变压器容量范文（精选10篇）
变压器容量 第1篇
关键词：变压器,容量,选择,节能
随着国民经济的飞速发展, 对电力需求快速增长, 电力建设也加快步伐, 但能源的过度消耗加剧了环境的恶化, 节能减排的呼声也越来越强烈, 作为国民经济支柱的电力行业首当其冲。电力在输送的各个环节均存在不同程度的损耗, 而变压器广泛配置在各个环节中, 一般来说, 从发电到用户需要经过3~5次的变压过程, 电能穿过变压器时要产生有功功率和无功功率的损耗。由于变压器的数目多, 总容量大, 所以在广义电力系统运行中, 变压器总的电能损耗约占发电量的10%左右。对全国来说, 意味着全年总的电能损耗为2500多亿度, 相当于三个中等省份用电量之和, 如果在这些损耗中节约10%, 折算成碳排放相当于2492.5万吨的二氧化碳。
变压器损耗包括空载损耗和负载损耗, 随着变压器的制造技术的发展, 两种损耗都有大幅下降, 但是, 在变压器的发展过程中, 磁性材料的制造技术方面取得更快的进展, 这就导致空载损耗的下降速度远远超过负载损耗的下降速度。因此, 在电网规模不断扩大的趋势下, 合理的配置变压器容量, 降低变压器损耗, 提高供电能力和供电质量, 对于节约能源、缓解电力短缺、保护生态环境、加速国民经济发展都具有十分重要的意义。
1 变压器容量选择存在的问题
变电容量和台数是影响电网结构、供电可靠性和经济性的重要因素, 因此变电站容量和变压器台数是电网规划中必须决策的问题。长期以来, 在变压器容量的配置设计中, 强调系统的安全运行而忽视了经济运行, 仅根据最大负荷来配置变压器容量与台数, 这不仅造成变压器损耗过大, 也在一定程度上降低了供电能力和供电可靠性。如果按照变压器在最大负荷时效率最高来选择容量, 则只是在变压器输出功率恰为最大负荷时效率最高, 但变压器并不是时刻保持满负荷运行。
目前, 变压器容量配置的常用方法包括:“手册”法、按年费用选择变压器容量、最佳负荷系数法。“手册”法只是从满足负载容量要求的角度提出的, 其经济效益要从节约资金和节约能源两方面加以综合比较;从年费用的角度选择变压器的容量考虑了一次性投资费用和年运行费用, 但较少考虑供电可靠性和节约能源的要求;采用变压器的最佳负荷系数βzj选择变压器容量是以变压器效率最高为出发点, 公式如下:
但是从实践经验不难看出, 供电系统运行时变压器容量偏大, 一次性投资就会增加。通过变压器效率的曲线可以知道:当变压器负荷系数在β=βzj点运行时其效率为最高;当β>βzj时, 随β的增加其效率下降缓慢;而当β<βzj时, 随β的下降其效率下降较快, 通常为β>βzj时下降速率的4倍左右。在工业企业中, 由于各种因素的影响, 变压器负荷率变化时, 其β<βzj时运行概率较β>βzj时大得多。由此可见, 用βzj来选择变压器容量并不能达到满意的效果。
2 按功率损耗最小选择变压器容量
对于双绕组变压器, 有功功率损耗为:
式中:P0为变压器空载有功功率损耗, 也称为铁耗;Pk为变压器的短路有功功率损耗, 也称为铜耗;β为变压器的负荷系数, 即变压器的计算负荷与其额定容量之比, β=S/SN。
变压器的有功功率效率为:
式中:cosφ2为变压器低压侧的功率因数。
当铜耗与铁耗相等时, 变压器的效率最高, 因此, 变压器有功功率效率最高时的负载率为:
变压器最高的有功功率效率为:
分析式 (3) 、 (5) 可知, 欲提高变压器运行的效率, 制造厂应尽量降低P0和Pk的绝对值, 电力用户应尽可能地提高功率因数。变压器的变压过程是借助电磁感应实现的, 它相当于一个感性无功负荷, 因此, 变压器在运行中, 除损耗有功功率外, 还存在无功功率损耗, 并且无功功率损耗远大于有功功率损耗。变压器空载时电源侧的励磁功率损耗为:
式中:S0为变压器空载试验时电源侧的视在功率;I0%为变压器空载电流的百分数
同样, 变压器额定负载时所消耗的漏磁功率为:
式中:Sk为变压器在短路试验时电源侧的视在功率;Uk%为变压器阻抗电压的百分数。无功电流通过变压器时, 也会造成变压器消耗有功功率。为了计算方便, 将无功功率折算为有功功率, 引用无功功率的经济当量K, 它是每减少1kvar无功功率消耗时, 导致连接系统有功功率损耗下降的数值, 单位是kW/kvar, 它的数值取决于从发电厂至电力用户的送电距离、电压变换次数, 电网无功补偿情况。大致的估值, 35kV~100kV降压变压器, K值取0.1, 6kV~10kV降压变压器, K值取0.15。变压器的综合功率损耗为:
考虑变压器有功功率、无功功率损耗综合效率最高时的负载率为:
通过比较可以发现, 选的变压器功率损耗最小, 比按功率效率最高时的负载率选择变压器容量大一个容量等级。因为同一型号的变压器的最高效率是随着其容量的增大而略有增加, 每上升一个容量等级, 其有功功率的最高效率也会平均增加。在某一负载下, 选某一级容量最高, 但比选大一级容量, 它虽不是功率效率最高, 仍比其选小一级容量时的功率效率还是高。另一方面, 变压器的容量不是连续的, 而是离散的, 按连续函数求极值的方法是不严密的。
3 结语
变压器容量 第2篇
广西电网公司柳州供电局：
我公司拟建100万吨水泥粉磨系统，需增加11500KVA的用电容量，根据贵局同意增容的批复报告，我公司委托柳州电力勘察设计有限公司进行工程设计，经我公司内部审核，同意按柳州电力勘察设计有限公司的工程设计。
广西鱼峰水泥股份有限公司
2010年3月26日 关于增加变压器容量工程验收报告
广西电网公司柳州供电局：
我公司拟建100万吨水泥粉磨系统，需增加11500KVA的用电容量，根据贵局同意增容的批复报告，委托广西九盛建设工程有限公司进行工程施工。目前工程已完工，请供电局于2010年4月2日上午来厂组织工程验收。
特此报告！
广西鱼峰水泥股份有限公司
2010年3月31日 关于增加变压器容量工程施工报告
广西电网公司柳州供电局：
我公司拟建100万吨水泥粉磨系统，需增加11500KVA的用电容量，根据贵局同意增容的批复报告，已委托柳州电力勘察设计有限公司进行工程设计，现委托广西九盛建设工程有限公司进行工程施工。
特此报告！
广西鱼峰水泥股份有限公司
2010年3月9日
关于增加变压器容量工程完工申请供电报告
广西电网公司柳州供电局：
