1配电变压器设备现状及运行方式
1.1设备现状
一般为人工现场操作,配变上级开关为跌落式熔断器;配变低压进线开关为常规低压塑壳断路器,不具备远方控制功能;低压有联络开关,为常规低压塑壳断路器,不具备远方控制功能;
1.2运行方式
其负荷的季节特性较明显,负荷低谷期时,仅投入主配变,高峰期时投入备用配变。
1.3存在问题
无法远程或自动控制配变投退,存在合闸事故风险,无法及时根据负荷特性自动投入备用配变,主配变存在长时间重载或过载现象。
2配电变压器损耗情况分析
影响配电变压器损耗的主要因素有两类:一是有功功率损失,二是无功功率损失,配电变压器在运行过程中发生的损失称为有功功率损失,更详细地可分为铜和铁的损失。
2.1有功功率损失
其中一个具体表现是变压器铁芯热,以热能的形式失去了大部分功能,必要时对配电变压器的运行有一定的影响。经过仔细分析,铁的损失包括滞后和涡流的损失.电磁感应原理在配电变压器中由于在反向电压装置的具体工作过程中,铁芯有其磁路,使在线回路中的电流形成闭环。有一个类似于涡流的旋转。同时,由于配电变压器铁芯产生涡流,配电变压器铁芯释放一定量的热量,消耗变压器的能量,而这一部分被称为涡流消耗。配电变压器磁滞损耗表现为交流电流通过配电变压器刚性部分时磁线尺寸和方向的系统变化,引起相互摩擦,导致配电变压器产生热能。配电变压器中的铜损耗并不常见,主要是指配电变压器在电阻环上的损耗,在此过程中将部分电能转化为热能消耗。
2.2无功功率损失
在配电变压器的情况下,由于该过程在配电变压器中没有实际的有功功率,能量转换和传输引起的损耗称为无功损耗。配电变压器无功功率损失也分为两部分。首先,配电变压器本身的电流与负载电流有恒定的关系,可以构成恒定的损耗。其次,配电变压器的负载电流越大,损耗越大,另一方面,由于变压器是基于与主磁路相连的电流,因此永久损耗与变压器的负载电流没有直接关系,在设计变压器时,有关人员不应考虑实际无功损耗设计的特殊电容。
3配电变压器经济运行控制方式及自动投切装置分析
3.1变压器经济运行方式的分析
配电变压器的用电负荷具有平均负载率低、季节性强、全年轻载空载运行时间较长等特点,配电变压器用电呈现出明显的夏季负荷率高、冬季负荷率低的特性。因此,合理提高变压器负荷率对于节能降损意义重大,具体可通过以下几种供电运行模式达到节能降损效果:
为降低配电变压器的损耗,将一个供电区域按照需求容量要求配置2台变压器,使2台变压器容量之和等于总需求容量。春冬季用电负荷不高时节,实行一台运行一台退出;当夏秋季用电负荷高峰期来临,再投放另一台变压器,两台变压器同时运行。该供电模式不仅满足经济运行要求,同时具有可靠性高的特点。在双变压器电房或双变压器预装式配电站中,可在低压配电室安装低压联络柜,通过联络柜将两排原独立的低压配电柜连接起来,原理接线见图1。每当夏季用电负荷高峰期,联络开关开环运行,2台变压器提供各自的负荷;当用电负荷不高时节,投放联络开关防护电器,把其中1台的负荷转由另1台变压器提供。这种模式提高了变压器的负荷率与利用率,减少技术线损,同时符合“N—l”供电准则,提高了供电可靠性。缺点是增加了设备投资,并且这种模式的联络点须满足以下特定的条件:
1)联络点相位应一致。首次合环或检修后可能引起相位变化的,必须经核相保证相位一致性;2)双变压器低压总开关、联络开关三者之间应有可靠的电气、机械等连锁,三者最多只能同时有二者合闸,应尽量避免合环操作与运行;3)联络环网供电后不会引起环网内各元件过载;4)继电保护与安全自动装置应适应环网运行方式;5)低压电网稳定性符合规定的要求;6)双变压器正常运行方式下,联络点两侧电压差、相位角应符合相关规定。
3.2配电网变压器自动投切装置功能
1)遥测、遥信、遥控基础功能;2)具备多配变经济运行策略,解决配电变压器重载、轻载及停运时间过长等问题;3)可直接与调度2主站通信(外置硬加密),也可通过FTU/TTU转发实时数据。
配电网变压器自动投切装置
4配电变压器经济运行控制方式对策
4.1变压器节能优化
在配电网当中,非晶合金铁芯变压器获得广泛应用,不但具备良好的可靠性与安全性,还可以降低损耗和减少噪声污染,效果较明显。非晶合金铁芯类型的变压器其所产生的损耗约为传统类型变压器的百分之十五左右,还可对系统进行全面性维护,如此能够充分降低变压器运行经济投入,是现时期常用的一种节能变压器,其空载损耗相比与S9类型的变压器存在较突出的节能优越性,要比S9类型的变压器低百分之八十左右。在配电网系统当中,应用这类变压器可以创造一定经济价值。
4.2变压器经济运行
变压器经济运行应结合具体情况来对变压器运行模式实施合理的优化,以提升负载率,最大程度降低电能转化过程中的损耗。以下分析两种方式:
1)#1配变重载越限
双配变经济运行-#1运行,#2停运。运行方式:1DL合位、2DL分位、3DL合位;I母、II母均有压。启动条件:当#1配变重载次数越限(一天内重载越限次数,可设),启动投切。动作过程:合上5DL;合上2DL;当#2配变有流(5min内任意一相有流),分开3DL;确认3DL分开后,#1配变重载越限投切成功。
2)#2配变重载越限
双配变经济运行-#1停运,#2运行。运行方式:1DL分位、2DL合位、3DL合位;I母、II母均有压。启动条件:当#2配变重载次数越限(一天内重载越限次数,可设),启动投切。动作过程:合上4DL;合上1DL;当#1配变有流(5min内任意一相有流),分开3DL;确认3DL分开后,#2配变重载越限投切成功。
电网变压器经济运行并不需要投入资金,只需在平时的电网系统运行科学的完成管理和维护工作,便可以使变压器经济运行效率得到有效提升,另外还可降低运行损耗。
4.3无功配置的优化
无功配置主要功能是最大程度避免配网实现节能期间出现电压不稳的情况,其可以对电压发挥平衡性效用。对配网实施无功配置有两个方法:一是可对变电所的无功负荷实施集中性的最优补偿,二是对电力用户所使用的变压器低压进行补偿。通常配电网能源都会受系统功率而产生影响,功率因素越小,能耗就越大,如此线损程度同样也会越大。对配网的无功配置实施补偿优化可以充分降低负荷无功损耗,同时增大配网功率因素,基于此提升电气设备转换率,促进节能降损目标的有效实现。
4结语
针对配电变压器的损耗现状,相关工作人员必须在充分了解变压器的基本结构的基础上,加快原材料的技术创新和智能运维技术的创新、优化配电变压器的选型、合理布局配电变压器、选用低能耗结构与材料、改进变压器运行方式等措施,来切实有效地达到降低配电变压器的电能损耗的目标。
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