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建筑配电变压器的损耗分析和节能措施

建筑配电变压器的损耗分析和节能措施

建筑配电变压器的损耗分析

        建筑配电变压器大多是双绕组变压器,电能损耗主要有有功功率损耗、无功功率损耗和综合功率三种。有功功率损耗主要由变压器铁芯内部激励电流引起磁通变化产生的空载损耗和负载电流在经过线圈产生的负载损耗组成;无功功率损耗一般是变压器通过电磁感应的无功负载产生的损耗,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产生的有功功率损耗之和。

建筑配电变压器的节能措施

        无功损耗可以通过低压无功补偿方式,减少线路损耗,提高功率因素,减少线路和变压器的电压损失,减少变压器的铜耗和提高配电设备的供电能力;有功损耗分为铁耗和铜耗两种,铁耗又叫空载损耗,其大小与铁质材料有关,与负载大小无关,基本上是不变的。铜耗的大小与电流平方成正比,当负载电流为额定值时,将铜耗成为短路损耗。

        (1)合理选择建筑配电变压器的型号。变压器的铁耗发生在变压起到铁芯内,是由交变的磁力线通过铁芯产生的涡流带来的损耗。在铁芯中加入少量的硅和铝可以增大铁芯的导磁率和电阻率,降低涡流损耗。目前的变压器基本上采用非晶态磁性材料作为变压器的铁芯材料,例如我国现在大规模使用的S1I型变压器。由于现在生产厂商的技术水平的差异,生产的变压器的性能参数不符合要求,尤其是空载损耗过大必将导致损耗过大,在安装变压器查看变压器的性能参数是否满足建筑内多用电要求,并做好耐压绝缘处理。选用低损耗的变压器是节能的基础条件。

        (2)合理配置变压器。一般变压器的空载和短路损耗之比大约为0.25~0.35之间,当变压器的负载率在50%~70%之间,变压器的运行效率较高。根据建筑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,节能效率也就越明显,(变压器的容量过大,负载率较低,不经济划算,如果电容率较小,电路处于过负荷运行,变压器可能出现故障危及供电安全)。这样达到了提高运行效率和降低变压器损耗的目的。

        (3)正确合理地安装变压器。配电变压器应该设置在建筑物用点的中心位置,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。尽量避免低压长距离供电。例如在新建的水厂房应该将变压器和配电中心安置在反冲洗泵房附近,满足反冲洗水泵和鼓风机等主要用电设备的需求,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,不需要用电时候停用其他变压器,有利于节电。

        (4)优化变压器的运行。一是合理调整变压器的电压。变压器的空载损耗与通过电压的平方成反比。一额定电压下的损耗为基准,一定范围内调节运行电压,对不同负载率的总损耗的增加和减少是不同的。当变压器处于空载运行,运行电压会升高,空载损耗在所有损耗中的比例会增加,因此必须通过调整分接开关来降低输入电压,在不影响供电质量的前提下,降低空载消耗;在满载状态下,运行电压必然会降低。二是调整三相负荷平衡。由于不平衡电流的存在,在增加变压器损耗的同时加大了低压线路的损耗。在三相负荷不平衡时,在低压侧会产生零序电流,而高压侧则没有零序电流的产生,零序电流产生的零序磁通在变压器内通过时发热,增加损耗。主要表现形式为附加铁损、附加铜损和线路损耗。三相电流不平衡程度越大,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平衡。

        (5)增加无功补偿提高功率因素。配电变压器的效率不仅与有功功率的变化有关,还与功率因素的变化有关。功率因素较低时,变压器的效率也就很低。根据电力学知识,对变压器提供无功补偿可以提高功率因素,大大减小了无功功率的传输,实现在变压器上的损耗的降低。这种措施一般在功率因素较低时候才用。由于无功补偿提高了变压器的负载能力,还实现了输电质量的提高。

        (6)建筑物内用户的节能。建筑内配电变压器的节能不只是体现在变压器的节能,还包括用户节能,降低电压在线路中的损耗,实现变压器的功率损耗的降低。用户使用节能用电设备,减少变压器的负载,实现节能的目的。十二五规划以来,智能电网越来越受到国家的重视,数字智能变电站作为智能电网的重要组成部分,赋予了传统变电站新的活力。目前,我国已经熟练掌握110kV、220kV、330kV、500kV、750kV等多个电压等级的智能变电站建设。

(来源:网优fengj.com)
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