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    降低10 kV配電變壓器損耗的方式探討

    2022-01-13 01:46:26余健強
    光源與照明 2021年7期
    關(guān)鍵詞:三相損耗配電

    余健強

    珠海市粵燈機電有限公司,廣東 珠海 519000

    0 引言

    隨著整個國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,對變壓器的需求量不斷增加,變壓器自身所消耗的能量也越來越大,這與我國提倡建設(shè)節(jié)能社會并不相符。因此,有必要采取相應(yīng)的技術(shù)措施,以減少變壓器的損耗。

    1 10 kV配電變壓器節(jié)能降損技術(shù)的應(yīng)用意義

    (1)10 kV配電變壓器采取節(jié)能降損技術(shù)能極大地提升電網(wǎng)規(guī)劃工作的科學(xué)性,不僅能實現(xiàn)整體監(jiān)管技術(shù)的升級改造,還能為電容無功補償提供良好的應(yīng)用空間,發(fā)揮10 kV配電變壓器的應(yīng)用優(yōu)勢,提升經(jīng)濟(jì)運行水平,共建和諧穩(wěn)定的電力輸送控制平臺。

    (2)10 kV配電變壓器節(jié)能降耗技術(shù)的應(yīng)用能從根本上降低運行成本,切合節(jié)能經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基本需求。尤其是在科學(xué)技術(shù)全面發(fā)展的時代背景下,10 kV配電變壓器技術(shù)也呈現(xiàn)出全面轉(zhuǎn)型的趨勢,研發(fā)設(shè)計和制造水平的增高也極大地降低了損耗。要想實現(xiàn)更大的突破,就要對技術(shù)模式予以深度研究和探討,從而推動我國電力事業(yè)的可持續(xù)進(jìn)步[1]。

    綜上,10 kV配電變壓器節(jié)能降損技術(shù)的全面推廣具有重要的實踐意義。

    2 降低10 kV配電變壓器損耗的方式

    2.1 引進(jìn)新型工藝和材料

    變壓器的損耗主要包含空載損耗與負(fù)載損耗兩部分。要想有效降低變壓器空載損耗,就要從材料和相關(guān)應(yīng)用工藝兩個方面入手,從源頭落實技術(shù)方案,提升降耗水平。

    (1)引進(jìn)新的材料替代10 kV配電變壓器傳統(tǒng)材料,解決電力能源的損耗問題。①使用電阻率較低的無氧銅材料,將其應(yīng)用在10 kV配電變壓器中,能極大地降低線圈的內(nèi)阻參數(shù),確保其運行過程能滿足節(jié)能降耗的要求。最關(guān)鍵的是,無氧銅材料的取材便捷、簡單,應(yīng)用加工模式也易于操作。與此同時,在10 kV配電變壓器中應(yīng)用無氧銅材料還能有效改善其斷路問題,提升抗短路能力,這對于提升系統(tǒng)運行安全性具有重要的意義。②10 kV配電變壓器中應(yīng)用非晶體合金材料能提升磁體結(jié)構(gòu)的應(yīng)用效果,相較于傳統(tǒng)鐵芯材料,應(yīng)用非晶體合金材料能更好地減少電磁能源的損耗,并且為10 kV配電變壓器節(jié)能處理和應(yīng)用提供保障。

    (2)引進(jìn)新的工藝流程,提升10 kV配電變壓器節(jié)能降耗水平。在配電變壓器生產(chǎn)制作過程中配合電子計算機技術(shù),能極大提升加工精度,將精度參數(shù)控制在0.14以下,避免10 kV配電變壓器空載時產(chǎn)生較多的電能損耗。與此同時,利用新型線圈布置應(yīng)用模式也能對渦流大小予以合理性調(diào)控,避免漏磁問題對整體運行安全性產(chǎn)生影響,實現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)。

    2.2 降低變壓器負(fù)載損耗

    近幾年,針對10 kV配電變壓器節(jié)能處理的內(nèi)容逐漸增多,主要是推廣使用S13和S15等低損耗配電處理模式,并且,要結(jié)合實際調(diào)度要求充分考量電力系統(tǒng)負(fù)荷的變化特性。最關(guān)鍵的是,要結(jié)合實際需求和控制標(biāo)準(zhǔn)完成10 kV配電變壓器容量的選擇。目前,有兩種較為常見的選擇方式。

    (1)經(jīng)濟(jì)容量分析。首先,計算配電變壓器的最佳經(jīng)濟(jì)容量,可利用公式(1)進(jìn)行計算。

    式中:S1為變壓器容量最佳經(jīng)濟(jì)容量,kVA;A為年用電量,kWh;cosφ為10 kV配電變壓器負(fù)荷的年平均功率因數(shù);Kj為損耗比;T為10 kV配電變壓器全年接電的時間,h;Tl為10 kV配電變壓器全年帶負(fù)荷時間(一般為負(fù)荷率大于10%的負(fù)荷),h。

    其次,綜合考量10 kV配電變壓器3~5年生產(chǎn)用電的基本發(fā)展情況,秉持動態(tài)原則選取最佳容量,并且利用公式(2)的計算完成優(yōu)選。