我公司拟建100万吨水泥粉磨系统，需增加11500KVA的用电容量，根据贵局同意增容的批复报告，委托广西九盛建设工程有限公司进行工程施工。目前工程已完工，请供电局于2010年4月2日上午来厂组织工程验收,申请供电。
特此报告！
广西鱼峰水泥股份有限公司
变压器容量 第3篇
关键词：10 kV;配电变压器容量;经济可靠;规划
中图分类号：TM401.1 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）26-0079-02
1 概 述
现阶段，我国大部分地区只规定了配电变压器的负荷报装容量下限，而没有对其上限进行相应的限制。例如：我省的供电部门只制定了相关部门规章要求80 m3及其以上的普通住宅用户所申请的容量不得小于6 kW，商业用户每1 m2不得低于
100 W，非工业用户每1平方米不得小于80 W。这种制度条例容易造成用户选择更大容量的配电变压器，造成“大马拉小车”现象的出现，不符合我国电力行业的经济利益。因此，必须对其进行改进。
针对10 kV配电变压器容量的经济可靠性规划进行一系列的研究分析。借此平台，与各位相关研究人员交流讨论。
2 简述配电变压器
配电变压器是将某一数值的交流电压或者交流电流通过电磁感应定律转变为与其频率相同的另外一种或者几种数值不同的交流电压或者交流电流的一种电气设备，其主要作用是传输电能。
因此，额定容量是其主要参数，其数值表示所传输电能的大小，用kVA或者MVA来表示。我国现阶段，配电变压器产品可按照电压等级的不同分为：
①特高压，是指750 kV以上的变压器。
②超高压。指500 kV以上的变压器。
②高压指：220～110 kV变压器。
④中压指：35 kV及以下变压器。
在对我国居民进行供电的过程中，10 kV高压电网采用三相三线中性点不接地系统的方式进行;用户变压器供电为实现三相四线制供电，大多数选择D/yn11结线方式的中性点直接接地系统进行运行。在此，我们主要讨论10 kV高压电网的运行。在配电变压器的运行过程中，既可能发生由于配电变压器容量过大而出现的欠载运行现象，也可能出现因过载而导致的设备过热现象，从而对电力系统供电的经济可靠性造成严重的影响。
因此，在进行配电变压器的选择工作时，要以其最大负荷量为标准。这样，便可在充分利用配电变压器设置容量的基础上，延长配电变压器的使用寿命。
3 配电变压器容量的优化工作
①由于配电变压器器的成本主要包括：
配电变压器运行过程中的相关投资与运行成本。这一部分主要指的是配电变压器自身的成本，主要涉及的方面为配电变压器的设备投资费用、相关设施设备的消耗与磨损费用、运行费用等。
②由于配电变压器容量的约束而造成的一系列相关损失。主要是指配电变压器在欠载运行的情况下所造成的空载有功损耗、空载无功损耗、短路有功损耗、短路无功损耗等。
通常情况下，供电可靠性与配电变压器投资费用之间存在着一定程度的矛盾，相关研究人员通过对其进行一系列的分析研究，发现可以利用模糊方法，采取加权处理对两者进行协调。
4 配电变压器优化求解
通过研究分析，相关人员发现可以建立相应的配电变压器容量优化模型。运用该模型对某一型号配电变压器的投资成本、运行成本、损失成本等进行一系列的计算。
一般来说，该模型的求解方法如下：
①确定一段时期内配电变压器负荷预测的概率分布，一般多采用正态分布的方式。在这一过程中，主要通过确定其平均值与方差，设定显著性水平，来得到配电变压器负荷的最值。
②根据相关公式计算不同容量配电变压器所对应的上级电网成本。
③由于相同型号下，配电变压器的容量与参数的不同。所以，在对配电变压器优化模型进行求解的过程中，相关人员应针对配电变压器容量的不同，根据其负荷的概率分布，计算不同负荷水平下的能量损耗与点损失值。
④在之前数据的基础上，计算不同容量配电变压器的总成本，从而得出最佳的配电变压器容量，实现配电变压器容量的经济可靠性规划。
5 案例分析
接下来，对我省某一用电部门进行配电变压器容量优化计算工作。在这一过程中，该用户的概率密度函数为：
f（pit）=1/44.8*√2πexp{-[（-x-145）2/2*44.8]}
其中，贴现率为10%，电价为1 kW·h0.5元，上级电网预留单位容量成本为1 kV0.03万。假设其显著性水平为1%。
通过计算，发现：其负荷值没有出现低于50 kW或者大于250 kW的现象。因此，其负荷量的最大值为250 kW，最小值为50 kW。通过配电变压器相关优化模型，对其进行一系列地仿真计算，得出不同容量配电变压器下的各种费用数值，见表1和表2。
从以上表格中，我们可以看出：
①对于不同容量的配电变压器，配电变压器的投资与上级网络成本随着配电变压器额定容量的递增而增加，失电成本则随之减少。同时，运行成本呈现先降后升的状态。所有的综合成本也是先下降后上升。此时，如果按照利益最大化原则，则配电变压器的最优容量为250 kV。但是，如果去除上级网络成本的影响，则其最优容量为400 kV。
从中，我们也可以看出上级网络成本在总成本中的重要作用，其对结论有着重要的影响。
②当综合费用处于最小值时，优化的配电变压器容量的有功带载能力达到了有功负荷预测上限值的92%，平均负载率为0.6。此时，配电变压器的经济可靠性较高，处于经济运行状态。
通过对不同类型用户的负荷曲线波动异常状况进行研究分析，发现其中的差异。商业负荷波动最大，单位失电成本也较大，所以其所用的配电变压器容量也较大;工业负荷则处于平稳状态，没有较大的波动出现，因此其配电变压器成本值最小，所需要的变压器容量也比商业配电变压器以及居民配电变压器小。
6 结 语
在电力行业中，配电变压器的选择具有非常重要的作用。因此，受到了电力行业相关部门的高度重视。不同的用电部门应根据自身的不同特点，选用不同类型的配电变压器，避免“欠载”或者“过载”现象的发生，保证其经济可靠性[5]。通过对配电变压器优化工作进行一系列地研究分析，根据算例仿真模型，对10 kV配电变压器的经济可靠性进行分析，提出最优的解决方法，使配电变压器能够处于经济运行状态，解决现阶段我国大部分地区出现的“大马拉小车”现象。
参考文献：
[1] 黄山，李敏虹，李丹，等.10 kV配电变压器容量的经济可靠性规划[J].电 力系统及其自动化学报，2012，（12）：134-137.
