有载调容配电变压器临界经济容量及其技术性能分析

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 有载调容配电变压器临界经济容量 及其技术性能分析 摘要：合理调整变压器容量，提 高变压器运行效率，可有效降低配电变 压器损耗。阐述有载调容配电变压器的 调容降损节能原理；通过不同容量组合 的有载调容变压器的总功率损耗理论分 析，给出其临界经济容量计算结果；对 比分析 SZ11-M-T 型有载调容变压器与 S11 型配电变压器的效率特性，验证有 载自动调容降损节能效果。 中国论文网 /1/view-12996259.htm 关键词：有载调容；配电变压器； 临界经济容量；有功损耗率；效率特性 中图分类号：TM421 文献标识 码：A 文章编号：1674-1161（2017） -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 04-0027-03 配电变压器的性能水平高低和降 损指标大小直接关系到电力企业和社会 的经济效益。根据负荷峰谷轮换，合理 地调整变压器的容量，提高变压器的运 行效率，是降低配电变压器损耗的有效 措施之一。 本研究提出一种确定临界经济容 量的方法，在此基础上探讨有载调容配 电变压器有功损耗率与负载率的关系， 对比分析 SZ11-M-T 型有载调容配电变 压器与 S11 型配电变压器的效率特性， 为合理使用有载调容配电变压器提供参 考。 1 有载调容变压器调容原理 现有的有载调容变压器自身有大、 小两个容量等级，并且可以根据负荷的 变化，通过调容开关改变绕组的联结方 式来实现大、小容量的调节，其调容原 理如图 1 所示。三相高压绕组在小容量 时呈星形连接，在大容量时呈三角形连 接。每相低压绕组由 3 段组成：27%匝 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 数的线段（I 段） ，以及另外 73%匝数的 线段由两根导线并绕而成两组（段、 段） 。段、段导线的截面约为 I 段导线截面的一半。小容量时 3 段全部 串联，大容量时段、段并联后再与 I 段串联。当变压器由大容量调为小容 量时，高压绕组由三角形连接变为星形 连接，使得每相电压降低，同时低压绕 组由先并联后串联变为 3 段全部串联， 使得低压绕组匝数增加，由于电压减低 与匝数增加的倍数相当，可以保证电压 比不变，从而达到调容的目的。 2 临界经济容量计算 有载调容变压器有大、小两个容 量，首先要解决的是何时调整变压器容 量的问题，即如何确定有载调容变压器 的临界经济容量。目前在实际工程应用 中，通常选取调容变压器小容量状态下 额定电流的 80%所对应的容量为临界经 济容量，但这种方法只是凭借经验值进 行选取，并不具有科学性与合理性。若 要合理选取有载调容变压器临界经济容 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 量，不仅要考虑变压器的利用率，更要 考虑变压器的经济运行方式。所谓经济 运行方式就是指变压器损耗最小的运行 方式。 根据公式以及有载调容变压器的 性能参数，可以计算出不同负载率时各 容量组合有载调容变压器小容量的总功 率损耗。将各容量组合小容量方式下的 不同负载率换算成其大容量方式下的负 载率后，即可计算出对应的大容量的总 功率损耗。表 1 给出了以小容量方式为 基准的不同负载率下各容量组合的有载 调容变压器大、小容量的总功率损耗。 以 S11-ZT 500（160）为例，对 其大、小容量在不同负载率下的总功率 损耗绘成曲线图，如图 2 所示。 由图 2 可以看出：在小容量负载 率为 0.600.70 之间产生交点，将在此 交点处所对应的负载率记为 LJ。以小 容量负载率为基准，当实际负载率 LJ 时，有载调容变压器在大容量方 式下总功率损耗更小，应使变压器切换 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 到大容量状态下工作；当实际负载率 LJ 时，有载调容变压器在小容量方 式下总功率损耗更小，应使变压器切换 到小容量状态下工作。由此可得出，此 交点即为有载调容变压器的临界负载率， 此时所对应的变压器容量即为有载调容 变压器的临界经济容量 SLJ。经计算， 得出各容量组合的有载调容变压器临界 负载率与临界经济容量（见表 2） 。 3 有功损耗率与负载率关系 有功损耗率是指变压器运行时自 身有功损耗占总有功功率的比例。有载 调容变压器的有功损耗率计算公式为： 式中：Po 为变压器空载损耗； Pk 为变压器负载损耗； Se 为变压器额 定容量， 为变压器负载率；Kt 为负载 波动损耗系数，一般取 1.05；cos 为功 率因数。 由公式（1）可以看出，变压器 损耗率除了与变压器自身的技术参数有 关以外，还与负载率和功率因数有关。 本研究分两种情况进行分析：1） 功率 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 因数相同，不同变压器容量在各负载率 下的情况。以小容量负载率为基准，由 前述计算可知，各种容量等级的变压器 临界负载率均在 0.600.65 之间，此时 对应的大容量负载率约为 0.20。因此在 大容量负载率不大于 0.20 时，使用小容 量的技术参数进行计算；在大容量负载 率大于 0.20 时，使用大容量的技术参数 进行计算（同样适用于后面变压器效率 计算中） 。由此，取功率因数为 0.90， 根据公式（1）计算 500（160） ， 250（80） ，160（50）这 3 种容量等级 的调容变压器在大容量不同负载率下的 有功损耗率，得出的结果绘成曲线图， 如图 3（a）所示。由图 3（a ）可以看 出，不同容量等级的调容变压器均在大 容量负载率为 0.20 时有功损耗率最低， 并且容量等级越高，其有功损耗率越低。 2） 变压器容量等级相同，不同功率因 数在各负载率下的情况。以 SZ11-ZT 500（160）为例，功率因数分别取 0.90，0.85，0.80，根据公式（1）计算 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 调容变压器在大容量不同负载率下的有 功损耗率，得出的结果绘成柱状图，如 图 3（b）所示。由图 3（b）可以看出， 在调容变压器容量等级不变的情况下， 功率因数越大，有功损耗率越低。 4 效率特性对比分析 变压器的效率是指变压器输出的 有功功率与输入的有功功率之比，其公 式为： 以 SZ11-M-T 315（100）和 S11 型额定容量为 315 kVA 的配电变压器为 例，取功率因数为 0.90 计算两种变压器 在不同负载率下的效率，得出的结果绘 成柱状图，如图 4 所示。由图 4 可以看 出，SZ11-M-T 315（100）型有载调容 变压器在负载率为 0.20 时效率最高， S11 型配电变压器在负载率为 0.300.40 时效率最高。并且在功率因 数相同的情况下，SZ11-M-T 315（100）型有载调容变压器效率均高 于 S11 型配电变压器。 5 结论 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 本研究提出的对临界经济容量的 计算方法，克服了以往对有载调容变压 器进行调容时凭借经验值的盲目性，按 照此方法进行容量调节，可以使变压器 一直工作在经济运行方式下。通过分析 可知，有