变压器的经济运行分析

变压器的经济运行分析
王凤杰1,张海艳2
(1.呼和浩特金桥热电厂;2.呼和浩特水土保持站,内蒙古呼和浩特　010000)
摘　要:电力系统中变压器使用量大,数量多,容量大,总损耗不容忽视。

通过对变压器选取最佳运行方式使变压器电能损失最低,无需投资,即可达到节电和提高功率因数的目的。

关键词:变压器;节能;运行方式
中图分类号:T M412 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)13—0075—02 贯彻落实华能集团公司创建“资源节约型,环境友好型”电厂的方针政策,有效的开展节能工作。

变压器是发电厂实现电能输送与分配的重要设备,在输送电能的同时也在消耗电能。

1　变压器运行方式以及损耗概述
金桥热电厂每台机组各有照明、公用、化水、中水、工业废水、升压泵房、输煤、卸煤、脱硫变压器一台,各带一段母线运行。

两段母线互为备用,母线间有联络开关,手动切换。

变压器技术参数是分析变压器经济运行的基础数据,变压器有功功率损耗可以分为空载损耗和负载损耗两部分。

因此,变压器的空载空载和负载损耗的计算式是变压器经济运行的基础算式。

在工程计算中,我们设定电压大小、波形恒定,这样当某一台变压器的空载损耗P0为一定值,其负载损耗P Z 则与负荷平方成正比,即:P Z =(S /S Z )2P kn
(1)
式中:S —变压器的实际负荷
S Z —变压器的额定容量
P kn —变压器在额定电流下的短路损耗(负载损耗)
这样,单台变压器的总损耗为:
P =P 0+P Z =P 0+(S/S Z )2P kn (2)我们以额定容量为1250kVA 工业废水变器为例,计算该变压器一年的损耗,从设备手册中查得1250kVA 变压器的损失额定值为:
P o =2kW ,P kn =10kW
根据现场变压器实际运行情况,利用实际负荷的估算法,计算负荷率为21%,一台1250kVA 变压原因,将故障分为设计不合理(包括二次回路与装置原理)、反措未执行、元器件质量不良(包括产品本身质量就差与产品运行久后老化)、工作人员失误(包括错误接线、设置错误或调试不当、标识错误、验收不到位)4个方面。

对故障这样统计后,一方面可以根据故障危害程度,分轻重缓急安排消缺;另一方面,便于对故障进行责任归类及针对性整改,从根本上解决故障再次发生的可能性,也确保了排除故障处理的效果。

3.3　明确继电保护缺陷登录的渠道或制度
为了逐步掌握设备运行规律,并不断提高继电保护人员的运行维护水平,就必须对继电保护设备出现的各种故障进行及时、全面的统计,除了继电保护人员自己发现的故障应及时统计外,还必须及时统计变电站运行值班人员发现的故障,而要做到后者,往往较困难。

为此,必须对运行部门(人员)明确继电保护故障上报渠道、制度,通过制度的规定,明确故障汇报渠道、故障处理的分界、延误故障处理造成后果的责任归属等,确保做到每一次故障都能及时统计,为通过缺陷管理寻找设备运行规律奠定坚实的基础。

　继电保护故障管理的对策
　跟踪继电保护设备运行情况,及时、合理安排
消缺
通过故障管理,可以随时掌握设备运行情况,做到心中有数:哪些设备无故障,可以让人放心,哪些设备还存在故障,故障是否影响设备安全运行,并对存在故障的设备,按照故障性质,分轻重缓急,立刻安排解决或逐步纳入月度生产检修计划进行设备消缺或结合继电保护定期检验、交接性校验、状态检修进行设备消缺,以确保设备尽可能地健康稳定运行。

4.2　超前预防,安全生产
通过故障管理,对掌握的故障数据,在其未酿成事故之前,就要及时分析,制定对策。

对能立刻消除的故障,立刻组织安排人员消缺;对不能立刻消除的故障,进行再次分析,制定补救措施,并认真做好事故预想。

4.3　及时、准确地对继电保护设备进行定级统计
要真正做到把每台继电保护设备定级到位,就必须做到时刻全面地掌握每台继电保护设备存在的问题,并对其进行合理化管理,进而对设备定级实现动态的科学化管理。

[参考文献]
[]　杨东山中国电力继电保护技术的发展与展望
[]民营科技,,()75
　2012年第13期 内蒙古石油化工
收稿日期44.11.J .20098:20.
:2012-04-22
器的损耗为:
P=P0+P Z=P0+(S/SZ)2P kn=2+10×( 21%)2= 2.4kW
则两台变压器的损耗为:W= 2.4×2= 4.8kW
因此,可以计算出一年中两台变压器的能耗为:
N= 4.8×365×24=42048kW h
根据上述方法,计算照明变、卸煤变、输煤变、工业废水变、变压器总损耗:总计损耗:138408kW
h。