[2] 王贤军，江炜，程军.10 kV配电变压器的安装技术研究[J].电子技术，
大容量变压器安装问题探讨 第4篇
关键词：变压器,安装,安装问题
1 变压器安装步骤问题
为了保证变压器的安装能够有序进行,就需要按照一定的步骤进行,特别是在前期的准备工作,充分的前期是减少安装故障的有效措施。一般变压器的准备工作的步骤是附件和变压的接收、现场测试、绝缘油处理、附件清洁、抽真空脱水气。
1.1 附件接收和现场测试
变压器在安装之前首先要做的是对附件进行清点,查看到货后附件的数量和外观质量。当变压器的主体到达指定地点之后,要检查对冲击记录仪进行检查,以及氮气(或干燥空气)压力是不是在0.01~00.3MPa规定范围内。现场测试完成之后,还要对产品的合格证明书进行检验,查看变压器的型号以及规格是不是满足采购的标准。此外,变压器受潮情况和绝缘油的油罐漏油是安装前必须注意的问题。
1.2 绝缘油处理
当储油罐到位后,首先要放干罐内残留的油,之后再开始检查,确定油罐清洁之后才可以储油,避免绝缘油被杂质污染。如果绝缘油的质量没有达标,务必需要对情况进行分析,并采取针对性的措施,使用的处理设备应当确保具有压力式滤油机和高真空净油机。当测试达标之后方可向变压器进行注入工作。
1.3 附件清洁、核查和测试
首先是散热器的核查、试漏和清洁。核查方面,达标的散热器的外部没有脱漆、紧固件松懈或者破损、变形等。且风扇中的潜油泵和油流继电器旋转时是顺畅而无卡顿的情况,电机绕组的绝缘电阻要超过10MΩ,当通电运行时无不正常的现象,比如噪声、振动和散热器过热等,如出现这些情况应查出缘由并进行处理。试漏方面,散热器的试漏要在密封的条件进行,并按照规定的压力值采用油压或者气压进行试验,正常的情况是30分钟之后没有出现渗漏的情况。清洁方面,将散热器中的油腔开启,用手伸入油腔和散热管的内部检查是否有污物,如果有可用达标的绝缘油清洗。
其次,储油柜的试漏和清洁。试漏方面,可用0.002MPa气压对胶囊进行试验,30分钟之后检查是否存在漏油的现象,而油位计中的小型胶囊用注油的方式检查即可。清洁方面,胶囊式储油柜清洁时需要将端盖打开,然后在使用达标的绝缘油清洁。
最后是其他附件的清洁和检查。应当确保所有和变压器连接的附件都进行处理,再用达标的变压器油清洁,保证变压器不会出现锈蚀的情况。
1.4 抽真空脱水汽
通常情况下,厂家在运输变压器时会向其注入干燥空气,当变压器到位后就需要用抽真空的方式将油箱内进行抽空处理。将一个真空阀安置在油箱顶端的进油阀,抽空之前,先只把管道进行抽空,便于明确抽空的最大限度。如果超过了10Pa,就需要对真空泵进行检修,或者查看管道是否有渗漏的问题。抽空时,要随时注意渗漏问题,此外,即使真空泵的压力值到了实际的最高值,还是保持真空泵的工作继续,将真空度维持在一定的程度。
2 变压器器身的检查问题
所有附件检查完成之后就可以进行附件的安装,此时就需要做好变压器器身的检查,保证变压器能够保持出厂时的绝望状态,变压器器身的检查可采取内检的方式,然后再通过真空注油。
内检 :将油箱的人孔开启,内检人员到油箱内部,根据要求的内检项目和技术进行逐项的检查。如果厂方或现场配有干燥空气发生器,内检时应不断将干燥空气在油箱中吹放,吹放的频率保持在2m3/min ;如果没有该装置,应将油箱的各个孔盖打开,确保油箱内的空气流通,根据实际情况的要求可注入干燥空气。
真空注油 :注油的过程中,继续将真空泵启动,与抽真空一样,注油阀门还是用抽真空阀,这样变压器附件和部件都可以在整体上进行注油。可用真空滤油机从油箱的底部将油注入进入。只要注入的油与油顶盖的距离大概在200~300mm就将真空阀门关闭,真空滤油机继续运行。如果变压器没有载调压分接开关,当油位接近装气体继电器的外封板,真空滤油机就可以停止运行,如果带有这种开关,只要油注满开关的绝缘筒就可以停止运行真空滤油机。
3 变压器重要装置的安装问题和注意事项
3.1 安装冷却装置
散热器属于变压器的冷却装置,通常来说厂方提供的变压器安装冷却装置中包含了散热器和冷却风扇。在安装这些部件之前,首先要根据冷却装置图对导油管和冷却器的支架进行安装 ;其次,将运输盖板打开,检查冷却器的内部是否有锈蚀和污物 ;最后,确保吊立冷却器呈直立悬挂,如果检查到内部存在杂物,应当使用达标的变压器油清洁冷却器,将其和冷却器的支架和导油管路安装。
3.2 安装套管式电流互感器
套管式电流互感器根据电压的不同分为高压、中压、低压和中性四种,安装时须根据变压器的总装配图进行安装。其中中压和中性安装前,须将其套管的均压球拧下,然后套入适合的引线上。
3.3 安装高压套管和技术要点
安装高压套管之前第一步需要对瓷件的表面进行检查,确认没有破损,金属部分也没有锈蚀和漏油的情况。其次,将套管下方的导电管头的密封盖打开,检查导电管的内部是否清洁。一旦有杂物,就需要用干净的抹布擦除杂物。同时,将套管呈水平的方式吊起。起吊前为了保证套管瓷件不被损坏,就需要在与其接触的钢丝绳之间垫放棉布或者其他软件材质的材料等 ;起吊时当水平起吊的距离与地面相距2.5m左右,应用2T倒链进行操作,以此让套管始终保持垂直的状态,防止套管起吊过程中波动过大。再其次,高压套管吊至安装位置后,需要1名安装员工在套管的尾端把一端装有M12螺栓的铁线穿进导电管里,将螺栓与引线上的对应的螺孔拧紧,使引线能拉进导电管内,保证套管能够已较慢速度下落。同时整个过程都需要一名起重员工位于高压电流互感器上边对套管的就业进行监视。最后将套管和电流互感器上的法兰利用螺栓稳固,且将套管的油表外放。
3.4 其他安装注意事项
中压、中性点和低压套管的安装的流程基本与高压套管一致,中压和中性点套管安装中需要注意的就是套管和电流互感器法兰之间保持一定的间隙,避免套管瓷件因碰撞而损坏,低压套管安装则需要注意拧紧螺栓时所使用的力矩,大概是35N·m±6N·m,且应保证接线板的导电接触面是平滑的。
储油柜和不同联管在安装时要严格根据变压器的总装配来进行安装,其他诸如接地套管、气体继电器和吸湿器等组件安装时则需要厂方配备的产品安装说明书来操作。所有部件安装之前,都需要对部件进行清洁工作,并利用达标的变压器油清洗部件中的杂物,安装过程中除了需要专门的安装人员,还需要一名监督人员,对安装过程进行监督,安装完成之后,还需要对完成安装的部件进行测试工作,保证其投入使用时不会出现明显的故障问题。
4 结束语
变压器容量 第5篇
上一款：已经没有了 下一款：
油浸式电力变压器〔2010年9月9日〕
→ S11系列35KV级电力变压器
沈阳天通变压器厂是一家技术力量雄厚,工艺装备一流和检测设备先进的电力变压器,35KV级电力变压器,S11系列35KV级电力变压器生产企业
关键字：变压器 干式变压器 电力变压器 特种变压器
→ 油浸式电力变压器
10KV,35KV级S9,S10.S11系列配电变压器，容量范围30-3150KVA；铁芯为三相三柱式，多级阶梯圆柱型；线圈采用同绕技术，同心度好，抗短路能力强，主要技术指标达到同类产品国内先进水平。
关键字：变压器 干式变压器 电力变压器 特种变压器
→ 10KV级油浸式电力变压器
沈阳天通变压器厂是一家技术力量雄厚,工艺装备一流和检测设备先进的油浸式变压器,油浸式电力变压器,10KV级油浸式电力变压器生产企业
关键字：变压器 干式变压器 电力变压器 特种变压器
→ 35KV级油浸式电力变压器
