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關于變壓器免故障保護和變壓器節能的分析研究

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關于變壓器免故障保護和變壓器節能的分析研究

發布日期:2018-01-23 作者:歐宇電氣 點擊:

變壓器是應用最廣泛的電力基礎設施,它的數量比較繁多,對于節能減排有十分重要的意義。提高建築變壓器的性能、降低電能損耗是實現提高供電效率的重要工作,也是降低企業的成本、提高經濟效益的方法,本文主要闡述建築配電器的節能技術的研究。

  對變壓器的節能研究

  一、建築配電變壓器的損耗分析

  建築配電變壓器大多是雙繞組變壓器,電能損耗主要有有功功率損耗、無功功率損耗和綜合功率三種。有功功率損耗主要由變壓器鐵芯内部激勵電流引起磁通變化産生的空載損耗和負載電流在經過線圈産生的負載損耗組成;無功功率損耗一般是變壓器通過電磁感應的無功負載産生的損耗,遠遠大于有功功率損耗;綜合功率是由變壓器的有功功率損耗和因抵消無功功率是供電網産生的有功功率損耗之和。

  二、建築配電變壓器的節能措施

  無功損耗可以通過低壓無功補償方式,減少線路損耗,提高功率因素,減少線路和變壓器的電壓損失,減少變壓器的銅耗和提高配電設備的供電能力;有功損耗分為鐵耗和銅耗兩種,鐵耗又叫空載損耗,其大小與鐵質材料有關,與負載大小無關,基本上是不變的。銅耗的大小與電流平方成正比,當負載電流為額定值時,将銅耗成為短路損耗。有功功率損耗可以表示為:△P=Po+β2Pk,△P:有功功率損耗,kW;Po變壓器空載損耗,kW;β變壓器負載率,%;Pk:變壓器短路損耗,kW。當Po=β2Pk時候,也就是銅耗和鐵耗向同時候,變壓器的損失率為最低。

  (1)合理選擇建築配電變壓器的型号。變壓器的鐵耗發生在變壓起到鐵芯内,是由交變的磁力線通過鐵芯産生的渦流帶來的損耗。在鐵芯中加入少量的矽和鋁可以增大鐵芯的導磁率和電阻率,降低渦流損耗。目前的變壓器基本上采用非晶态磁性材料作為變壓器的鐵芯材料,例如我國現在大規模使用的S1I型變壓器。由于現在生産廠商的技術水平的差異,生産的變壓器的性能參數不符合要求,尤其是空載損耗過大必将導緻損耗過大,在安裝變壓器查看變壓器的性能參數是否滿足建築内多用電要求,并做好耐壓絕緣處理。選用低損耗的變壓器是節能的基礎條件。

  (2)合理配置變壓器。一般變壓器的空載和短路損耗之比大約為0.25~0.35之間,當變壓器的負載率在50%~70%之間,變壓器的運行效率最高。根據建築用電量的需求計算出負荷的變化範圍,合理配置變壓器數量和容量,随着變壓器容量的增大,節能效率也就越明顯,(變壓器的容量過大,負載率較低,不經濟劃算,如果電容率較小,電路處于過負荷運行,變壓器可能出現故障危及供電安全)。這樣達到了提高運行效率和降低變壓器損耗的目的。

  (3)正确合理地安裝變壓器。配電變壓器應該設置在建築物用點的中心位置,随着供電半徑的加大,在配電網中的電流也就越大,也就會加大損耗。盡量避免低壓長距離供電。例如在新建的水廠房應該将變壓器和配電中心安置在反沖洗泵房附近,滿足反沖洗水泵和鼓風機等主要用電設備的需求,同時可以将一些不能停電的電力設備的用電線路集中到一台變壓器上裝用供電,不需要用電時候停用其他變壓器,有利于節電。

  (4)優化變壓器的運行。一是合理調整變壓器的電壓。變壓器的空載損耗與通過電壓的平方成反比。一額定電壓下的損耗為基準,一定範圍内調節運行電壓,對不同負載率的總損耗的增加和減少是不同的。當變壓器處于空載運行,運行電壓會升高,空載損耗在所有損耗中的比例會增加,因此必須通過調整分接開關來降低輸入電壓,在不影響供電質量的前提下,降低空載消耗;在滿載狀态下,運行電壓必然會降低。二是調整三相負荷平衡。由于不平衡電流的存在,在增加變壓器損耗的同時加大了低壓線路的損耗。在三相負荷不平衡時,在低壓側會産生零序電流,而高壓側則沒有零序電流的産生,零序電流産生的零序磁通在變壓器内通過時發熱,增加損耗。主要表現形式為附加鐵損、附加銅損和線路損耗。三相電流不平衡程度越大,其零序電流也就越大,有功功率損耗越大。要及時調整負荷的接入方式,使變壓器的三相電流趨于平衡。

  (5)增加無功補償提高功率因素。配電變壓器的效率不僅與有功功率的變化有關,還與功率因素的變化有關。功率因素較低時,變壓器的效率也就很低。根據電力學知識,對變壓器提供無功補償可以提高功率因素,大大減小了無功功率的傳輸,實現在變壓器上的損耗的降低。這種措施一般在功率因素較低時候才用。由于無功補償提高了變壓器的負載能力,還實現了輸電質量的提高。

  (6)建築物内用戶的節能。建築内配電變壓器的節能不隻是體現在變壓器的節能,還包括用戶節能,降低電壓在線路中的損耗,實現變壓器的功率損耗的降低。用戶使用節能用電設備,減少變壓器的負載,實現節能的目的。


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