    式中:KL為負(fù)荷發(fā)展系數(shù),一般取值為1~1.2。

    最后,在全面分析相關(guān)參數(shù)后,從10 kV配電變壓器產(chǎn)品中選取容量較為接近的設(shè)備即可[2]。

    (2)年用電量分析。利用公式(3)進(jìn)行計算。

    式中:Rs為容載比,一般取值為1.5~2;P為一年內(nèi)的最大用電負(fù)荷。結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)信息,在同類型產(chǎn)品中選取容量匹配的設(shè)備即可。

    除此之外,因為10 kV配電變壓器工作中往往都是幾臺變壓器并列供電,此時,有功功率和無功功率的總體損耗才是基本損耗參數(shù),若是維持電力負(fù)荷的總量不變,10 kV配電變壓器運行方式也不變,則負(fù)載量的差異性就決定了對應(yīng)變壓器總損耗的差異性?;诖耍夹g(shù)人員要對總負(fù)載參數(shù)予以合理性分配,選取最適宜且最經(jīng)濟(jì)有效的處理模式,打造更加可靠的處理控制機制,提升10 kV配電變壓器運行的經(jīng)濟(jì)效果,將損耗降到最低。

    2.3 應(yīng)用有載調(diào)壓變壓器

    推廣應(yīng)用有載調(diào)壓變壓器,該種變壓器可以通過改變分接開關(guān)來達(dá)到提高變壓器運行水平,降低功率損耗和電能損耗等目的。在10 kV配電變壓器運行過程中,總損耗可利用公式(4)計算。

    式中:ΔPk為變壓器短路損耗;ΔP0為變壓器的空載損耗ΔP0'為變壓器空載的容量;P為有功功率;Q為無功功率;U為配電網(wǎng)運行電壓;U1為額定電壓;R為變壓器繞組等值電阻。

    由公式(4)可知,10 kV配電變壓器的空載損耗和運行電壓成正比例關(guān)系,而短路損耗則與運行電壓成反比例關(guān)系,加之多數(shù)變壓器運行中空載損耗的占比在80%以上,因此,要想維持配電變壓器降損要求,可在用電高峰期適當(dāng)提升運行電壓,并保證末端用電設(shè)備的電壓偏低且在允許參數(shù)范圍內(nèi),這樣就能更好地減少損耗,提高電壓質(zhì)量,向用戶提供合格的電能,也是做好降損工作的需要。若電壓提高1%,則損耗下降約2%。有載調(diào)壓配電變壓器如圖1所示。

    圖1 有載調(diào)壓配電變壓器實物圖

    2.4 平衡變壓器的三相負(fù)荷

    當(dāng)三相負(fù)荷平衡時,中性線沒有電流。當(dāng)出現(xiàn)三相負(fù)荷不平衡,導(dǎo)致負(fù)荷重的一相電壓下降,負(fù)荷輕的兩相電壓升高,對低壓電器運行不利,需要經(jīng)常測量變壓器三相負(fù)荷電流。在變壓器運行過程中,一旦出現(xiàn)三相負(fù)荷不平衡情況,不僅會增加變壓器三相壓差,也會造成嚴(yán)重的負(fù)序電壓,使電力系統(tǒng)出現(xiàn)異常擾動,對電壓質(zhì)量及電力系統(tǒng)整體安全性都會產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。并且,變壓器某相繞組負(fù)荷電流增大,必然會增加損耗。因此,要想更好地減少變壓器損耗問題,就要結(jié)合實際應(yīng)用要求維持三相負(fù)荷的平衡,在充分分析和統(tǒng)計的基礎(chǔ)上,選取較為合理的布線方案,確保變壓器能在負(fù)荷的中心,并利用信息化監(jiān)控的手段及時了解三相負(fù)荷的狀態(tài)信息,以便開展更加合理且高效的處理方案[3]。

    2.5 合理進(jìn)行無功補償

    合理選擇無功補償方式、補償點及補償容量,能有效地穩(wěn)定系統(tǒng)的電壓水平。與此同時,也要關(guān)注無功補償設(shè)備的安裝處理,減少輕載或者空載時過補償造成的功率失衡。無功補償位置應(yīng)盡量選擇在負(fù)荷中心,以取得最優(yōu)的就地補償效果,減少無功潮流在配電網(wǎng)中的長距離傳輸,達(dá)到經(jīng)濟(jì)運行的最終目的。

    除此之外,也要結(jié)合變壓器應(yīng)用情況和狀態(tài)定期開展運行維護(hù)工作,具體包括定期檢查變壓器各處鏈接情況、變壓器套管的清潔度及套管高低壓側(cè)接頭的引線情況;降低變壓器運行溫度,做好通風(fēng)散熱;有效加強日常檢修管理。只有這樣才能降低后續(xù)維護(hù)難度,避免設(shè)備運行不當(dāng)產(chǎn)生的損耗,配合定期負(fù)荷實測工作,維持三相負(fù)荷電流和中性線電流情況,避免不平衡電荷對其產(chǎn)生影響。

    3 結(jié)束語

    總而言之,在10 kV配電變壓器降損工作中,要結(jié)合實際情況落實更加科學(xué)的處理方案,無論是優(yōu)選容量還是三相平衡處理、無功補償配套裝置安裝、調(diào)壓器安裝等工作,都要將日常管理作為關(guān)鍵點,及時了解10 kV配電變壓器的運行狀態(tài),從而打造動態(tài)化管控模式,為電力系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。

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