沈阳天通变压器厂是一家技术力量雄厚,工艺装备一流和检测设备先进的油浸式变压器,油浸式电力变压器,35KV级油浸式电力变压器生产企业
关键字：变压器 干式变压器 电力变压器 特种变压器
→ 66KV级油浸式电力变压器
沈阳天通变压器厂是一家技术力量雄厚,工艺装备一流和检测设备先进的油浸式变压器,油浸式电力变压器,66KV级油浸式电力变压器生产企业
变压器容量 第6篇
配电变压器 ( 简称配变 ) 在配电网中地位极为重要。近年为提高配电网设备可靠性、降低配网能耗,对大片区域老旧配变进行了更换,同时新建工业工程带来大量新入网配变。为保证配网物资质量,对每一批次配变都进行了抽检试验,获得了大量不同容量、不同厂家配电变压器的试验数据。实际工作中,有可能发生配变铭牌与实际不符的情况[1,2],较常见的是用户为减少设计、安装费用,与厂家商量减少配变铭牌标示容量[3]。对于伪造配变铭牌容量的判别,目前尚无系统化、定量的研究。本文从抽检工作中累积的大量S11系列配变试验数据入手,分析配电变压器直流电阻 ( 简称直阻 )、空载、负载试验结果与容量的关系,进而提出综合上述试验结果实现对配变大容量标成小容量的判断方法。
1 配电变压器参数与容量的关系
1.1 直流电阻与配电变压器容量关系
不同容量配变额定电流不同,因此绕组线径不同,直流电阻不同。然而,不同厂家、不同型号系列变压器的设计不同,绕组直流电阻随容量的变化不同,即使同一个厂家、同一型号系列的配变,由于制造工艺、试验手段的分散性,同一型号、同一容量的配变绕组直流电阻往往分布在一个范围。
不同厂家S11系列配变高压侧直阻数值如图1 a)所示,厂家A配变高压侧直阻数值如图1 b) 所示。低压侧直阻规律与高压侧相同,不再赘述。本文提到的试验数据均来自目前使用最为广泛的S11系列配变。从图1 a) 可知,对于不同厂家的配变,高压绕组直阻随其容量增加,均呈现降低的趋势 ;当容量较小时,绕组直阻随容量增加降低趋势更为明显,这是由于绕组直阻与线径成反比,线径增大到一定程度,绕组直阻下降趋势变得缓慢,对于容量为50、100、160 k VA的配变,不同容量的配变,其高压、低压绕组直阻之间存在较为清晰的分界线,而容量大于160 k VA后,不同容量配变间配变直阻数据存在重叠。从图1 b) 可知对于厂家A的配变,容量为100、200 k VA的配变,其高压绕组直阻分界线明显,315 kV A与400 k VA配变之间,高低压绕组直阻数值存在重叠。
综上可知,由于容量较低时绕组直阻数值随容量增加下降明显,容量为50、100、160 k VA的配变可以用高、低压绕组直阻作为区分变压器容量的手段,更大容量下即便同厂家配变绕组直阻数据也存在重叠,难以单独作为区分配变容量的有效手段。
1.2 空载损耗与配变容量关系
随着配变容量增加,空载损耗明显增加[4]。对积累的配变空载试验数据进行统计,不同厂家及厂家B配变空载损耗及空载电流百分数试验数据如图2所示。从图2 a) 可知,不同厂家的S11系列配变,其空载损耗随容量增加迅速增大,容量相差较大的配变,其空载损耗差别明显,但容量仅仅相差一级的配变之间,空载损耗数值没有明显分界甚至有重叠,以315 k VA和400 k VA配变数据为例,315 k VA下空载损耗最大值可达514.8 W,而400 k VA下空载损耗最小仅为512.4 W,因此,不同厂家配变产品之间,空载损耗难以作为分辨容量的充分手段。从图2 b) 可知,即使是对于厂家B一家的产品,同样会出现相邻两级容量的配变之间 ( 比如315 k VA和400 kV A) 空载损耗过于接近的情况。从图2 c)、d)可知,随容量增加,空载电流百分数有逐渐减少的趋势,但不同容量间重叠区域过大。
综上所述,利用空载损耗数据,对容量差别较大的配变,可以作为区分容量的有效方法,但对于容量差别仅在一级的配变,仅仅利用空载损耗难以实现容量的区分,而空载电流百分数分散性过大,无法单独对配变容量进行区分。
1.3 负载损耗与配变容量关系
铭牌容量和额定电流被改变后,以铭牌额定电流为准测得的负载损耗Pkc将不同于真实负载损耗Pk0,因此直接用负载损耗判断容量并不科学,但通过对负载损耗随容量关系的分析和统计,可以为下面容量错标综合判断方法提供依据。随容量增大,配变负载损耗同样增大明显。统计抽检试验数据,得到不同厂家及单一厂家S11系列配变负载损耗( 均校正至75℃ )、短路阻抗百分数如图3所示。
从图3可知 :(1) 与空载损耗类似,容量相差仅一级时,配变负载损耗数值并无明显分界线,容量为315 k VA和400 k VA时,两容量等级之间,配变负载损耗存在明显的重叠带。(2) 不同容量下,配变短路阻抗百分数绝大部分均分布于3% ~ 5% 的范围,且没有呈现跟随容量变化的趋势。
2 配变容量错标的综合判断方法
2.1 综合判断方法
由上可知,如配变容量错标跨度较大,比如将400 k VA的配变标成200 k VA,凭借空载损耗即可较为可靠地做出判断。
但如果配 变容量仅 仅小标一 级, 比如将400 k VA的配变标成315 k VA,则单靠直阻或者空载损耗均难以做出有效判断。且此时由于铭牌额定电流数据亦被改小,负载损耗的情况将变得复杂。因此,需要综合绕组直阻、空载损耗、负载损耗等多方面对配变容量做一判断。
假设一配变额定容量由S1被改成S2,额定电流由I1改成I2,空载电流百分数由I01被改成I02。空载损耗、高低压直阻、空载电流为实测值,不随铭牌标示容量变化而改变,分别为P0、rd、Rd、I0。上述各量均为有效值。
变压器容量为 :
如果容量被改小,则S1> S2,因此额定电流I1>I2。根据I2求得的空载电流百分数为 :
可知求得空载电流百分数I02将大于真实值I01,如果可以获取该厂家该系列配变空载损耗与空载电流百分数,将会发现与S2容量配变数据相比较,试品的空载损耗P0、空载电流百分数I02均偏大。
对于负载损耗,有 :
上式中前一项为额定电流下的铜耗,后一项为附加损耗。铜耗与电流平方、电阻值成正比,容量被改小后额定电流亦被改小,而与S2等级配变相比,S1容量等级电阻较小,因此以I2为额定电流测得的负载损耗将会偏小,同时,由于电流达到I2时,施加电压小于电流达到I1的情况,因此短路阻抗百分数将会减小。
综上,综合考虑配变直阻、空载损耗、空载电流百分数、负载损耗、短路阻抗五个量值,有可能实现判断容量的错标。
2.2 配变容量错标模拟试验及判断验证
根据上节分析,设计如下实验方案,对一台容量为S1的配变,假设铭牌参数被修改,容量变为S2,额定电流由I1变为I2,对其进行空载实验、以I2为额定电流的负载试验,获取空载损耗、空载电流百分数、负载损耗、短路阻抗,并与S2容量配变的累积数据进行对比,验证上节所提综合判断方法的可行性。
空载、负载试验使用功率分析仪进行,可在功率分析仪中直接设置配变容量、额定电流来模拟配变铭牌容量被改变的情况,具体试验接线不再赘述。
使用两台容量分别为400 k VA和315 k VA的配变,假设其铭牌容量、额定电流被改小,依据其真实容量及被改小容量进行空载、负载试验,结果如表1所示,其中设置容量一栏标黑数据为试品真实容量。
根据累积的配电变压器试验数据,400、315、200 k VA三种容量下不同厂家的试验数据分布范围如表2所示。
根据表1、表2数据进行分析 :
