江耘

摘 要：隨著科技的不斷進步，低損配電變壓器在不斷升級，新型低損變壓器的最高效率經(jīng)濟負荷也已發(fā)生變化。以重新確定新型低損配電變壓器的最高效率經(jīng)濟負荷為目的，重新分析了選用變壓器的條件。

關(guān)鍵詞：低損配電變壓器；負載損耗；空載損耗；經(jīng)濟負載率

中圖分類號：TM421 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.17.091

日常配電變壓器運行效率最高的標準為：負載損耗等于空載損耗時效率最高、損耗最小。教科書上的實例計算顯示，配電變壓器的最高效率經(jīng)濟負荷在額定容量的70%左右。

1 低損配電變壓器的最優(yōu)效率

以1臺1 000 kVA的10 kV配電變壓器為例，分別參照某知名品牌的S7、S9、S11和S14變壓器的損耗參數(shù)計算，具體計算結(jié)果如表1所示。

當(dāng)考慮到變壓器的無功損耗所引起的有功損耗時，可加入IO%、Ud%、KT和KQ等參數(shù)計算。

調(diào)整空載損耗的計算式為：

Po+（SN×IO%/100）×KQ. （1）

調(diào)整負載損耗的計算式為：

Pd×KT×β2+KQ×KT×（SN×Ud%/100）×β2. （2）

變壓器損耗最小、運行效率最高的運行狀態(tài)稱為“變壓器的經(jīng)濟運行”。單臺變壓器的經(jīng)濟運行出現(xiàn)在負載損耗等于空載損耗時，此時的變壓器效率最高、損耗最小，計算公式為：

βjj= . （3）

此外，還應(yīng)計算βjj負載率運行時變壓器的實際損耗和每千伏安的負載損耗功率。通過計算，當(dāng)負載損耗等于空載損耗時的效率最高負荷率如表2所示。

從表2可以看出，因低損變壓器的空載損耗下降，且其負載損耗下降較少，使其經(jīng)濟負載率降低，這樣可使常用配電變壓器的經(jīng)濟運行區(qū)間處于低負荷水平。如果按照計算所得的負載率選用變壓器，則會浪費空間、增加投資。在實際使用中，空載損耗是24 h運作的，而負載損耗、用電功率和時間有很大的變動，比如采用一班工作制的工廠企業(yè)的正常工作時間占總時間的比例很小，且高負荷時間短、低負荷時間長。在現(xiàn)實中，設(shè)計選型時多以80%～85%的負載率選用配電變壓器，以實現(xiàn)夠用并留有發(fā)展備用容量的目的。

2 低損配電變壓器選用分析

以1臺1 000 kVA的10 kV配電變壓器為例，分別參照某知名品牌的S7、S9、S11、S14變壓器的損耗參數(shù)計算?？倱p耗=空載損耗+負載損耗，每千伏安的損耗=總損耗/負載容量（kVA），并以負荷率β為X軸，每千伏安的損耗為Y軸制圖，對比配電變壓器S7、S9、S11、S14等型號的分析曲線。

以型號為S7的曲線為基數(shù)參照，與S9、S11、S14的分析曲線進行差值對比。按每千伏安的損耗數(shù)值比較各型號配電變壓器曲線的結(jié)果如圖1所示。

圖1 按每千伏安的損耗數(shù)值比較各型號配電變壓器曲線的結(jié)果

2.1 各型號的曲線分析

當(dāng)負載率為1時，由數(shù)據(jù)分析可知，如果變壓器負荷為100%，則使用最多的S11配電變壓器的損耗為S7的85%，較新的S14配電變壓器的損耗為S7的73%.其在高負荷區(qū)間的數(shù)據(jù)曲線較相似，因此，提升型號對節(jié)能減排有很好的促進作用。

在低負荷區(qū)間，因低損配電變壓器不斷升級，新型低損變壓器的最高效率經(jīng)濟負荷已發(fā)生變化，特別是新型低損配電變壓器的空載損耗下降較快，負荷損耗受材料因數(shù)的影響下降較慢。在教科書中，配電變壓器的最高效率經(jīng)濟負荷在額定容量的70%左右的標準已不再適用，且在低負荷區(qū)出現(xiàn)了最高效率經(jīng)濟負荷。因此，變壓器的型號越高，最高效率經(jīng)濟負荷越低。

2.2 差值走向分析

與S7對比的曲線中，S7-S14和S7-S11曲線的走向明顯向上，因此，配電變壓器的負荷率越低，更換更高型號低損變壓器后的減損值越大。在實際使用中，空載損耗是24 h運作的，而負載損耗、用電功率和時間有很大的變動，比如采用一班工作制的工廠企業(yè)的正常工作時間占總時間的比例很小，且高負荷時間短、低負荷時間長。因此，經(jīng)常采用輕負載配電變壓器時，應(yīng)優(yōu)先選用高型號的配電變壓器，且可升級已處于低負荷運行的變壓器，比如在中央空調(diào)、電梯等全負荷運行時間短、配變?nèi)萘恳蟾叩脑O(shè)備中，應(yīng)優(yōu)先選用高型號的低損配電變壓器。

在新增配電變壓器的選型中，應(yīng)考慮到S7-S14與S7-S11曲線相似，因此，在選型時應(yīng)考慮設(shè)備價格和使用年限。如果項目為臨時用電等年限不長的工程，則應(yīng)考慮其基建負荷功率大、用時間短的特點，進而在選擇價格和型號時對比投資和回收成本的時間。

在新增配電變壓器的選型中，還應(yīng)考慮到S7-S9與S7-S11曲線相似，高負荷區(qū)內(nèi)S9與S11的損耗接近，因此，選型時應(yīng)優(yōu)先考慮設(shè)備價格。比如，在常滿高負荷運行的三班制中，在機器化和自動化生產(chǎn)線等負荷較大的設(shè)備中，選型時應(yīng)優(yōu)先考慮設(shè)備價格。

3 結(jié)束語

隨著科技的不斷進步，低損變壓器的節(jié)能減排效果越來越明顯。當(dāng)新型號變壓器的價格下降后，應(yīng)按實際考慮，參考設(shè)備的經(jīng)濟參數(shù)指標和各行業(yè)的負荷運行特點，參照時間、設(shè)備使用年限等綜合分析，從而更好地利用電力資源。

參考文獻

[1]王孔良.用電管理[M].北京：中國電力出版社，1997.

〔編輯：張思楠〕