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变压器损耗高的原因分析与解决方案

发表时间:2018-04-28

    根据鹤源配电所配电变压器情况及2008年1—8月变压器典型日负荷调查数据,分析了鹤源配电所当前变压器损耗率高的原因,提出了三个可实施的解决方案,并且进行了详实的节能效益分析,论证了台区变压器“小容量、多布点”的巨大降损效益。
    1、配电所变压器基本情况及问题鹤源配电所有两台S9-1250kVA变压器,其中一台变压器(以下简称1号变)主供鹤源饭店商业负荷,主要有空调主机225kW、四台水泵小计130kW、照明约150kw、其他设备约260kW;另一台变压器(以下简称2号变)主供鹤源小区居民用电,主要有17栋楼492户居民生活负荷,地下停车场及小区公用照明等场所用电负荷,常用电器设备容量统计约有2300kW。两台变压器高压侧计量TA变比均为150/5,低压侧计量TA变比均为3000/5。
    2、典型日负荷特性通过企业WFECS3000电能量采集系统可以查到,1号变压器最大负荷日发生在8月12日21:00,高压侧最大电流20.7A,当日平均电流14.89A,1~8月份按照供电量测算的平均负荷电流为9.41A;2号变压器最大负荷日发生在8月8日20:00,高压侧最大电流30.9A,当日平均电流18.81A,1~8月份按照供电量测算的平均负荷电流为17.85A;考虑到将来用户用电负荷发展,下面以最大负荷日数据作为典型日进行分析。根据典型日调查的24点负荷电流数据,可以得到1号、2号变压器典型日负荷率(变压器一次侧实际负荷电流与额定电流的比率)曲线图如图1所示。由图1可见,1号变压器其负荷曲线较2号变压器较为平稳,高峰负荷发生在白天9:00~15:00,夜晚20:00~22:00:2号变压器其负荷曲线波动较大,高峰负荷发生在白天13:00~15:00,夜晚21:00~23:00。1号变压器负载率变化区间在14%~28%之间,2号变压器负载率变化区间在11%~43%之间,范围较宽。
    3、变压器运行损耗率特性配电所变压器均为S9—1250型,其空载损耗为1.95kW,负载损耗为11.7kW。根据负荷与损耗率之间的函数关系:式中:S—变压器实际运行容量;Se变压器额定容量;△P0—空载损耗;△Pd—负载损耗;COSψ—功率因数;△P%—配变损耗率。由S9系列变压器运行损耗率特性曲线图可知,对于S9—1250型变压器,当负载率在15%及以下时,为典型的“大马拉小车”状态,即随着负荷的缓慢减小,损耗率大幅度增大,称之为最劣运行区,变压器损耗率在18%~44%之间;当负载率在20%~80%,称之为经济运行区,即该区域随着负荷增大,损耗率变化较小,变压器损耗率在9.5%~14%之间;而负载率大于80%后,损耗率呈现正比例缓慢上升,称之为不良运行区,变压器损耗率在14%~18%之间。
    4、 鹤源配电所变压器运行情况分析根据鹤源配电所S9—1250型变压器1~8月份典型日负荷率曲线(图1),对比S9系列变压器运行损耗率特性曲线图(图2)可知,1号变压器负载率在14%~28%之间,运行时多数时段处于最劣运行区;2号变压器负载率在11%~43%之间。除了4:30~7:30时段处于最劣运行区外,其它时段负载率在15%~43%之间.处于经济运行区域。由于选取的典型日为最大负荷日,因此不难得出结论:1号变压器运行长期处于最劣运行区,2号变压器在时间较短的负荷高峰时段运行处于经济运行区域,而一年中较多的负荷低谷时段也是处于最劣运行区域。可见变压器损耗率高的主要原因是变压器负载率低,变压器长期在最劣运行区域运行。5变压器高损耗率解决方案5.1方案一:由一台变压器供两个区域负荷
    (1)可行性分析如果将两个变压器所供台区负荷整合成一个台区,由其中一台变压器供电,分析如下:1、2号变压器负荷叠加后的负荷曲线如图3所示。由图3可见,两个台区典型日负荷叠加,假定由一台变压器供电后,其负载率在25%~70%之间,并且高峰时段较长;在11:00~24:00时段13个小时,负载率均在45%以上,最大负荷叠加后负载率也仅有70%,变压器将完全处于经济运行区域,损耗率在曲线底部9.7%~11%之间。可见,考虑到所选典型日均为最大负荷日,将两个台区负荷由一台变压器供电,在目前负荷条件下,能够满足经济运行要求。
    (2)两台变压器经济运行方式确定随着变压器负荷的增长,变压器可能会进入不良运行区域,如何及时调整变压器运行方式,保持变压器时常处于经济运行状态,现在分析如下:根据10kV变压器有功功率损耗计算公式:△P=△P0+(S/Se)2×△Pk式中:△p—有功功率(kW);△p0—空载损耗(kW);△Pk—短路损耗(kW);S—负载容量(kVA);
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