(1)#1配变真实额定容量为400 k VA,假设容量被改至315 kV A,与表2中真实315 k VA的配变试验结果比对,其直阻偏小,空载损耗偏大,空载电流百分数偏大,但空载电流百分数仍落于累计数据分布范围之中 ;负载损耗、短路阻抗百分数显著偏小,落于累计数据分布范围之外。
(2)#2配变真实额定容量为315 k VA,假设容量被改至200 kV A,与表2中真实200 k VA的配变试验结果比对,其直阻偏小,空载损耗、空载电流百分数偏大,负载损耗、短路阻抗百分数显著偏小,且上述结果均落于分布范围之外。
由此可见,通过直阻、空载、负载试验结果的综合比对,如果出现空载损耗、空载电流百分数偏大,直阻、负载损耗、短路阻抗百分数显著偏小的情况,可以较为可靠地判断配变标示容量小于实际容量。
3 结语
通过对大量配变抽检试验结果的统计,文中得出了配变直阻、空载及负载试验结果随容量的分布情况,以此为基础,对配变大容量标小容量的判断方法进行了研究,得出如下结论 :
(1) 随配变容量增加,其直流电阻减小并趋于饱和,空载、负载损耗存在增大趋势。
(2) 配变容量相近时,不同容量配变之间直流电阻、空载损耗数据存在重叠,无法单一依据直流电阻或空载损耗实现对配变容量错标的判断。
(3) 配变存在大容量标成小容量情况时,负载损耗和短路阻抗百分数会显著减少。
(4) 综合配变的直阻、空载、负载试验数据,可以较为可靠地判断配变标示容量是否小于实际容量。
摘要：针对配电变压器大容量标成小容量问题,对累积的抽检试验数据进行了分析,阐述了配电变压器直流电阻、空载损耗、负载损耗与配电变压器容量的关系,并提出了配电变压器容量错标的综合判断方法。试验结果表明,综合利用直流电阻、空载损耗、负载损耗试验数据可较为可靠地判断配电变压器标示容量是否小于实际容量。
关键词：配电变压器,容量错标,直流电阻,空载损耗,负载损耗
参考文献
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“变压器容量测试仪”的准确性探讨 第7篇
1 原理分析
变压器短路阻抗百分数z的测试和计算程序:
已知变压器的容量Sr以及变压器的额定电压值U, 则可以计算出该变压器的阻抗参考值Zref:
进行变压器负载试验, 利用测试出的电压、电流和cosΦ值, 计算出变压器以欧姆数表示的短路阻抗实际值Z:
下面计算可得出变压器短路阻抗百分数z:
“变压器容量测试仪”的测试原理就是基于在低电压下进行变压器负载试验, 从而得到变压器短路阻抗数值, 再根据短路阻抗和变压器容量间的关系, 进行变压器容量的倒推计算, 其过程如下:
由于变压器短路阻抗数值在一定电压范围内可以认为是一个与测试电压基本无关的固定值。故首先进行较低电压下的变压器负载试验, 利用测试出的电压、电流和cosΦ值, 计算出变压器的短路阻抗实际值Z。
根据公式 (1) 和公式 (3) , 可以推导出:
在进行容量计算时, 仪器认为Sr是未知数, U为变压器已知的电压铭牌值, z是仪器进行负载试验时测试并计算出的变压器短路阻抗实际值, 此时, 短路阻抗百分数z就成为容量计算仅剩的未知数了。根据公式 (3) 可知, 短路阻抗百分数z的数值由阻抗参考值Zref所决定。而从公式 (1) 又可以看出, 阻抗参考值Zref是根据变压器容量Sr所算出来的。因此, 短路阻抗百分数z实际上也是受容量Sr影响的一个未知变量。
以500kVA及以下容量的110kV配电变压器为例。按照变压器国家标准GB 6451和GB l094.1中的规定, 其短路阻抗百分数应为4%, 其允许偏差为10%, 即变压器短路阻抗百分数的允许范围应在3.6%~4.4%之间。而“变压器容量测试仪”能测试容量的关键就是把公式 (4) 中的短路阻抗百分数z变成已知数, 将变压器的短路阻抗百分数认定为4%, 即将z=4代入到公式 (4) 中, 从而计算出变压器的容量Sr, 这种原理在一定程度上存在欠缺。
2 实测举例
以往变压器在容量标识方面的问题主要有2种:一种是将容量较大的变压器铭牌标示为小容量设备;一种是将容量较小的变压器铭牌标示为大容量设备。但上述情况通常表现为跨变压器容量段来标称, 将高 (低) 一系列级的设备标为低 (高) 一系列级的设备。例如, 将315kVA容量设备标为250kVA, 或将250kVA容量设备标为315kVA。在这2种情况下, 由于变压器容量偏差往往相差25%左右, 可以明显发现其容量是错误标示的。
而在某些情况下, 依据“变压器容量测试仪”所测试和判定得出的变压器容量超标或不合格的结论则是存在问题的。以下以一台具体的变压器测试为例:变压器主要参数为铭牌容量315kVA;额定电压10kV/400V;出厂短路阻抗百分数3.64%。测试时, 不输入变压器出厂短路阻抗百分数, 直接利用“变压器容量测试仪”中的变压器容量测试功能进行测试, 则测试结果显示容量为357.9kVA;而一旦将变压器出厂实测短路阻抗百分数输入该仪器并进行容量测试, 则测试结果显示容量为319.6kVA, 与铭牌容量基本一致。可以看出, 由于变压器短路阻抗百分数的偏差, 引起了测试结果的较大偏差。附表为几组实际测试结果。可以看出, 试品5和试品6的短路阻抗百分数与标准值4%很接近, 则两种测试情况下的结果非常接近;而试品1~4由于短路阻抗百分数和标准值偏差较大, 则两种不同情况下的测试结果存在较大的偏差, 短路阻抗百分数偏小的设备测试出的容量数值偏大, 而短路阻抗百分数偏大的设备测试出的容量数值偏小, 并且阻抗偏差越大则容量测试结果偏差也就越大。
由于部分配电变压器生产厂家为了减少生产成本, 在国标允许的范围内, 减小了变压器线圈的直径尺寸, 少用了铜材, 降低了生产成本, 也降低了短路阻抗数值, 将变压器短路阻抗百分数控制在国标允许的下限值附近。此时, 如果用“变压器容量测试仪”进行容量测试, 直接将变压器短路阻抗百分数按4%进行测试, 则测试出来的容量就会出现一定的偏差, 于是就出现了一批满足国标要求而用“变压器容量测试仪”又判定为容量不合格的产品。
3 结论
(1) 要判定一台变压器实际容量是否和铭牌容量相一致, 可以依据现行的变压器标准GB 1094中的有关试验项目, 利用空载试验、负载试验等测试数据并按照变压器不同容量段的技术参数和要求进行间接判断, 避免出现文中所提的故意错误标示变压器容量的现象。
(2) “变压器容量测试仪”在测试原理上存在某些不尽合理的地方。在已知变压器出厂试验的短路阻抗百分数时, 利用该短路阻抗百分数作为已知量输入“变压器容量测试仪”进行测试时, 其测试结果是可信的。而直接用默认的短路阻抗百分数标准值替代变压器实际阻抗百分数值进行测试, 仅能在一定程度上为判断变压器容量是否错误标示提供依据, 而不能作为直接判定变压器容量不合格的评判依据。
变压器容量 第8篇
关键词：变压器,容量,全寿命周期成本,经济性
0 引言
变压器作为电力系统和工业用户广泛使用的电气设备,在电力输送、分配和使用过程中发挥着重要的作用。变压器容量选择过大,会增加变压器本身和相关设备购置和安装、运行维护的投入,造成资金浪费;容量选择过小,不能满足供电的需求,使变压器过载运行,造成设备损坏。变压器容量和数量选择得当,不仅节约建设的一次性投资,而且能够有利于变压器的安全经济运行,减少运行、维护的费用。变压器的网损在整个电网中占有很重要的部分,特别是在配电网中,变压器的损耗约占整个线损的50%左右,在农电系统中,变压器损耗占农电网的60%～70%。因此变压器的经济运行对降低系统的整个网损具有积极意义。对变压器容量的合理选择可有效降低损耗,提高整个系统运行的经济性[1]。
