建筑配電變壓器的損耗分析和節(jié)能措施
發(fā)布時(shí)間:2021/5/27 16:10:47
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建筑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(wú)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內(nèi)部激勵(lì)電流引起磁通變化產(chǎn)生的空載損耗和負(fù)載電流在經(jīng)過(guò)線圈產(chǎn)生的負(fù)載損耗組成;無(wú)功功率損耗一般是變壓器通過(guò)電磁感應(yīng)的無(wú)功負(fù)載產(chǎn)生的損耗,遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(wú)功功率是供電網(wǎng)產(chǎn)生的有功功率損耗之和。
建筑配電變壓器的節(jié)能措施
無(wú)功損耗可以通過(guò)低壓無(wú)功補(bǔ)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(shè)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(zhì)材料有關(guān),與負(fù)載大小無(wú)關(guān),基本上是不變的。銅耗的大小與電流平方成正比,當(dāng)負(fù)載電流為額定值時(shí),將銅耗成為短路損耗。
(1)合理選擇建筑配電變壓器的型號(hào)。變壓器的鐵耗發(fā)生在變壓起到鐵芯內(nèi),是由交變的磁力線通過(guò)鐵芯產(chǎn)生的渦流帶來(lái)的損耗。在鐵芯中加入少量的硅和鋁可以增大鐵芯的導(dǎo)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態(tài)磁性材料作為變壓器的鐵芯材料,例如我國(guó)現(xiàn)在大規(guī)模使用的S1I型變壓器。由于現(xiàn)在生產(chǎn)廠商的技術(shù)水平的差異,生產(chǎn)的變壓器的性能參數(shù)不符合要求,尤其是空載損耗過(guò)大必將導(dǎo)致?lián)p耗過(guò)大,在安裝變壓器查看變壓器的性能參數(shù)是否滿(mǎn)足建筑內(nèi)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(jié)能的基礎(chǔ)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(dāng)變壓器的負(fù)載率在50%~70%之間,變壓器的運(yùn)行效率較高。根據(jù)建筑用電量的需求計(jì)算出負(fù)荷的變化范圍,合理配置變壓器數(shù)量和容量,隨著變壓器容量的增大,節(jié)能效率也就越明顯,(變壓器的容量過(guò)大,負(fù)載率較低,不經(jīng)濟(jì)劃算,如果電容率較小,電路處于過(guò)負(fù)荷運(yùn)行,變壓器可能出現(xiàn)故障危及供電安全)。這樣達(dá)到了提高運(yùn)行效率和降低變壓器損耗的目的。
(3)正確合理地安裝變壓器。配電變壓器應(yīng)該設(shè)置在建筑物用點(diǎn)的中心位置,隨著供電半徑的加大,在配電網(wǎng)中的電流也就越大,也就會(huì)加大損耗。盡量避免低壓長(zhǎng)距離供電。例如在新建的水廠房應(yīng)該將變壓器和配電中心安置在反沖洗泵房附近,滿(mǎn)足反沖洗水泵和鼓風(fēng)機(jī)等主要用電設(shè)備的需求,同時(shí)可以將一些不能停電的電力設(shè)備的用電線路集中到一臺(tái)變壓器上裝用供電,不需要用電時(shí)候停用其他變壓器,有利于節(jié)電。
(4)優(yōu)化變壓器的運(yùn)行。一是合理調(diào)整變壓器的電壓。變壓器的空載損耗與通過(guò)電壓的平方成反比。一額定電壓下的損耗為基準(zhǔn),一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)運(yùn)行電壓,對(duì)不同負(fù)載率的總損耗的增加和減少是不同的。當(dāng)變壓器處于空載運(yùn)行,運(yùn)行電壓會(huì)升高,空載損耗在所有損耗中的比例會(huì)增加,因此必須通過(guò)調(diào)整分接開(kāi)關(guān)來(lái)降低輸入電壓,在不影響供電質(zhì)量的前提下,降低空載消耗;在滿(mǎn)載狀態(tài)下,運(yùn)行電壓必然會(huì)降低。二是調(diào)整三相負(fù)荷平衡。由于不平衡電流的存在,在增加變壓器損耗的同時(shí)加大了低壓線路的損耗。在三相負(fù)荷不平衡時(shí),在低壓側(cè)會(huì)產(chǎn)生零序電流,而高壓側(cè)則沒(méi)有零序電流的產(chǎn)生,零序電流產(chǎn)生的零序磁通在變壓器內(nèi)通過(guò)時(shí)發(fā)熱,增加損耗。主要表現(xiàn)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(shí)調(diào)整負(fù)荷的接入方式,使變壓器的三相電流趨于平衡。
(5)增加無(wú)功補(bǔ)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(guān),還與功率因素的變化有關(guān)。功率因素較低時(shí),變壓器的效率也就很低。根據(jù)電力學(xué)知識(shí),對(duì)變壓器提供無(wú)功補(bǔ)償可以提高功率因素,大大減小了無(wú)功功率的傳輸,實(shí)現(xiàn)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(shí)候才用。由于無(wú)功補(bǔ)償提高了變壓器的負(fù)載能力,還實(shí)現(xiàn)了輸電質(zhì)量的提高。
(6)建筑物內(nèi)用戶(hù)的節(jié)能。建筑內(nèi)配電變壓器的節(jié)能不只是體現(xiàn)在變壓器的節(jié)能,還包括用戶(hù)節(jié)能,降低電壓在線路中的損耗,實(shí)現(xiàn)變壓器的功率損耗的降低。用戶(hù)使用節(jié)能用電設(shè)備,減少變壓器的負(fù)載,實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。十二五規(guī)劃以來(lái),智能電網(wǎng)越來(lái)越受到國(guó)家的重視,數(shù)字智能變電站作為智能電網(wǎng)的重要組成部分,賦予了傳統(tǒng)變電站新的活力。目前,我國(guó)已經(jīng)熟練掌握110kV、220kV、330kV、500kV、750kV等多個(gè)電壓等級(jí)的智能變電站建設(shè)。