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有关于变压器故障保护,节能减排分析的研究
浏览:次 发布日期:2018-03-27 10:54:04

变压器是使用最普遍的电力根底设备,它的数量比拟单一,关于节能减排有非常重要的意义。进步修建变压器的功能、降低电能损耗是完成进步供电效率的重要任务,也是降低企业的本钱、进步经济效益的办法,本文次要论述修建配电器的节能技术的研讨。
对变压器的节能研讨
一、修建配电变压器的损耗剖析
修建配电变压器大多是双绕组变压器,电能损耗次要有有功功率损耗、无功功率损耗和综合功率三种。有功功率损耗次要由变压器铁芯外部鼓励电流惹起磁通变化发生的空载损耗和负载电流在经过线圈发生的负载损耗组成;无功功率损耗普通是变压器经过电磁感应的无功负载发生的损耗,远远大于有功功率损耗;综合功率是由变压器的有功功率损耗和因抵消无功功率是供电网发生的有功功率损耗之和。
二、修建配电变压器的节能措施
无功损耗可以经过高压无功补偿方式,增加线路损耗,进步功率要素,增加线路和变压器的电压损失,增加变压器的铜耗和进步配电设备的供电才能;有功损耗分爲铁耗和铜耗两种,铁耗又叫空载损耗,其大小与铁质资料有关,与负载大小有关,根本上是不变的。铜耗的大小与电流平方成反比,当负载电流爲额外值时,将铜耗成爲短路损耗。有功功率损耗可以表示爲:△P=Po+β2Pk,△P:有功功率损耗,kW;Po变压器空载损耗,kW;β变压器负载率,%;Pk:变压器短路损耗,kW。当Po=β2Pk时分,也就是铜耗和铁耗向同时分,变压器的损失率爲最低。
(1)合理选择修建配电变压器的型号。变压器的铁耗发作在变压起到铁芯内,是由交变的磁力线经过铁芯发生的涡流带来的损耗。在铁芯中参加大批的硅和铝可以增大铁芯的导磁率和电阻率,降低涡流损耗。目前的变压器根本上采用非晶态磁性资料作爲变压器的铁芯资料,例如我国如今大规模运用的S1I型变压器。由于如今消费厂商的技术程度的差别,消费的变压器的功能参数不契合要求,尤其是空载损耗过大必将招致损耗过大,在装置变压器检查变压器的功能参数能否满足修建内多用电要求,并做好耐压绝缘处置。选用低损耗的变压器是节能的根底条件。
(2)合理配置变压器。普通变压器的空载和短路损耗之比大约爲0.25~0.35之间,当变压器的负载率在50%~70%之间,变压器的运转效率最高。依据修建用电量的需求计算出负荷的变化范围,合理配置变压器数量和容量,随着变压器容量的增大,节能效率也就越分明,(变压器的容量过大,负载率较低,不经济划算,假如电容率较小,电路处于过负荷运转,变压器能够呈现毛病危及供电平安)。这样到达了进步运转效率和降低变压器损耗的目的。
(3)正确合理地装置变压器。配电变压器应该设置在修建物用点的中心地位,随着供电半径的加大,在配电网中的电流也就越大,也就会加大损耗。尽量防止高压长间隔供电。例如在新建的水厂房应该将变压器和配电中心安顿在反冲洗泵房左近,满足反冲洗水泵和鼓风机等次要用电设备的需求,同时可以将一些不能停电的电力设备的用电线路集中到一台变压器上装用供电,不需求用电时分停用其他变压器,有利于节电。
(4)优化变压器的运转。一是合理调整变压器的电压。变压器的空载损耗与经过电压的平方成正比。一额外电压下的损耗爲基准,一定范围内调理运转电压,对不同负载率的总损耗的添加和增加是不同的。当变压器处于空载运转,运转电压会降低,空载损耗在一切损耗中的比例会添加,因而必需经过调整分接开关来降低输出电压,在不影响供电质量的前提下,降高空载耗费;在满载形态下,运转电压必定会降低。二是调整三相负荷均衡。由于不均衡电流的存在,在添加变压器损耗的同时加大了高压线路的损耗。在三相负荷不均衡时,在高压侧会发生零序电流,而高压侧则没有零序电流的发生,零序电流发生的零序磁通在变压器内经过时发热,添加损耗。次要表现方式爲附加铁损、附加铜损和线路损耗。三相电流不均衡水平越大,其零序电流也就越大,有功功率损耗越大。要及时调整负荷的接入方式,使变压器的三相电流趋于均衡。
