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    配电变压器节能及经济运行解决方案襄阳双联机电有限公司

    配电变压器节能及经济运行解决方案 变压器损耗约占输配电电力损耗的40%,推进变压器节能改造和经济运行具有重要意义。节能改造主要是使用节能型变压器。变压器经济运行是指能使整个电力系统的有功损耗最小/能获得经济效益的设备运行方式。

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    产品介绍

    服务领域
    综合能效
    业务场景
    校园、工业企业、楼宇、园区、医院
    优势亮点
    经济G效、性能稳定、寿命长久、安装简便、绿色低碳
    方案详情
    1. 变压器节能方法
    采用节能型变压器,进行经济化运营是为客户常态化节约用能成本的重要手段。变压器损耗主要由铁损和铜损组成。变压器的节能可以从两方面入手:
    一是更换变压器,降低铁损。主要是采用节能型变压器(非铁心、非晶合金)降低变压器的空载损耗;
    二是优化调整变压器容量,降低铜损。主要是为变压器合理选型,变压器过小,会造成更多铜损,反之,变压器容量选择过大,则增加相应的铁损,由此,根据变压器需要供电的载荷,结合变压器的经济负载率来反推额定容量,保障变压器的经济运行。

    (SCB13非晶合金干式变压器)
    变压器功率损耗特征曲线:

    非晶合金铁芯变压器,具有低噪音、低损耗等特点,其空载损耗仅为常规产品的1/5,且全密封免维护,运行费用极低。S7系列变压器是1980年后推出的变压器,其效率较SJ、SJL、SL、SL1系列的变压器高,其负载损耗也较高。80年代中期又设计生产出S9系列变压器,其价格较S7系列平均高出20%,空载损耗较S7系列平均降低8%,负载损耗平均降低24%,并且国家已明令在1998年底前淘汰S7、SL7系列,推广应用S9系列。非晶合金铁芯变压器SH12系列的空载损耗较S9系列降低75%左右,但其价格仅比S9系列平均高出30%,其负载损耗与S9系列变压器相等。
    2. 变压器节能收益
    节能变压器的计算公式:
    (1)有功损耗:ΔP=P0+KTβ²PK
    (2)无功损耗:ΔQ=Q0+KTβ²QK
    (3)综合功率损耗:ΔPZ=ΔP+KQΔQ
    Q0 ≈ I0%SN,QK ≈ UK%SN
    式中:Q0—空载无功损耗(kvar);P0—空载损耗(kW);PK—额定负载损耗(kW);SN—变压器额定容量(kVA);I0%——变压器空载电流百分比;UK%—短路电压百分比;β—平均负载系数;KT—负载波动损耗系数;QK—额定负载漏磁功率(kvar);KQ—无功经济当量(kW/kvar)。
    计算边界条件:
    (1)取KT=1.05;(2)变压器容量SN=800kVA联结组别为Y·yno;(3)对城市电网和工业企业电网的6kV~10kV降压变压器取系统最小负荷时,其无功当量KQ=0.1kW/kvar;(4)变压器平均负载系数,对于农用变压器可取β=20%;对于工业企业,实行三班制,可取β=75%,以下按这两种情况计算;(5)变压器(800kVA)价格按照S7=76000元,S9=91000元,SH12=118300元估算;(6)变压器运行小时数T=8760h,最大负载损耗小时数:T=5500h;(7)电费按综合电费0.60元/kWh(未按两部电价计算方法)。
    估算实例
    根据计算公式及计算条件,按β=20%和β=75%两种情况分析,投资价差回收年限,一般有两种计算方法:
    静态投资回收期:不考虑投资的货币时间价值,计算公式:
    SN=800kVA的SH12较S7多投资:ΔCS7=118300-76000=42300元
    SH12较S9多投资:ΔCS9=118300-91000=27300元
    在β=20%时,多投资的回收年限为:TS7=4.49(年);TS9=3.79(年)
    在β=75%时,多投资的回收年限为:T'S7=2.59(年);T'S9=3.79(年)
    其它容量的SH12较S7,S9多投资回收年限计算,均可采用上述计算方法及步骤。
    (2)动态投资回收期:考虑投资的货币时间价值,将投资及未来收益均以资金的折现率折为现值。此法计算复杂,要涉及通货膨胀率、资金银行利率、折现率等,因此不确定因素多。在此建议不采用此法,则宜采用静态投资回收期。
    3. 变压器经济运行
    在按经济观点确定投入几台变压器并联运行时,要考虑到变压器内的有功损耗和无功损耗。在研究中,常把无功损耗折算成有功损耗,常用一个称为无功经济当量的系数K,把无功损耗折算成有功损耗。
    无功经济当量系数K的意义是发出和输送1kVar无功功率,要耗费多少有功功率。例如若K=0.1,就表示发出和输送1kVar无功功率所消耗的有功功率是0.1kW。无功经济当量系数的值,随变压器安装的地点而不同。如果变压器安装在发电厂内,则K值很小,如果变压器安装的地点距离发电厂很远,则K值就较大,因为此时无功功率经过长距离电网输送,有较大的有功损耗。
    在某种情况下,各变压器的铁损不一定相等,负荷分配也比较复杂,故很难用简单的一个公式决定。一般是采用这样的办法,即把每台变压器的总损耗(包括有功和无功损耗)与负荷的关系画成曲线,把合起来几台变压器的总损耗和负荷的关系也画成曲线,放在一个坐标系中,纵坐标P为损耗(kW),横坐标S表示负荷(kVA)。多少负荷下该投入几台变压器,就看在该负荷下投入几台变压器时损耗最小,这可从查图上相应于该负荷的最低的一条曲线得到。一般图中有三条曲线,曲线1是单独一台变压器的损耗曲线,曲线2是另一台变压器的损耗曲线,曲线3是两台同时运行的变压器总的损耗曲线。损耗曲线的交点,就是确定经济运行变压器台数的分界点。
    4. 案例介绍
    某高校分为本部与分校两座校区,本项目对其变压器优化运行进行改造,学校本部配电室4座,供配电容量8000KVA,分校区配电室4座,供配电容量8000KVA,每年空调负荷高峰(9月)后,报停2台变压器,次年空调负荷高峰期(6月)到来前启用,项目对空调开关进行改造调整位置,更换母线,投入约17万元,每年进行倒闸操作两次,每年可节约用电量20万kWh,折合标准煤80.16 t。

    方案成效
    1.降低损耗,节约电能
    在电力系统中配电变压器的损耗占输配电系统损耗的40%以上,占配电系统损耗的一半以上,因此变压器节能尤为重要。
    2. 绿色低碳,实现减排
    变压器进行节能改造后,可以节约电量,也就是节约标煤,降低碳排放,实现绿色低碳。

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