配电变压器经济运行区间和经济容量的选择

( 广西电力职业技术学院, 广西 南宁 530007)
摘要: 配电变压器的损耗占农村电网网损的 60% ~ 70% , 因此推广配电变压器的经济运行必然会 对降低配 电网的网损 起 到极大的促进作用。文章用效率相等的原理, 推导出了 双圈变 压器的 国家标 准经济 运行区 的下限值 , 并 以此作 为 大马拉 小 车! 的判据。根据国家标准经济运行区, 提出了比较简单 实用的 配电变压 器经济 容量的 选择方 法, 还 给出了 食品工 业用电 负 荷和农村用电负荷的变压器经济容量选择的算例, 对真正实现配电变压器的经济运行和经济容量选择有参考价值。
试验损耗成反比, 还与变压器运行电压标幺值的平
收稿日期: 2008- 10- 17
2009 年第 2 期
广西电力
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方成正比, 也就是说运行电压升高时, 经济运行区负 荷率下限值会增大。这说明变压器的运行电压对其 经济运行区的宽度有影响。
1. 3 大马拉小车!的判据
根据( 4) 式计算出变压器经济运行区负荷率的 下限值, 当负荷率小于经济运行区负荷率下限值时 可以判定变压器处于 大马拉小车!工况。
解: ∃
按 最大负荷 选择, Sr
∋ S max =
78 0. 8
=
97. 5 kV # A
查产品目录[ 2] , 选 Sr = 100 kV # A 的 S 9 型 10
kV 配变, 得 !P0 = 0. 29 kW, !P k = 1. 5 kW。
&
按最小负荷校验,
S min Sr =
5.
8/ 0. 1 00
U
2 *
=
1. 15 10. 3
)
1.
0 52
=
12. 3%
S min Sr
>
L2, 所选变压器符合经济容量要求。
2. 2 算例二
某农村用电负荷台区, 夏秋两季最大负荷为 78 kW, cos = 0. 8; 冬春两季最小负荷为 5. 8 kW, cos = 0. 85; 试选择 S 9 型 10 kV 变压器的经济容量。
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配电变压器经济运行区间和经济容量的选择
Choice of Distribution Transformer s Economic Operation Range and Capacity
单晓红, 钟月梅, 王亚忠
CHAN Xiao- hong, ZH ONG Yue- mei, WANG Ya- zhong
行 时,
L2 =
0. 08 0. 433
)
1. 032
=
19. 6,
S min Sr
=
5
.
8/ 0. 30
85
=
22.
7% ,
S min Sr
>
L 2, 符合变压器经济运
行的要求。
3 结束语
综上所述, 可以得出以下结论
∃ 双圈变 压器 的国标 经济运 行区 间为 ( L2,
L 1) , 其中负荷率上限
=
967. 03 kV # A
查产品目录[ 3] , 选 S r = 1 000kV #A 的 S 11 型变
压器。其 !P 0 = 1. 15 kW, !P k = 10. 3 kW
& 按最 小负 荷校验,
S min Sr
=
168/ 0. 95 1 000
=
17. 68%
L2 =
!P !P
0 k
#
变压器处在经济运行区下限值时的效率公式
为
2=
L2 S rcos L2 S r/ cos + !P0 U2* +
2 L2
U-* 2!Pk
( 3)
令 2 = 1, 即( 3) 式与( 2) 式相等, 解得
L2 =
!P !P
0 k
#
U
2 *
( 4)
由( 4) 式可知, 变 压器经济运行区的负荷率下
限值与变压器空载试验损耗成正比, 与变压器短路
2 变压器经济容量的选择
根据变压器经济运行区的上下限确定其经济容
量, 使变压器实际运行的工作点不超出经济运行区
间。
∃ 按最大负荷选择容量, 条件是
S max Sr
%
L1
( 5)
& 按最小负荷校验容量, 条件是
S m in Sr
∋
L2
( 6)
( 如果( 5) 、( 6) 两式均成立, 则所选择的容量