通常,确定电力变压器容量的方法是采用一定的计算方法进行负荷计算,在此基础上考虑一定的备用容量,作为变压器的容量值,但这种选择变压器容量的方法不能使变压器经济运行。变压器经济运行是指变压器在运行时功率损耗最小、运行费用最低,即变压器所带负荷为轻负荷。分析变压器经济负荷容量与内部损耗、额定容量之间关系,可为变压器容量选择提供客观依据[2]。为了合理选择变压器容量,文献[1]计算了三绕组变压器功率损耗和损耗率,同时考虑负荷的实际运行时间、无功经济当量及变压器年运行费用等因素,并对选择三绕组变压器最佳负载率βopt进行了推导,按照βopt来合理选择三绕组变压器的容量能使变压器处于最经济的运行状态。文献[3]通过分析变压器运行时的经济负荷容量及经济负荷率来合理选择变压器额定容量。文献[4]通过技术分析和计算,确定变压器最佳负荷系数、最小功率损耗、节能负荷系数以及经济负荷系数,在综合考虑用户负荷以及初装费用的情况下,确定合理的变压器容量。文献[5]通过确定变压器“大马拉小车”临界系数βT和变压器的最佳负荷率,合理选择变压器的容量。以上这些方法存在的问题是没有考虑到变压器初始投资大、运行时间长的特点,在很长一段运行时间内,由于经济社会的发展,负荷呈一定比例增长,仅仅依靠经济负载率来选择变压器容量是不够的。为了解决上述问题,本文根据资产全寿命周期管理的理念[6],提出了采用计算全寿命周期成本来选择变压器容量的方法。
1 变压器的全寿命周期成本
全寿命周期成本(Life Cycle Cost,LCC)是从设备的长期经济效益出发,全面考虑设备的规划、设计、制造、购置、安装、运行、维修、改造、更新、直至报废的全寿命周期中所发生的成本[7,8]。由于变压器具有初始投入大、运行成本高、运行时间长的特点,在选择变压器容量时,本文采用变压器全寿命周期成本进行评价,追求变压器在整个使用周期内总费用最低。变压器容量的选择时期处在全寿命周期的开始阶段,对后续阶段的安装、维修、改造、更新没有确切的认识,本文变压器全寿命周期成本即指变压器初始投资、运行使用期间空载损耗及负载损耗的等效初始费用、报废残值的等效初始费用的总和。
变压器全寿命周期成本(LCCT)包括变压器的初始投资(IC)、空载损耗的等效初始费用(Po)和负载损耗的等效初始费用(PK)、报废残值的等效初始费用(CNS),其计算表达式为:
式中:N为变压器的使用寿命;A为单位空载损耗的等效初始费用;B为单位负载损耗的等效初始费用。
1.1 变压器的初始投资
变压器容量的增加或减少意味着电流密度和导线截面的增加或减少,同时意味着用铁(硅钢片)和用铜(导线)的增加或减少,从而导致变压器制造成本的增加或减少,使变压器采购费用增加或减少。本文采用某10 kV S9型配电变压器,其容量与价格关系如表1所示。
从表1可以看出,随着变压器容量的增加,产品价格也随之增加。
1.2 变压器空载损耗及单位空载损耗费用
变压器空载损耗主要是铁心损耗,其表达式见式3。
式中:PON为变压器额定空载有功损耗,即出厂试验报告上提供的参数(铭牌参数);KQ为无功经济当量,该值根据变压器在电网中的位置取值,当变压器负载侧的功率因数已补偿至0.9及以上时,取0.02～0.04(参照GB/T13462-92《工矿企业电力变压器经济运行导则》4.6条);IO%为变压器空载电流(铭牌参数);Se为变压器额定容量(铭牌参数)。
变压器单位空载损耗费用A是指在整个变压器经济使用期内,每瓦空载损耗所引起的费用总支出的贴现值。其值主要与电价有关,简易计算公式为
式中:Kpv为贴现率为i并记及通货膨胀率a的连续n年的年费用现值系数;Ce为变压器用户支付的单位电度费用;H为变压器年带电小时数,通常为8 760 h。
式中:n为变压器的寿命期(或使用年限)。
1.3 变压器负载损耗及单位负载损耗费用
变压器负载损耗主要是绕组铜耗,其表达式见式(7)。
式中:PKN为变压器额定负载有功损耗,即出厂试验报告上提供的参数(铭牌参数);UK%为变压器额定阻抗电压(铭牌参数)。
变压器单位负载损耗费用B是指在整个变压器经济使用期内,每瓦负载损耗所引起的费用总支出的贴现值。其值除与电价有关外,还与变压器所带负荷的负载特征有关,简易计算公式为:
式中:βn为变压器年负载系数,取值范围为0～1;Tn真为对应于的小时数;Kt为变压器的温度校正系数;干式变压器的温度校正系数Kt取1.145;变压器B值确定时,由于每年的负荷率不同,因此其值也不同。
1.4 报废残值
变压器到使用寿命期结束时,应当以废旧物资处理,得到的残值与变压器初始投资成正比关系,所获残值CNs的初始等效费用为:
式中:负号表示残值为收益;ε表示残值率,采用直线法折旧,一般取5%。
2 算例分析
某10 kV S9系列配电变压器的参数和经济指标如表2所示,本文采用某一工业用户当年的负荷水平为基准,当年高峰负荷为100 kW,负荷功率因素为0.9,年最大负荷损耗小时数为5 000 h,随着工厂生产规模的扩大,负荷以10%的平均增长率增长,为了满足工厂生产发展的用电负荷需求,现规划变压器的容量须满足5年的负荷需求,变压器使用年限为25年,不考虑通货膨胀的影响,年贴现率i6.21%,有功电价为0.5元/kWh,试选择合理容量的变压器,并进行经济比较。
将各种容量变压器对应的参数分别代入式(2),可求得各个变压器容量对应的全寿命周期成本,依据全寿命周期成本最小可以选择最经济合理的变压器容量。计算结果见表3。
由表3所得数据绘制一条曲线,如图1所示,曲线的最低点对应400 kVA,所以400 kVA容量的变压器对应的全寿命周期成本最低,故选择400 kVA变压器容量比较经济合理。
3 结语
变压器容量的选择,应根据其技术参数结合实际负荷情况,选择合理的容量,以便能够实现变压器在整个寿命周期内经济运行,减少有功功率损耗。本文建立了用于评估选择变压器容量的全寿命周期成本模型,用于指导选择变压器容量,并用算例验证了所提模型的适用性。按照全寿命周期成本最低来选择变压器的容量能使变压器处于最经济的运行状态,从而提高整个系统的运行经济性。
参考文献
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高电压大容量变压器的绝缘技术探究 第9篇
随着经济不断得到发展, 机电行业发展模式被改变, 以往高能源的生产模式需要摒弃。这个改变推动我国绝缘技术不断发展, 从研发理念到机电绝缘结构上, 都有新的变动。大型高压设备使用最新的绝缘技术, 能够实现低投入高生产效益。而且这些能源都是清洁能源。当绝缘技术被使用时, 火电投资比例逐渐降低。
2 变压器绝缘材料
2.1 气体绝缘材料
在电气设备中, 气体经常用作绝缘材料。气体在其中除了起绝缘作用外, 在一些场合还具有灭弧、冷却和保护等作用。而在一些设备中, 气体作为主绝缘材料。另外, 在固体或液体绝缘中, 都或多或少地存在一定量的气体空隙。
作为绝缘用的气体, 应满足如下要求:绝缘强度高、液化温度低、不燃、热导率高、惰性 (即不与共存的材料发生反应) 、价格便宜和来源丰富等。
(1) 气体绝缘材料的分类
气体绝缘材料主要包括空气、氮气、二氧化碳, 六氟化硫和他们的混合气体等。
空气在自然界中分布最广且最廉价, 是应用最广的一种气体电介质, 作为一种混合介质, 空气具有液化温度低、击穿后能自愈、物理化学性能稳定等优点, 所以在断路器中多以空气作为绝缘介质。
