摘要:在分析了kV配電變壓器運行現(xiàn)狀后,認(rèn)識到kV配電變壓器的巨大節(jié)能潛力,結(jié)合自我多年工作經(jīng)驗。 歸納總結(jié)了幾種提高配電變壓器電能轉(zhuǎn)換效率的節(jié)能降耗技術(shù)措施,保證配電變壓器安全穩(wěn)定、節(jié)能經(jīng)濟(jì)的高效運行。 變壓器是電力系統(tǒng)中重要的不同電壓等級電能轉(zhuǎn)換的主要電氣設(shè)備,同時也是一個電力系統(tǒng)中較大的電能消耗大戶。 就kV配電網(wǎng)上運行服役時間超過年的低效率高能耗的配電變壓器容量約占整個配電網(wǎng)系統(tǒng)容量的%以上,其總?cè)萘扛哌_(dá) .億kVA,這樣每年由于地效率配電變壓器產(chǎn)生的電能浪費十分巨大。 加上這些配電變壓器普遍存在參數(shù)較低、損耗較高、缺陷較多、自動化水平較低等問題,降低了配電網(wǎng)運行經(jīng)濟(jì)可靠性。 因此,對導(dǎo)致kV配電變壓器產(chǎn)生較高損耗的原因進(jìn)行歸納總結(jié)后,結(jié)合先進(jìn)的技術(shù)裝備,降低配電變壓器系統(tǒng)損耗。 提高配電網(wǎng)電能供應(yīng)的經(jīng)濟(jì)可靠性,對于節(jié)約能源、緩解電力供應(yīng)短缺、促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展等方面均具有非常重要的意義。 、確定變壓器間負(fù)載經(jīng)濟(jì)分配 國內(nèi)在大量研究專家學(xué)者的共同努力下,在配電變壓器節(jié)能降耗方面已取得了令人滿意的成果,其基本措施方法就是在配電網(wǎng)系統(tǒng)中廣推廣使用如S,S等高效能低損耗的配電變壓器;在實際調(diào)度運行過程中。 根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷變化特性,合理正確選用變壓器容量、臺數(shù)、以及調(diào)度運行模式;采用動態(tài)無功補償裝置等提高配電變壓器功率因數(shù)等也是配電變壓器節(jié)能降耗的主要技術(shù)措施,從而有效提高配電變壓器綜合利用效率水平。 由于kV配電變壓器在工程實際應(yīng)用中通常是由幾臺變壓器同時并列運行供電,即在配電網(wǎng)供電系統(tǒng)中配電變壓器有功功率和無功功率總損耗為所有變壓器損耗的總和。 從大量文獻(xiàn)資料和實際設(shè)計工作經(jīng)驗可知,在供電系統(tǒng)電力負(fù)荷總量不變,且變壓器運行方式也處于不變條件下,變壓器間負(fù)載量的分配不同其變壓器系統(tǒng)總有功損耗和無功損耗也會有很大差別。 因此,在多臺變壓器并列運行模式下,需要對變壓器間的總負(fù)載進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分配,從而使各變壓器均運行在良好工況條件下,使變壓器總有功功率損耗和無功功率損耗降到到系統(tǒng)較低值,達(dá)到節(jié)能降耗的目的。 、選用自動調(diào)壓器 眾所周知,配電變壓器有功損耗與配電網(wǎng)電壓的平方成正比,也就是說通過調(diào)整配電變壓器負(fù)載分接頭檔位、在母線上投切對應(yīng)補償電容器等技術(shù)手段。 從而在保證配電網(wǎng)電壓質(zhì)量水平的基礎(chǔ)上,通過適度優(yōu)化調(diào)整配電網(wǎng)運行電壓,就可以使配電變壓器達(dá)到節(jié)電降損的目的。 從大量實際工作經(jīng)驗來看,當(dāng)配電變壓器運行過程中其過電壓水平達(dá)到額定電壓值%時,其內(nèi)部鐵損量將會增加到%;而當(dāng)配電變壓器的過電壓水平達(dá)到額定電壓值的%運行。 其內(nèi)部鐵損量則會急劇增高到額定時的 %以上,且變壓器內(nèi)部空載電流值也會大幅度增加,從而增大了供配電系統(tǒng)中的無功損耗總量。 配電變壓器在實際運行過程中,通過相應(yīng)設(shè)備控制避免其出現(xiàn)過電壓運行工況,一方面可以延長變壓器使用壽命,另一方面可以降低變壓器內(nèi)部鐵損和激磁損耗,保證其高效穩(wěn)定運行。 因此,選用新型節(jié)能配電變壓器對提高配電變壓器電能轉(zhuǎn)換率具有非常大的工程實際意義。自動調(diào)壓器是一種可以自動跟蹤供配電系統(tǒng)中輸入電壓值的變化(主要由電力系統(tǒng)中負(fù)載波動引起)值而通過內(nèi)部電壓的自動調(diào)節(jié),保證整個電壓輸出穩(wěn)定。 自動調(diào)壓器實際就是一個恒定輸出的三相自耦變壓器, 它可以在供配電系統(tǒng)電壓處于%波動范圍內(nèi),利用內(nèi)部相應(yīng)控制器對整個電壓進(jìn)行動態(tài)調(diào)節(jié)。 