为经济容量, 变压器运行时不会超出经济运行区间。
!P k ∀ ∀ ∀ 变压器短路试验损耗;
∀ ∀ ∀ 变压器的负荷率;
S r ∀ ∀ ∀ 变压器的额定容量;
cos ∀ ∀ ∀ 变压器的功率因数。
将额定工况条件 = 1, U * = 1 代入( 1) 式, 得
1=
S rcos
S rcos + !P 0 +
!P k
( 2)
1. 2 经济运行区下限值的效率计算公式
1. 1 变压器经济运行区上限的效率
变压器效率的一般计算公式
=
S rcos
S rcos
+
!P
0
U
2 *
+
!Pk
2 U-* 2
( 1)
式中: U * = U / U r ∀ ∀ ∀ 变压器运行电压标幺值;
U ∀ ∀ ∀ 变压器运行电压;
U r ∀ ∀ ∀ 变压器的额定电压;
!P 0 ∀ ∀ ∀ 变压器空载试验损耗;
1 变压器国标经济运行区的上下限
GB/ T 13462 ∀ 92 对变压器经济运行区确定的 原则是: 变压器在额定负载条件下的运行区应属于 经济运行区[ 2] 。因此, 变压器经济运行区的上限值 定为负荷率等于 1, 经济运行区的下限值所对应的 效率应与经济运行区的上限值的效率相等, 其计算 公式推导如下:
L1 =
1, 下限
L2 =
!P !P
0 k
#
U
2 *
。
& 变压器 大马拉小车! 的判据是 < L2。
( 变压器经济容量选择的口诀: 按最大负荷选
择, 按最小负荷校验; 如果这 2 个条件都满足, 就可
以保证变压器运行在国标经济运行区间内。
∗农村用电负荷季节性峰谷差很大, 可选用调 容变压器来保证运行在国标经济运行区间内。
关键词: 配电变压器; 经济运行区; 经济容量; 调容变压器 中图分类号: T M 401+ . 1; T M 421 文献标识码: A 文章编号: 1671- 8380( 2009) 02- 0038- 02
0 引言
变压器是电力网的核心元件。从发电到用电, 升压后, 要经过 3~ 5 次降压, 才能把电能最终输送、 分配 给 用户。变 压 器损 失 的电 能 约 占总 网 损 的 40% [ 1] 。配电变压 器是电力系统 末端配电网的 主 要配电设备, 凡是有用户之处必有配电变压器, 配电 变压器具有容量小, 负载波动大, 长时间处于轻载和 空载运行的特点, 因此其损耗很大。农村配电网中 的配电变 压器的 损耗占其 网损的 60% ~ 70% [ 2] 。 由此可见, 降低电力网中变压器的损耗, 大有潜力可 挖。本文在论证国标经济运行区间的基础上, 提出 了配电变压器经济容量选择的简单方法, 能保证变 压器运行在国标经济运行区内, 对实现广大城乡的 配电变压器经济运行、选择变压器的经济容量有一 定参考价值。
2. 1 算例一
某食品工业负 荷, 已知日 最大负荷 880 kW, cos = 0. 91; 日最小负荷 168 kW, cos = 0. 95, 试
选择 S 11 型 10 kV 变压器的经济容量。
解: ∃
按最大负荷选择,
S max Sr
%
L1, 即 S r ∋
S m ax =
88 0 0. 91
参考文献
[ 1] 隋振有, 宋立新. 配电实用技术[ M ] . 北京: 中国电力 出 版社, 2006.
[ 2] 胡景 生. 变 压器 经济 运 行[ M ] . 北 京: 中 国 电力 出 版 社, 1999.
[ 3] 姚志松, 姚磊. 中小型变压器实用全书[ M ] . 北京: 机 械 工业出版社, 2008.
85
=
6. 8%
L2 =
!P0 !Pk
#
U
2 *
=
0. 29 1. 5
)
1.
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2, 不符合经济容量的要求。
( 解决办法, 建议采用调容变压器。查产品手 册[ 3] , 得 S 9 - T 型调容变压器的参数如下: 大容量 运行额定容量 100 kV#A, 空载试验损耗 0. 276 kW, 短路试验损耗 1. 615 kW, Dyn11 接线; 小容量运行 额定容量 30 kV#A, 空载试验损耗 0. 08 kW, 短路试 验损耗 0. 433 kW, Yyn0 接线。夏秋两季小容量运