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摘要:10kv的配电网无功损耗非常大,占全部输电系统的一半左右。如果可以让10kv的配电变压器节能降耗,就可以带来很大的益处。城市对电能的需求量占全部电力系统的绝大部分,因此要将重点放在城市配电网的节能降耗上,这样可以收获巨大的社会效益和经济效益。此篇文章主要对我国10kV配电变压器节能降耗技术现状和10kV配电变压器节能降耗的关键技术进行探究,让10kv配电变压器更加完善,为我国配电变压器的发展奉献一份力量。
关键词:配电变压器;节能降耗;技术措施
1 引言
电力资源具有很大的优势,被大范围的应用在了各个方面。配电变压器是电力系统中不可缺少的电压转换设备,有优点的同时也是有问题存在的,其中配电变压器的损耗过大就是其中一个大问题。如果想要保证输电系统的进步,需要我们解决变压器的损耗问题,因此变压器的节能降耗技术措施的意义十分巨大。
2 配电变压器的变压器运行结构原理
(1)字母和数字是型号的必要组成,其中字母表示不同的意思,如三相可以由S表示,单相可以由D表示,防爆可以由K表示,风冷可以由F表示。例如我国将一些高效节能的变压器进行编号,如三程变压器的系列就可以用S950010,S9表示,它是我国统一设计的具有高效节能性质的变压器。变压器的容量用500表示,一般单位可以用千伏安(kVA),高压侧的电压用10表示,单位为千伏(kV)。(2)三相变压器的接法可以用联接组别表示,高低压绕组线电压也可以用联接组别表示,两者具有一定的相位关系。高压绕绕组呈星形接法的形式可以用L2,Y表示,低压绕组呈星形接法且有中线的形式可以用Ya表示,原二次线电压的相位相同但是却是可以用12表示。短路电压是电压降变压力器形成的一个绕组短路,形成一个绕组轴人电压,通过一次或者是二次的绕组,实现电流的二次绕组,最终将电流分别达到一定的额定值,短路电压能够实现输入电压的阻抗压降。
3 我国10kV配电变压器节能降耗技术现状
配电变压器是电力系统中必不可少的部分,但其损耗过大,长年积累的损耗是惊人的,需要我们就配电变压器节能降耗技术措施进行深入研究。相比于发达国家,我国的配电变压器是比较落后的,如果运用先进的配电技术,可以大大降低配电变压器在工作时产生的损耗。
10kV配电变压器在我国才刚刚开始发展,从上世纪六十年代,我国电力系统才慢慢有了起色,政府使用政策让损耗更低的S7系列配电变压器代替了原来的变压器,到上世纪末电网上有了新的大变化,将变压器改为了S9系列变压器,这种变压器损耗减少的却不多。我们国家虽然经济发展的很快,电力技术也因此得到很大发展,但是和发达国家比电力技术上还是有着不小的差距。所以国家要加大力度不断完善10kV配电变压器降耗技术措施,提升电力系统的水平,让我国能够慢慢追上发达国家的脚步。
4 10kV 配电变压器的节能降耗技术措施
4.1分析10kV 配电变压器的损耗问题
分析10kV配电变压器的损耗问题是10kV 配电变压器的节能技术实施的重要前提。10kV 配电变压器主要是通过电磁感应输送配电的,其损耗的高低将直接影响电力成本以及安全。通常情况下,10kV配电变压器的损耗主要分为有功损耗和无功损耗两种。对于有功损耗来说,通常是指运行过程中有功功率所产生的损耗。一般包括铁损和铜损两种。其中,铁损多表现在磁滞、涡流以及电阻等方面,而铜损多表现在线圈电阻方面,二者产生损耗时都伴随着发热现象。
对于无功损耗来说,无功损耗主要产生于变压器变压与能量传递的过程中,无功损耗可根据产生的原因分为励磁电流无功损耗以及绕组阻抗和电流无功损耗两种形式,其中,前者与稳定变压器状态有关,后者与配电变压器的负载电流的大小有着很大的联系。
4.2设置自动调压器
设置自动调压器是 10kV 配电变压器的节能技术实施的重要基础。10kV 配电变压器运行过程中的负载与其节能能力有着很大的联系,如下表所示。具体来说,当负载超过额定的 5% 时,铁损就会有大约 15% 左右的增加,而超过额定 10%时,能量损耗就会直接提升到 150%,所以说,要想实现变压器的节能,就要针对配电系统的负载自动化调控进行自动调压器的设置,要通过额定电压的保持,去进行节能功能的实现。自动调压器可以在很大程度上保持配电系统的稳定性与节能性,通常情况下,波动都会控制在 20% 以内。与此同时,自动调压器还可以根据不同的负载情况进行分接头的针对性调节,从而把出线电压维持在规定的范围之内。
4.3优化负载方案
优化变压器之间的负载方案是 10kV 配电变压器的节能技术的重要环节。现阶段,对于 10kV 配电变压器的设计、装配来说,通常是需要多台变压器联合使用的,不仅仅是为了提升供电容量,还是为了维持配电系统的稳定性,但是在一定程度上引起了配电网的节能问题。而要想提升这种模式下的节能能力,可以进行变压器组间的负载情况的转变。具体来说,在进行 10kV 配电变压器组的设计以及分配的过程中,有根据相关的节能要求,进行负载方案的优化,从而降低配电变压器组的能量损耗。例如,在并列式配电变压器组的设计过程中,首先,要根据进行两台变压器的分别损耗的计算,再根据分别损耗,进行综合损耗的计算,得出相应的损耗关系,从而进行经济运行方案的确定与优化。
4.4平衡三相负载
平衡三相负载是 10kV 配电变压器的节能技术实施的必要手段。通常情况下,对于 10kV 配电变压器来说,如果出现线路中三相负载的不平衡现象,就会引发整体电流的变化,导致三相压差增大,从而在一定程度上影响配电的质量,而且其他相的负载电流也会产生变化,增加铜损,影响电磁平衡,甚至是产生漏磁现象,从而增大变压器的能耗。为了保证三相负载的平衡,需要将变压器设置在配电线路的中心,并且在运行过程中对线路进行监测,同时配电系统需要加装消谐以及无功补偿系统,另外对于大功率用电器,需要设立专用的单向变压器,并将之直接与高压电网相连接。
4.5引入新材料与新工艺
引入新材料与新工艺同样是 10kV 配电变压器的节能技术实施的重要内容。虽然我国 10kV 配电变压器应用范围广、发展时间较长,但是在节能方面还比较落后,究其原因,主要是由于材料使用以及制作工艺两个方面的先进性不足导致的。所以加强新材料和新工艺的引入是十分必要的。具体来说,首先,要转变以往材料易腐蚀、电阻大的不足,加强无氧铜和磁体等材料的引进,降低线圈的数量,通过铁芯降低电磁损耗,从而实现配电变压器的节能。其次,要转变以往的配电变压器生产方式,降低各零部件的生产参数的影响,优化现有工艺,积极引进先进工艺,从而在降低生产误差的同时,提升 10kV 配电变压器节能的能力。
5 结束语
综上所述,我国10kV配电变压器应用较多,但由于节能效果不足,造成了大量的电力损耗。为了改变这一现状,我们可以通过设置自动调压器、优化变压器负荷方案、保证三相负荷平衡、引进新材料、改进生产工艺等措施来实现这一目标。
参考文献:
[1]马生胜.浅谈10kV配电变压器节能降耗技术措施[J].中国新技术新产品,2017(06):140.
[2]罗建民.浅谈10kV配电变压器节能降耗技术措施[J].科技资讯,2017(25):142.