不同系列配電變壓器經(jīng)濟(jì)負(fù)載系數(shù)及運(yùn)行區(qū)的變化

文_周魯天 周東社

1.中國礦業(yè)大學(xué); 2.臨沂市節(jié)能監(jiān)察支隊(duì)

1 變壓器經(jīng)濟(jì)負(fù)載系數(shù)的變化

1.1 變壓器綜合功率空載損耗

1.2 變壓器綜合功率額定負(fù)載功率損耗

1.3 變壓器綜合功率損耗率

第一，控制好工程的具體施工質(zhì)量，各項(xiàng)施工內(nèi)容應(yīng)當(dāng)滿足規(guī)范的要求，橋梁墩臺豎直方向高度偏差要控制在橋梁墩臺高度的2%以內(nèi)，上限應(yīng)當(dāng)控制在2cm以內(nèi)。由此可見，正常施工期間，平臺滑升1m，就可以對墩臺中心進(jìn)行一次校正。若平臺滑升期間發(fā)生了偏扭，施工人員應(yīng)當(dāng)查明引起問題的主要原因，并且要糾正問題。糾正過程中，使用的方法一般出現(xiàn)偏扭一側(cè)的千斤頂相對提升3cm后，再逐步糾正，再該過程中，每次糾正量不宜過大，避免發(fā)生彎曲。

1.4 變壓器經(jīng)濟(jì)負(fù)載系數(shù)

由公式（3）可知，在變壓器負(fù)載側(cè)功率因數(shù)一定的情況下，變壓器綜合功率損耗率是變壓器負(fù)載系數(shù)的函數(shù)，函數(shù)曲線見圖1。

圖1 雙繞組變壓器綜合功率運(yùn)行區(qū)間劃分

由圖1可知，變壓器在運(yùn)行中，其綜合功率損耗率隨負(fù)載系數(shù)的改變而呈非線性變化，在其非線性曲線中，最低點(diǎn)對應(yīng)的負(fù)載系數(shù)稱為變壓器綜合功率經(jīng)濟(jì)負(fù)載系數(shù)，用 表示。

由此可知，當(dāng)綜合功率空載損耗與綜合功率負(fù)載損耗相等時(shí)，變壓器綜合功率損耗率最低，此時(shí)變壓器的負(fù)載系數(shù)即為綜合功率經(jīng)濟(jì)負(fù)載系數(shù)。

1.5 變壓器經(jīng)濟(jì)負(fù)載系數(shù)的變化

以10kV/0.4kV 630kVA變壓器為例，S7、S9、S11、 S13 、S15系列變壓器經(jīng)濟(jì)負(fù)載系數(shù)及損耗參數(shù)見表1（假定變壓器負(fù)載側(cè)功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.9及以上， 取0.04）。

表1 不同系列630kVA變壓器經(jīng)濟(jì)負(fù)載系數(shù)及損耗參數(shù)一覽表

2 變壓器各運(yùn)行區(qū)的變化

變壓器運(yùn)行區(qū)間劃分為經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)、最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)、非經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)，如圖1所示。

2.1 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)的變化

變壓器在額定負(fù)載運(yùn)行為經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)上限，上限負(fù)載系數(shù)為1。圖1曲線中與上限綜合功率損耗率相等的另一點(diǎn)為經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)下限，將1帶入公式（3），解得下限負(fù)載系數(shù)為，即變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)為由表1可知，S7至S9系列變壓器，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)負(fù)載系數(shù)由［0.17，1］變?yōu)椋?.19，1］，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)上限不變，下限增大，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)變窄；S9至 S15系列變壓器，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)負(fù)載系數(shù)由［0.19，1］變?yōu)椋?.06，1］，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)上限不變，下限減小，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)變寬。

2.2 最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)的變化

變壓器在75%負(fù)載運(yùn)行為最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)上限，上限負(fù)載系數(shù)為0.75。圖1曲線中與上限綜合功率損耗率相等的另一點(diǎn)為最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)下限，將0.75帶入公式（3），解得下限負(fù)載系數(shù)為1.33，即變壓器最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)為1.33。由表1可知，S7至S9系列變壓器，最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)負(fù)載系數(shù)由［0.23，0.75］變?yōu)椋?.25，0.75］，最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)上限不變，下限增大，最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)變窄；S9至 S15系列變壓器，最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)負(fù)載系數(shù)由［0.25，0.75］變?yōu)椋?.08，0.75］，最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)上限不變，下限減小，最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)變寬。

2.3 非經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)的變化

3 不同系列變壓器損耗率特性曲線的變化

以S9、S11、S15系列10kV/0.4kV 630kVA變壓器為例，根據(jù)公式（3）畫出損耗率特性曲線，見圖2。

圖2 不同系列630kVA變壓器損耗率特性曲線圖

由圖2可知，隨著變壓器技術(shù)性能水平的提升（序號變大），損耗率曲線分布越來越低（越趨于坐標(biāo)中心），經(jīng)濟(jì)負(fù)載系數(shù)變小，變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)、最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)變寬，非經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)變窄，變壓器在同一負(fù)載系數(shù)下?lián)p耗率降低。

對不同容量的S15系列變壓器而言，其經(jīng)濟(jì)負(fù)載系數(shù)均較低，如630kVA變壓器經(jīng)濟(jì)負(fù)載系數(shù)為0.25，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)下限負(fù)載系數(shù)為0.06，最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)下限負(fù)載系數(shù)為0.08，且變壓器容量越大，經(jīng)濟(jì)負(fù)載系數(shù)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)下限及最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)下限負(fù)載系數(shù)就越小。在小于經(jīng)濟(jì)負(fù)載系數(shù)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)或最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)運(yùn)行，變壓器實(shí)際上已處于較低的負(fù)載狀態(tài)，但此時(shí)變壓器損耗率較低，運(yùn)行效率較高。

4 結(jié)語

①用高效節(jié)能型變壓器更換高耗能落后變壓器。

②搞好無功補(bǔ)償，確保變壓器負(fù)載側(cè)功率因數(shù)不低于0.9。

③容量相同系列不同的變壓器其經(jīng)濟(jì)負(fù)載系數(shù)是不同的。相對于S7、S9系列變壓器，S15系列及非晶合金變壓器的經(jīng)濟(jì)負(fù)載系數(shù)顯著降低，應(yīng)當(dāng)針對不同系列不同容量的變壓器制定不同的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方案。

④對于并聯(lián)運(yùn)行的變壓器，合理選擇運(yùn)行臺數(shù)，使單臺變壓器的負(fù)載系數(shù)最能接近其經(jīng)濟(jì)負(fù)載系數(shù)。

⑤對于不能實(shí)現(xiàn)并聯(lián)運(yùn)行的多臺變壓器，首先確定每臺變壓器正常運(yùn)行時(shí)的負(fù)載系數(shù)，然后合理分配用電負(fù)荷，使每臺變壓器的負(fù)載系數(shù)最能接近其經(jīng)濟(jì)負(fù)載系數(shù)。

⑥考慮到變壓器容量的利用率、基本電費(fèi)及變壓器購買費(fèi)用等因素，變壓器經(jīng)濟(jì)負(fù)載系數(shù)過低并不可取。