(5)添加无功补偿进步功率要素。配电变压器的效率不只与有功功率的变化有关,还与功率要素的变化有关。功率要素较低时,变压器的效率也就很低。依据电力学知识,对变压器提供无功补偿可以进步功率要素,大大减小了无功功率的传输,完成在变压器上的损耗的降低。这种措施普通在功率要素较低时分才用。由于无功补偿进步了变压器的负载才能,还完成了输电质量的进步。
(6)修建物内用户的节能。修建内配电变压器的节能不只是表现在变压器的节能,还包括用户节能,降低电压在线路中的损耗,完成变压器的功率损耗的降低。用户运用节能用电设备,增加变压器的负载,完成节能的目的。十二五规划以来,智能电网越来越遭到国度的注重,数字智能变电站作爲智能电网的重要组成局部,赋予了传统变电站新的生机。目前,我国曾经纯熟掌握110kV、220kV、330kV、500kV、750kV等多个电压等级的智能变电站建立。自2009年开端,我国开端在国际试点数字智能变电站;2012年开端进入了片面建立智能变电站阶段;方案到2015年时,新建变电站的智能化到达40%左右,将10%的原有变电站改形成数字智能变电站。
1 变压器维护零碎概略
数字智能变电站较传统电站而言,完成了应用电子通讯、人工智能技术对变电站停止一体化管理,并可以完成设备的毛病诊断和决策剖析等一系列功用,爲电力零碎的形态评价诊断,太阳能风能的引入等提供了无力支撑。从零碎构成来看,数字智能变电站可分爲站控层、距离层、进程层、距离通讯网、进程通讯网,五个局部构成三层两网的零碎[4]。变压器继电维护零碎是变电站继电维护零碎中的重要组成局部,通常是以微机爲根底的数字电路,其中心元件爲CPU,软件零碎爲实时处置顺序。
2 变压器毛病诊断研讨
在疏忽变压器损耗的状况下,由基尔霍夫定律可知,流入各个节点的电流应该坚持矢量和恒爲零,但变压器外部存在毛病说等于外部添加了一条毛病支路,毛病节点的电流矢量和不在爲零,此时应对毛病诊断。
智能变压器的毛病可分爲外部毛病和内部毛病两局部。外部毛病指变压器油箱内的毛病,次要包括:相间短路、匝间短路、单相接地等毛病;内部毛病指绝缘套管和引出线上的毛病。数字智能变压器的外部毛病诊断次要集中在暂态剖析上,应用暂态剖析变压器外部毛病的关键在于匝间短路漏感参数确实定。
3 变压器继电维护零碎
3。1 主维护
数字智能变电站变压器主维护分爲差动维护和瓦斯维护两种。由基尔霍夫定律,变压器外部发作毛病时差动电流很大,变压器各侧有电源时差动电流很小,当差动电流大于不均衡电流时,断路器开路,维护启动;变压器内部发作毛病时差动电流很小,不均衡电流大于差动电流,维护不启动。因而,差动元件的举措电流普通要大于变压器额外电流的4~8倍。
3.2 后备维护
数字智能变电站变压器后备维护可分爲复合电压过流维护、零序过流维护、中性点间隙维护、过负荷维护四种[3]。微机维护采用无死区、记忆性正序电压方向元件,来控制整个维护进程中的正方向。若此维护爲相邻元件的则正方向爲变压器指向母线;若爲变压器的后备维护,则正方向相反。复合电压过流维护逻辑方框图见图1。
零序过流维护普通装置在110kV以上的变压器中性点地位,大型变压器零序过流维护普通爲三段维护,仅最初一段有方向性。中性点间隙维护普通使用在中性点不接地的变压器中。过负荷维护普通分爲发送正告信号、开启冷却风机、封闭有载调压三步。
3。3 变电站现场调试
对传统变电站变压器停止改造,失掉改造后的数字智能变压器二次回路接线。现场调试进程中应留意对维护停止核实和测试,对带开关传动停止测试。维护举措工夫是权衡维护安装功能的重要目标,对改造后的零碎停止维护举措工夫测试,看其能否满足要求。智能断路器较传统短路器而言,增加了一些两头环节,大大延长了维护举措工夫,使变压器差动维护更迅速。
4 结语
数字智能变电站作爲智能电网的重要组成局部,赋予了传统变电站新的生机。其最大水平的降低了变压器毛病次数,加重了集控人员的任务量。本文从数字智能变电站与传统变电站的区别动身,首先对变压器继电维护零碎的任务流程停止了引见。确定变压器匝间短路漏感参数的步骤,讨论了差动维护的几个局限性。随后对变压器继电维护零碎停止了讨论,剖析了数字智能变电站变压器的主维护、后备维护和现场调试,希望对日后数字智能变电站的改造运转起到积极的作用。