保證其輸出電壓的恒定,從而有效提高供配電系統(tǒng)的供電電能質(zhì)量水平, 保證kV供配電系統(tǒng)高效穩(wěn)定的運行,達(dá)到節(jié)能降耗的目的。 、無功補償提高變壓器負(fù)載功率因數(shù) 在配電網(wǎng)系統(tǒng)中有大量感應(yīng)電動機和其他感應(yīng)電氣設(shè)備,這些設(shè)備在運行過程中除了消耗配電網(wǎng)有功電能外,還需要一定量的無功功率維持系統(tǒng)電磁平衡。 配電網(wǎng)中無功容量的減少,勢必會導(dǎo)致整個系統(tǒng)功率因素cosΦ值較低,從而增加了配電變壓器的系統(tǒng)能耗,增大了電能損失。 采用SVC、SVG等無功補償裝置,可以對配電網(wǎng)系統(tǒng)無功進(jìn)行實時補償,從而實現(xiàn)配電網(wǎng)區(qū)域無功的動態(tài)平衡,使配電網(wǎng)負(fù)載電流降低,減少變壓器的有功損耗和無功損耗,達(dá)到節(jié)能降耗的目的。 在配電變壓器允許電壓偏差范圍內(nèi),選用調(diào)壓與補償電容器相結(jié)合的無功調(diào)節(jié)措施方案,可以實現(xiàn)配電變壓器峰谷運行工況條件下的逆調(diào)壓節(jié)能運行需求。 、保持配電變壓器運行三相負(fù)荷實時平衡 當(dāng)配電變壓器三相負(fù)荷處于不平衡狀態(tài)時,就會造成變壓器三相壓差過大,從而產(chǎn)生負(fù)序電壓,導(dǎo)致供配電系統(tǒng)電壓發(fā)生波動,影響電壓質(zhì)量和供配電系統(tǒng)安全可靠運行。 由于變壓器某相繞組中負(fù)荷電流過大,就會導(dǎo)致該繞組的銅損增大,增大變壓器損耗;負(fù)荷三相不平衡還會造成變壓器內(nèi)部磁路發(fā)生不平衡,從而形成大量的漏磁通,且在流經(jīng)銅皮、變壓器鐵心夾件等部件,就會產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象,增大變壓器內(nèi)部雜散損耗。 配電變壓器三相負(fù)荷不平衡是其產(chǎn)生巨大能耗的主要原因,當(dāng)配電變壓器處于三相平衡負(fù)荷運行工況條件下,其負(fù)載損耗小; 而當(dāng)變壓器處于三相負(fù)荷不平衡運行工況下,其總能耗為三相損耗的總和,尤其當(dāng)變壓器運行在三相不平衡狀態(tài)下,其系統(tǒng)損耗就是平衡負(fù)荷時損耗的三倍。 配電變壓器處于三相負(fù)荷不平衡運行工況條件下,不僅會增加自身能耗,同時還會增加一次高壓側(cè)線路損耗,據(jù)大量實際運行經(jīng)驗表明,配電變壓器處于不平衡運行工況時,其高壓線路的電能損耗會增加.%。 因此,在kV配電變壓器運行工況設(shè)計、施工、以及后期運行維護(hù)過程中,應(yīng)該對電力負(fù)荷進(jìn)行充分統(tǒng)計分析,設(shè)計出高效經(jīng)濟(jì)合理的供配電系統(tǒng)布線方案,并采取先進(jìn)的技術(shù)手段措施,保持變壓器運行時其三相負(fù)荷長期處于近似平衡工況。 變壓器選擇應(yīng)盡量選在負(fù)荷中心位置。在后期運行維護(hù)過程中通過監(jiān)控系統(tǒng)實時監(jiān)測供配電系統(tǒng)電壓水平,并對不合理運行工況進(jìn)行及時調(diào)整。 對于kV配電網(wǎng)系統(tǒng)中的大容量單相電氣設(shè)備,應(yīng)設(shè)單相變壓器,并直接接在供配電系統(tǒng)的高壓網(wǎng)絡(luò)上; 同時采取相應(yīng)無功補償及消諧裝置,提高供配電系統(tǒng)功率因素,保證kV供配電系統(tǒng)安全穩(wěn)定、節(jié)能經(jīng)濟(jì)的高下運行。 因此,通過調(diào)整配臺區(qū)的三相負(fù)荷使變壓器基本處于平衡運行工況,是降低配電變壓器運行損耗一個重要技術(shù)手段。 結(jié)語 kV配電變壓器的節(jié)能降耗技術(shù)措施較多,除了上述幾種技術(shù)手段外,變壓器運行溫度等也是影響配電變壓器節(jié)能經(jīng)濟(jì)運行的一個因素,因此,在配電網(wǎng)實際運行維護(hù)過程中。 必須結(jié)合配電變壓器的實際運行情況,采取合理有效的技術(shù)措施保證配電變壓器長期運行在良好工況,有效降低配電變壓器運行綜合能耗,實現(xiàn)配電變壓器節(jié)能降耗經(jīng)濟(jì)調(diào)度運行目標(biāo)。

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