与空气相比, N2化学性质更稳定 (空气中含有O2及其他杂质, 与金属材料接触时, 由于氧化使之易于腐蚀材料) , 成惰性且不助燃, 压缩氮气在电气设备中是一种常用的气体电介质。
SF6气体是一种电负性气体, 具有高的击穿场强, 在均匀电场下大约为空气的2.5倍, 当气体压力为0.2MPa时, 其绝缘强度相当于绝缘油。同时SF6气体具有优良的灭弧性能, 在高压灭弧室中, 其灭弧能力约为空气的数10倍。纯净的SF6气体是无毒的, 有较好的化学稳定性和耐热性, 在150℃下不与水、酸、碱、卤素及绝缘材料作用, 在500℃以下不分解。近30年来, SF6气体在高压电气设备中的应用日益广泛。
混合气体通常由2种或多种气体组成, SF6和其它气体的混合气体具有比纯SF6更优异的电气强度, 价格也比较便宜, 特别是SF6-N2混合气体, 被认为是目前较有发展前途的一种混合气体。
(2) 气体绝缘材料的特点及应用
一般来说, 气体在放电电压以下具有很高的绝缘电阻, 而且一旦发生绝缘破坏, 也容易自行恢复。与液体和固体相比, 其缺点是绝缘屈服值低。
气体绝缘材料主要承担着电气设备中的绝缘任务。由于气体绝缘材料的电导、介电常数和损耗都很小, 对高压、高频绝缘都适用。
2.2 绝缘漆管
绝缘漆管底材有面纱和玻璃纤维两种, 其树脂的种类有油性绝缘清漆、醇酸清漆、改性聚氯乙烯树脂、硅有机漆和硅橡胶浆。
漆管应浸渍均匀, 漆膜完整。常态时漆管的击穿电压应不小于5kv, 缠绕后应不小于2kv, 受潮后应不小于1.5kv。
2.3 电工用塑料
电工用塑料一般是由合成树脂、填料和各种添加剂配制而成的粉末、粒状或纤维状材料。在一定的温度和压力下, 可加工成各种规格、形状的电工设备绝缘零部件以及作为电线电缆绝缘保护材料。
合成树脂是塑料的主要成分, 是决定塑料制品基本特性的主要因素。按树脂的类型, 塑料可分为热固性和热塑性塑料两类。热固性塑料在热压成型后, 成为不溶、不熔的固体, 其数值分子由线型结构交联成网状结构;而热塑性塑料在热压或热挤出成型后, 成为不溶的固体, 其树脂成分由线形结构交联成网状结构;而热塑性塑料在热压或热挤成型后, 树脂分子结构仍为线型, 其物理、化学性质不发生明显变化。仍具有可溶性。故热塑性塑料可以多次反复成型。
2.4 绝缘胶
绝缘胶的种类很多。在变压器上所用的绝缘胶只要有聚醋酸乙烯酯 (白乳胶) 、酚醛树脂 (电木胶) 、聚乙烯醇 (PVA) 、聚乙烯醇缩丁醛 (PVB) 和环氧树脂胶等。
3 电压大容量变压器绝缘技术发展
随着社会不断发展, 在绝缘技术领域有了新的变化, 以往大型的交流电动机逐渐向小型化、重量轻方向发展。这对绝缘技术要求越来越高, 需要在机电在恶劣的环境下运行, 需要经得起严酷环境考验。随着该技术使用范围不断扩大, 表现为电压大容量变压器被推广使用。当前, 世界上很多高压交流电动机基本逐渐被淘汰, 尤其是使用B级绝缘体系组建成的电压大容量变压器, 普遍使用F级绝缘体系。一些大型的交流电动机额定电压已经提升到13.8kv。随着社会不断发展, 近几年来人们开始将目光投向低耗能方向, 对电动机提出了“选用高导电、高导磁性能的电动机替代普通电动机, 降低电机空载率, 提高运行的平均负载率, 应用各种调速技术实现电动机节电运行等。”运行理念。从而开始引起变压器绝缘技术理论创新研究浪潮。在进行研究中, 需要明确的是, 高野电动机绝缘设计虽然使用不同的绝缘材料, 而且绝缘结构也不同。但是, 在工艺总结上, 一般都可以分成胶模压型绝缘和少胶浸渍 (VPI) 型绝缘并并存两大绝缘体系。
4 电压大容量变压器绝缘技术类型
4.1 多胶模压绝缘体系列
主要使用的是一种模压成型、多胶粉云母带连续式绕包组成的绝缘体系, 该绝缘材料在我国交流电机行业被推广使用, 使用获得的效果突出。这些多胶云母种类数不胜数, 一般制造使用的最多是环氧多胶粉云母带。还有一种是VPI体系类型的, 这也比较常用。该绝缘体系在我国备受青睐, 深受机电制造业喜欢, 很多国内公司使用该绝缘材料。随着经济全球化不断发展, 各国间的技术合作水平提升, 我国和西门子公司合作, 引进大量的关联技术, 很多的绝缘材料都是该公司提供。经过人们的不断研究和实验, 终于研制出新产品, 交流机电绝缘系统得到证实, 各类型的绝缘体系被建立起来。当前是一个更新换代快速的时代, 技术更新迅速, 各类型的材料投入使用, 研发的新产品也层出不穷。例如, 研制出的LD-F绝缘体系。该体系主要是使用我国比较稀有的少胶单面补强高定量鳞片作为材料, 该体系主要有两种补强材料, 一种是常见的玻璃纤维材料, 另一种是聚酯薄膜材料。云母具备含量高、渗透性强优势, 在使用中可以防止流失问题出现, 很好的固化树脂, 是良好的备选材料。
4.2 LD.F绝缘体系
LD.F绝缘体系该体系发展时间很长, 体系类型也比较多, 囊括了低压机电绝缘, 当前低压机电绝缘代表有同步电动机、变频电机等。众所周知, LD.F绝缘体系优势非常突出, 绝缘厚度很薄, 耐热性强、稳定性强、电气性能好等优势。该绝缘体系使用中, 可以避免大量的安全隐患出现。而且安全运行具备可靠性, 绝缘工艺简单, 可以更好的掌握。使用过程中, 可以起到节约能源和净化生产需求。在当前提倡无污染生产下, 该体系的使用自然广泛。该体系在发展使用中, 也不断的得到更新和创新。当前系统运行使用逐渐从以往的机缘厚度向6kv和10kv减薄方向发展, 在研究中希望这个厚度可以减少到1.0mm, 而10kv单边的绝缘度最好小于2.0mm。体系虽然满足了当前生产需求, 但是在市场化社会中, 还需要不断更新体系, 丰富体系, 满足市场需求。
4.3 少胶粉云母脂环氧VPI绝缘体系
变压器容量 第10篇
电力变压器容量在100 kVA或用电设备装接容量为100 kW及以上的用户,实行2部制电价[1]。在2部制电价中,有一部分电价是由变压器容量确定的,用户入网需缴纳以变压器容量为基础的基本电费。因此,某些用电大户为了减少容量费的缴纳,将变压器的铭牌容量改小[2]。为杜绝该情况的发生,电力部门有必要对变压器的真实容量进行核实
目前,测定变压器容量的方法较多,如采用变压器的负载损耗和空载损耗与国标值比对,通过变压器温升试验等[3],这些方法对于测定变压器额定容量均具有局限性。如文献[4]仅给出了不同电压等级和容量的变压器负载损耗和空载损耗的推荐值,实际生产投运的变压器损耗不应大于该推荐值,但小于推荐值在理论上是允许的。因此,仅采用空负载损耗判定变压器容量是不可取的。变压器升温试验较为复杂,受现场试验条件制约,开展起来难度较大。而变压器短路阻抗和容量之间存在一定对应关系,且短路阻抗测试较为简便,是目前判定变压器容量的优选方法[5,6,7]。
本文对现有变压器容量测试方法的优缺点进行了分析[8,9,10,11,12],计算了短路阻抗与变压器容量间的对应关系,给出了在低压小电流下测试变压器短路阻抗的方案。在此基础上,实测了2台110 kV变压器的短路阻抗和负载损耗,分析了负载损耗测试误差的来源,为变压器容量测试提供了实践经验。
1短路阻抗测试原理
变压器短路阻抗测试原理如图1所示,即将变压器二次侧短路,一次侧施加额定电流,测量此时一次侧电压,便可获得短路阻抗值。若被测变压器短路阻抗测试在额定电流条件下进行,则试验电源容量为:
式中:Sk为负载试验电源容量;Uk%短路阻抗百分数;SN为变压器额定容量。