2　目标确定
变压器运行应在确保变压器安全运行和保证供电质量的基础上,充分利用现有设备,通过择优选取变压器最佳运行方式、负载调整的优化、变压器运行位置最佳组合以及改善变压器运行条件等技术措施,从而最大限度地降低变压器的电能损失和提高其电源侧的功率因数,所以变压器经济运行的实质就是变压器节电运行。

经分析决定根据配电室负荷的重要性,在满足生产要求的同时,合理改变配电室的运行方式,减少变压器的损耗,有效降低生产中的电耗
3　原因分析
变压器有功功率损耗分为空载损耗和负载损耗两部分。

由变压器空载损耗组成得知,当变压器型式规格一经选定,其空载损耗基本是个恒定值,在保证安全生产的同时,将一台变压器退出运行,这样可以节省该变压器的空载损耗,又增加了另一台变压器的负荷率,使变压器负荷运行在最佳负荷处附近,变压器的效率得到提高,能达到节能的最佳效果。

4　要因确定
原因一:变压器空载损耗主要由于铁芯的材质特性、设计结构、以及工艺加工等特性决定,与负荷大小无关.与外施电压有很大关系,如果电压V一定,则变压器空载损耗铁损不变。

原因二:根据现场变压器实际运行情况,利用实际负荷的估算法,我小组计算变压器的负荷率在30%以下,长期不合理的轻载运行,它使变压器容量得不到充分的利用,效率降低,这就出现了“大马拉小车”现象,人们习惯以变压器的容量利用率作为划分“大马拉小车”的标准。

节电措施中规定变压器负荷率小于30%即为“大马拉小车”。

当空载损耗等于负载损耗时,变压器效率最高。

此时,负荷率在40%～80%之间。

变压器中功率损耗与负荷的关系曲线,横轴表示负荷S,纵轴表示功率损耗P。

从下图中可以看出,当负荷小于Sa时,一台变压器运行较为经济。

当负荷大于Sa时,以接入两台变压器较为经济,我们把a点称为变压器经济负荷的临界点。

S a=S e2×P0+k Q0 +Q
式中S—额定容量
I%—空载电流百分数
U d%—阻抗电压百分数
P o—空载损耗
P d—负荷损耗
K—无功经济当量系数一般取K=0.1-0.15
Q o—变压器空载无功电能损耗
Q d—变压器负荷无功电能损耗
根据现场变压器实际运行情况,变压器常年处于轻载运行,势必造成众多的电力浪费。

经分析研究,由一台变压器运行带全部负荷时,这样负荷率增加,提高了变压器的效率,使变压器得到充分的利用,尽量避免“大马拉小车”现象。

5　对策制定
针对变压器的空载损耗,经分析得出,在满足生产要求的同时,我厂卸煤变、照明变、输煤变和工业废水变改变运行方式,采用一台变压器正常运行带全部负荷,另一台变压器退出运行,这样就节省了变压器空载损耗所消耗的电量。

同时增加了另一台变压器的负荷率,使其在经济区附近运行,从而可以取得良好的节电效果。

6　对策实施
我厂厂用低压变压器脱硫变和升压泵房变因为给重要负载供电,所以为了提高供电可靠性,两台变压器各带一段母线运行。

其他厂用低压变压器我根据接带负荷的重要性,将卸煤变、照明变、输煤变和工业废水变采用一台变压器正常运行带全部负荷,另一台变压器停电冷备用,两台变压器定期轮换的运行方式。

这样可以大大减少变压器的损耗。

变压器退出运行后,减少了变压器的空载损耗,我们以工业废水变为例,从设备手册中查得:变压器的损耗额定值为:P o=2kW
一年节省的能耗N=2×365×24=17520kW h
根据上述方法,计算下述四台变压器节省的总电量:
节省电量:70080kW H。

直接经济效益:电量×电价:0.2979×70080= 20877元
7　巩固措施
加强监视现场运行情况,避免变压器出现“小马拉大车”现象。

加强巡回检查制度,保证生产的安全稳定。

应加强落实变压器定期轮换制度,防止停运变压器绝缘受潮。

[参考文献]
[1]　刘国林,吴世红.智能化低压电控配电系统
[J].低压电器,1999,(1):3～9.
[2]　陈世元.电机理论基础[M].北京:中国电力出
版社,2004.
[3]　安洪珍,沈名成实用电工技术问答第版
[M]呼和浩特内蒙古人民出版社,
76内蒙古石油化工 2012年第13期　
P d k d :e
o
.2 .:1997.。