1.引言
變壓器是電力輸配電系統中的關鍵設備之一,在電能輸送、分配及使用過程中發揮著關鍵作用。近幾年來,隨著人們經濟效益意識的不斷提高,變壓器降耗更新換代工作進度不斷加快,特別是配電變壓器。但較大型的變壓器由于其一次性投資較高,更新的速度相對較慢,且大部分僅局限在改造上。現仍有S7型變壓器在電網中超期運行,造成電能的極大浪費。
2.變壓器降低損耗的論述
變壓器的損耗主要有空載損耗和負載損耗兩部分組成。空載損耗主要是鐵心損耗,即消耗于鐵心中的磁滯損耗和渦流損耗。它的大小主要取決于變壓器的容量、鐵心的構造、硅鋼片的質量及鐵心的制造工藝等因素,基本不隨變壓器負荷的變化而變化。負載損耗包括電流在變壓器繞組電阻上產生的損耗、漏磁通引起的各種附加損耗。附加損耗又包括繞組渦流損耗、并繞導線的環流損耗、結構損耗和引線損耗。負載損耗與變壓器負荷的大小有關,與負載率的平方成正比。
變壓器總損耗在不同負荷時對應的計算公式如下:
ΔP=P0+β2?Pk
式中ΔP—負載率為β的總損耗
β—變壓器的負載率
P0—變壓器的空載損耗
Pk—變壓器的額定負載損耗
從上式可見,負載率越低,變壓器引起的損耗就越小。損耗相同的不同容量的變壓器在同一負荷狀態下運行,額定容量大的變壓器引起的損耗相對就小,變壓器的工作效率η=1-ΔP%就高。
變壓器的有功損耗率:
ΔPP0+β2Pk
ΔP%=P+ΔP×100%=βSecosΦ+P0+β2Pk
式中Se—變壓器視在功率
cosΦ—變壓器功率因數(不同負荷下近似不變)
對上式中的β進行微積分并使之為0,可以得出:
β02Pk=P0β0=(P0/Pk)
這說明變壓器在實際運行中,負載損耗等于空載損耗時,處在最高效率狀態,且對恒定負荷或均衡負荷時段內也是最經濟狀態,所以采用優質低損耗變壓器對運行極為有利,適當增容對降低損耗也非常有利。若進一步計算,可得出最佳負載率β約為0.7~0.75。
3.更換變壓器對降低損耗的經濟效益分析
因為更換變壓器,由空載損耗和負載損耗的降低帶來的降耗效益是十分明顯的。
首先給出國內專家對變壓器投資和收益的經濟評價公式:
N0=H?(VC+VK?β2)?Y
式中N0—從第二年開始每年的收益
H—每年變壓器運行的小時數(一般取8760h)
VC—空載損耗降低值
Vk—負載損耗降低值
Y—每千瓦電價(一般取0.56元/kWh)
β—負載率(一般取0.9)
[$page] 以舊變壓器S7-6300/35和新變壓器S11-8000/35的損耗進行比較:
VC=8.250kW-7.0kW=1.25kW
VK=42.46kW-38.25kW=4.21kW
可以得出新變壓器投運一年后較舊變壓器的降耗效益:
N0=8760×(1.25+4.21×0.92)×0.56=22860元
若更換的是同容量的新型有載調壓變壓器SZ11-6300/35,則
VC=8.250kW-5.46kW=2.79kW
VK=42.46kW-