可见,在额定电流条件下进行短路阻抗现场测试所需电源容量过大,难度较大。在测试误差要求范围内,可采取在小电流下测试一次侧电压的方案计算短路阻抗。
考虑到短路试验时变压器处于线性区域,变压器一次侧施加电压越大,一次侧电流越大,且呈线性关系[1]。因此有:
图1中,U1为短路电流为额定值时的一次侧电压;I1为短路电流为额定值时的一次侧电流;R1为一次侧绕组电组;X1为一次侧漏抗;R2为二次侧绕组;X2为二次侧漏抗;U2为二次侧绕组电阻和漏抗上的压降;I2为二次侧电流;Rm为励磁电阻;Xm为励磁电抗。这样,一次侧额定电流为:
则额定容量为:
由变压器短路阻抗Uk%定义可知:
将式(5)带入式(4),得到短路阻抗为
式中:SN、UN均为已知量,通过测量一次侧电压U'1和电流I'1即可得到短路阻抗值。
进行变压器负载损耗测量时,也可先测量短路电流为I'1时的负载损耗P',再换算至额定电流时的损耗Pkt,即有[7]:
再换算至温度为75℃时的负载损耗Pk75,即有
式中:K为温度换算系数。
2变压器容量判定
变压器的容量是由绕组线径、铁心尺寸等多种因素决定的,为一区间值。油浸式变压器的过负荷能力非常强,厂家生产时一般会留有一定裕度,所以变压器的容量实际上是一个范围,而不是一个确定值。按照用户要求,给定变压器电压等级和容量后,厂家根据相关标准设计铁心结构,经过一系列性能指标测试合格即可出厂。对于其容量并不严格的情况,验证其准确值。对于某已知容量的变压器,其实际容量在铭牌额定容量的某个范围内都被认为是合格的。现有的变压器容量测试均采用比较法,即将变压器的相关性能参数测试结果与国家标准比较,试验结果与国标的偏差值要求在文献[4]和文献[13]规定的误差范围之内。
变压器分接头处于额定档位时,变压器的铭牌容量与短路阻抗存在一个确定的对应关系,如式(6)所示。目前,变压器铭牌容量与实际容量不符的情况有以下3种可能:(1)制造厂仅将铭牌容量更改小;(2)制造厂将铭牌容量与短路阻抗的铭牌值同时改小;(3)制造厂将变压器解体后,把短路阻抗实际值增大,将铭牌容量与短路阻抗的铭牌值同时改小。
针对以上情况,采取以下3种措施对容量进行判断:
(1)依据图1中短路阻抗测试原理得到的短路阻抗值必定较铭牌值小,则可断定铭牌容量较真实容量小。
(2)此时按照铭牌容量测量得到的短路阻抗值与铭牌值相符,容易引起变压器额定容量的误判。因此,应要求用户提供变压器出厂时的空、负载损耗及短路阻抗测试值,并与实测值及国标值进行比对,判定铭牌容量的真实性。
(3)若在铭牌容量下测试得到的短路阻抗值与短路阻抗铭牌值相符,则认可此时的铭牌容量即为额定容量,认为该变压器的容量裕度较大,过负荷能力较强。
3变压器短路阻抗实测
本文采用JYW6100型变压器空负载特性测试仪对型号为SZ11-25000/110、铭牌电压为(110±8×1.25%)/6.3 kV、联接组别为Ynd11、短路阻抗为10.49%的电力变压器及型号为SZ11-12500/110、铭牌电压为(1 10±8×1.25%)/6.3 kV、联接组别为Ynd11、短路阻抗为10.5%的电力变压器负载特性进行了测试。该测试仪额定输出电压450V,最大输出电流50 A。图2为变压器短路阻抗测试回路原理图。图3为变压器空负载特性测试仪显示面板。测试时,应将变压器退出运行,高低压侧接线断开,并充分放电。短路阻抗测试结果如表1所示,负载损耗测试结果如表2所示表1、表2还给出了国标规定的参考值作为对比。
文献[13]规定:有2个独立绕组的变压器在主分接头位置,当短路阻抗≥10%时,短路阻抗实测值与铭牌值之偏差不应超过±7.5%。由表1可知,2台变压器短路阻抗实测值与铭牌值之偏差均未超过±7.5%,可以认为2台变压器的铭牌容量即为其真实额定容量。
注:互差=(实测值-铭牌值/铭牌值)
注:参照文献[13],负载损耗实测值与铭牌值之偏差不超过15%
由表2可知,校正至75℃时的负载损耗较铭牌负载损耗偏大,这是由于温度校正采用式(8)计算存在一定误差。
负载损耗包括电阻损耗和附加损耗[14]:
油浸式变压器的参考温度为75℃,电阻损耗由温度t℃校正到75℃时有:
对于铜绕组:
漏磁场在导体中产生感应电动势,从而产生涡流,附加损耗主要是涡流损耗。在漏磁场一定时,感应电动势一定,导体中的涡流在直流电阻大时反而小,即温度高时附加损耗小。附加损耗PF75由t℃校正到75℃时为:
式中:∑I2R为t℃下的电阻损耗
t同1台变压器的附加损耗和直流电阻损耗的比例在不同温度下是不一样的,这是由于2个分量校正到75℃时的计算方法不同。直流电阻损耗校正到75℃时要用t℃下的直流电阻损耗乘以温度系数K,而附加损耗校正到75℃时要用t℃下的直流电阻损耗除以温度系数K。
现假设75℃时的附加损耗和直流电阻损耗的比例是α,即75℃时的附加损耗等于α∑I2R75,则此时的直流电阻损耗为:
在t℃下进行试验时,负载损耗为:
如按照式(8)计算75℃时的负载损耗,将式(15)代入式(8)可得:
而实际变压器75℃时的负载损耗为:
按照式(8)计算75℃时的负载损耗误差为:
由于电阻温度系数在10～40℃范围内K>1、且α>0,于是有ε>0,即按式(8)校正到75℃时的负载损耗比实际损耗偏大。当附加损耗和直流电阻损耗之比α为0.05～0.3时,采用式(8)计算负载损耗的误差结果如图4所示。可见,用式(8)校正到75℃时的负载损耗误差是相当大的。
以SZ11-25000/110型变压器测试结果为例。4.525 A,IN=131.2 A,P'=116.3 W,K=310/(235+11)=1.26;Pkt=(IN/I'1;)2P'=(131.2/4.525)2×1 16.3=97.77 kW、Pk75=KPkt=1.26×97.77=123.2 kW,这与仪器校准后的损耗相同。可见,现有的负载损耗测试仪采用温度校准式(8)进行校正,误差较大。要准确计算75℃时的负载损耗,只需获得变压器在t℃下的负载损耗Pkt后,测量出变压器绕组的直流电阻Rt,带入式(13)计算即可。
4短路阻抗测试影响因素
4.1环境温度
国家标准要求变压器的短路试验应在环境温度为75℃进行,而现场往往不具备这个温度条件。这就需要在试验温度下将所测结果校正到75℃,再计算变压器容量值。
4.2分接开关
变压器处于不同的分接位置,对应着不同的直流电阻值和短路阻抗值。变压器档位越高,其短路阻抗值越小。变压器容量测试并不要求其分接开关处于额定位置,但容量测试仪的输入参数应保证与实际档位一致。
4.3短路连接线
变压器容量测试是在短路条件下完成的。当低压侧额定电流较大时,短路连线实际上是低压绕组的延伸。若连接线截面过小,短路连接线中的损耗就会很大。短路连线截面的大小和连接的牢靠程度,直接影响测量结果。短路连接线的电流密度宜按照3～5 A/mm2选择。
5结论
本文分析了变压器容量测试方法的优缺点,计算了短路阻抗与变压器容量间的对应关系,给出了变压器短路阻抗和负载损耗的测试方案。在此基础上,实测了2台110 kV变压器的短路阻抗和负载损耗,分析了短路阻抗和负载损耗测试误差的来源及避免措施,得出以下结论:
(1)单纯采用损耗法判定变压器容量不妥,采用以短路阻抗为主,负载损耗为辅的2元素法判定变压器额定容量更为合理。
(2)若制造厂将变压器返厂解体后,调节绕组结构,把短路阻抗实际值增大,而将铭牌容量与短路阻抗的铭牌值同时改小,则应认同该变压器的铭牌容量。