的平方加二次绕组电阻乘二次电流的平方 (注:如果是三相,则为每相铜损耗之和)空
载损耗,变压器空载损耗主要是铁损耗(和 空载时一次绕组的铜损耗)铁损耗基本与 负载无关.无功功率的额定负载消耗和空 载消耗;有功功率的短路损失和空载损失 现象是每台变压器都存在有的.变压器的 无功消耗和有功损耗一样,也由铁损和铜损 组成;由于变压器的无功消耗,尤其是空载无 功消耗很大,因此变压器本身的功率因数很 低.空载电流是指当向变压器的一个绕组(一 般是一次侧绕组)施加额定频率的额定电压 时,其它绕组开路,流经该绕组线路端子的电 流,称为空载电流I.其较小的有功分量Ioa用 以补偿铁心的损耗,其较大的无功量/or用于 励磁以平衡铁心的磁压降.
2.3变压器的无功功率与损耗
对于变压器来说电感L是一定的,频率 也是不变的(基本不变)所以感抗也是相对 恒定的,故消耗的无功功率也是不变的.对 于空载变压器来说有功的损耗为绕组铜 损,故很少.空载的变压器从输入侧看,流 入的功率中主要是无功功率,有功功率很 少,功率因数是视在功率的与有功功率的 比值,所以受压器空载运行功率因数就很 低.由于变压器的变压过程是借助于电磁 感应完成的;因此,变压器是一个感性的无 功负载.在变压器传输功率时其无功损耗 远大于有功损失;因此,在分析变压器经济 运行时,无功消耗和有功损失都要最小. 3变压器的容量与损耗的关系
容量相近的变压器都能满足供电要 98科技资讯SOtENCE&TECHNOLOGYINFORMATION
求,容量较大的变压器和容量较小的变压 器功率损失和负载系数公式为: APD=P.
+DPk
APx=P.
+XPk
X:D(SDe/Sx)
根据上式可得出临界经济容量的计算 公式:
SL=[(PDo--Pxo)/(PxK/SxeZ-PDK/sDe2)】l/2 临界经济容量的意义是:当按实际负 载需用变压器的容量S>s时,贝4选用容量 大的变压器;反之,S<S时,则选用容量小 的变压器.
4科学管理和变压器经济运行
4.1变压器制造和经济运行
变压器经济运行不但取决于经济运行 的方式,变压器的制造水平也是重点.变压 器按经常负载大致可以分为下面四种情 况:一是经常处于多半载运行的变压器;二 是经常处于满载或接近满载运行的变压 器;三是经常处于少半载运行的变压器,四 是经常处于轻载或空载运行的变压器. 4.2技术管理和经济运行
(1)减少变压器的降压次数,就减少了 变压器的损耗.(2)应尽量提高变压器功率 因数,降低变压器的无功功率.(3)应作好变
压器散热工作,降低变压器的温度. 4.3变压器选择
方案
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和经济运行
(1)在综合了解用户负荷前提下,尽量 根据变压器工作在50%,70%利用率情况 下选择变压器容量.(2)变压器长期固定运 行情况下可以考虑损耗较小的新型变压 器.(3)根据现场供电情况,变压器安装应选 择在供电负荷重心区域.同时作好保证三 相变压器负荷平衡,减少负序电压损耗. 5结语
电网的经济运行主要包括变压器和电 力线路,而变压器是应用广泛的电气设备, 它的自身要产生有功功率损耗和无功功率 损耗.而这种电能损耗占电力系统总损耗 比例也很大,因此在电力系统中变压器及 供电系统的经济运行,对降低电力系统,线 损,有重要意义.变压器的经济运行关键是 设计者对负荷计算的准确性及后期的规 划,加上灵活的运行方式和调度;再通过加 强供电的科学管理来实现变压器的经济运 行;对不合理的运行方式,必须用新增设变 压器实现经济运行.
浙公网安备 33021202002483