变压器的容量选择与节能剖析
电力变压器的一次性投资和运转损耗方面,引见了一个住宅小区正确选用变压器的实例及其运转后果,说明了合理选择变压器的容量对节能的重要性。
变压器容量的选择是变配电零碎设计中一个关键成绩,选取变压器容量应思索负荷的大小与性质,对颠簸负荷供电的单台变压器,负荷率普通取85%左右;对昼夜或时节性动摇较大的负荷供电的变压器,应思索其开展的能够性和运转的合感性;选取与变压器配套的开关元件的能够性以及全体经济效益。全体经济效益中次要是思索一次性投资费用和年运转费用。而一次性投资费用包括:变压器的置办费、变压器的增容费、与变压器配套的上下压开关柜及供电线路的投资费、施工费;年运转费用包括固定资产折旧费、维护费、修缮费、变压器固定电费和变压器的电能损消耗等。
选取变压器容量时,除思索上述要素外,还应思索变压器的负载率β,对变压器负载率β的选择,不异性质的电力负荷允许不完全一样。依据总结归结,变压器负载率β普通是0。7-0。85。实践上,各有关技术材料关于β的选取,是既思索了综合要素,同时又思索了节能要求。
2000年物业开发某一住宅楼,变配电零碎由设计院担任设计。设计方案爲5台1250KVA型号爲S7电力变压器作爲供电电源。该方案出来当前,我经过多方面的负荷计算和剖析,以为该方案不合理(容量预留太大),会形成较大的经济糜费。经计算后,我提出采用5台800KVA的变压器供电方案,把供电外网分红三段,两头加高压母联柜,夏季用电顶峰时,可各自供电,到冬季用电低峰时,可切掉2台变压器,合上母联柜,可构成一个全体的电网供电。最初指导和设计院都承受了此方案。我以为,在满足用电的状况下,应尽量增加变压器的容量,既选取负载率β较大的方案,两种方案可作如下剖析。
1、两种方案的剖析比拟
(1)经计算,该小区电力设计负荷SJ=3400KVA,负载功率因数Cosψ=0。9,年负荷用电工夫t=3600h。查S7型号1250KVA和800KVA变压器的有关参数及购置价列于表1。
表中:Se—变压器额外容量;
Po—变压器的空载损耗;
Pke—变压器的额外短路损耗;
Βo—变压器最高效率时的负载率;
(2)两个方案中:按5×1250kVA选取变压器时,β=0.544;按5×800kVA选取变压器时,β=0.85。
(3)变压器电能损耗ΔA的计算。
单台变压器一年的电能损耗计算公式爲:
ΔA=(Po×t+βo×Pke×τ)KWh
式中:ΔA—变压器的电能损耗;
t—全年用电继续工夫;
τ—年最大负荷损耗工夫;
两种方案一年的电能损耗ΔA列于表2
由此表可看出,β值越大,电能损耗越小。
(4)综合经济比拟。爲了便于比拟,计算阐明如下:1)变压器折旧年限爲25年,年均匀折旧率爲4%,年修缮费爲2%,年维护管理费爲2。9%,算计年折旧费爲8。9%;变压器配套的高、高压开关柜及供电线路折旧、维护、修缮等不计;2)每台变压器固定电价按每月7。7元/kVA计;3)增容费按1000元/kVA计;4)用电量电价按该开发区事先的价钱爲0。52元/kWh计。
按各项经济目标列表3:
从此表可以看出:费用是随着变压器容量的添加而分明添加。
2、运转效果剖析
该住宅小区供电零碎采用5×800KVA变压器供电后,运转效果不断良好,其次要表现爲:
(1)设计时5台变压器并联运转供电,在运用中可依据冬、夏负荷灵敏决议用多少台供电,增加变压器空载损耗;
(2)负载率β少数工夫在0。85左右,没有发作过负荷和低负荷而糜费动力的景象;
(3)从经济比拟中可以看到,一次性投资节省了232。25万元,每年浪费运转费用27。07万元。而变压器配套的高、高压开关柜及供电线路等费用都没计算在内。

3、综上所述,设计供电变压器的容量既要满足技术参数要求,也要契合实践状况,既保证供电的牢靠性、平安性,又要尽量节省一次性的费用投资。因而在各个小区综合整治工程中,迷信、合理设计小区供电变压器容量,一定能给矿区事业部带来良好的、耐久的经济效益,也能完成节能的效果。

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