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揚(yáng)州國(guó)浩電氣有限公司
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2019-6-4 閱讀(3724)
空載損耗和短路損耗是變壓器的兩個(gè)重要參數(shù)，它們的大小以及變化情況不僅能夠表明變壓器的性能是否滿足用戶正常運(yùn)行的需求，同時(shí)也能夠反映變壓器在實(shí)際運(yùn)行中的效率是否達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，因此，實(shí)現(xiàn)變壓器空載損耗和短路損耗的實(shí)時(shí)在線檢測(cè)對(duì)于節(jié)約能源，降低損耗、優(yōu)化環(huán)境以及提高設(shè)備的利用率有很重要的意義。
配電變壓器在電力系統(tǒng)中數(shù)量巨大，分布廣泛，其能耗十分顯著，表1.1列出了幾種系列10kV級(jí)配電變壓器不同容量下的空載和負(fù)載損耗參數(shù)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，配電變壓器的損耗約占總線損的1/3，盡管目前所用的配電變壓器已是率的設(shè)備，其效率可以達(dá)到95%-99%，但是由于其數(shù)量巨大和空載損耗的固定性，變壓器的效率即便有很微小的變動(dòng)，其損耗的改變量也將是一個(gè)巨大的改變量。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)年發(fā)電量約為14780億kW·h，然而電網(wǎng)運(yùn)行的配電變壓器總電能損耗約為411億kWh,約占2000年總發(fā)電量的 3.16%。如果按目前我國(guó)配電變壓器的損耗每年達(dá)到400億千瓦時(shí)計(jì)算，配電變壓器的節(jié)能潛力可高達(dá)90億-150億元，故配電變壓器本身存在著相當(dāng)大的節(jié)能潛力。
變壓器的運(yùn)行效率隨著運(yùn)行年限的增加，以及長(zhǎng)期的運(yùn)行環(huán)境惡劣，其運(yùn)行效率會(huì)逐漸降低，雖然國(guó)家有關(guān)部門制定了《配電變壓器能效及技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)導(dǎo)則》和《三相配電變壓器能效限定值及節(jié)能評(píng)價(jià)值》等國(guó)家電力行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，并且以這些標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)提出逐步淘汰能量損耗高的老舊變壓器同時(shí)采用新型的節(jié)能耗配電變壓器，但是，目前在電網(wǎng)上運(yùn)行時(shí)間超過20年的低效率配變?nèi)萘考s占10%以上，總?cè)萘考s2.4億kVA，由于這些配變參數(shù)老化、損耗高、缺陷多，運(yùn)行可靠性差，這些變壓器不僅嚴(yán)重威脅著電網(wǎng)的安全運(yùn)行，而且每年因此而浪費(fèi)的電能資源也是十分巨大的，故對(duì)其能耗情況進(jìn)行分析研究，對(duì)于節(jié)約能源、優(yōu)化環(huán)境、實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有很重大的意義。
隨著變壓器制造技術(shù)的不斷改進(jìn)以及新材料和新工藝的廣泛應(yīng)用，配電變壓器的應(yīng)用已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了從S7系列向S9系列的轉(zhuǎn)變，并逐漸向損耗更低的S11系列過渡，目前我國(guó)變壓器行業(yè)評(píng)價(jià)變壓器的能效主要從空載損耗和短路損耗兩方面著手，從表1.1中可以看出500kVA時(shí)S11系列變壓器的空載和短路損耗分別為670W和5150W，而S9系列的變壓器的空載和短路損耗分別為960W和6930W，此時(shí)S11系列較S9系列變壓器空在損耗降低30.2%，負(fù)載損耗降低25.7%，因此，要實(shí)現(xiàn)降耗節(jié)能，選用節(jié)能型、低損耗配電變壓器逐步替代高損耗、低效率的配電變壓器是必選途徑之一。
有標(biāo)準(zhǔn)做出關(guān)于變壓器運(yùn)行期限的相關(guān)規(guī)定，規(guī)定其運(yùn)行年限不能超過20年，相關(guān)部門對(duì)于變壓器的更換一般也是按照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的，但是，一般情況下變壓器的工作環(huán)境都為室外而且比較惡劣，這種環(huán)境使變壓器的絕緣老化加速并且故障率也大大提高，在實(shí)際中有相當(dāng)一部分變壓器還未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行年限但是其各種參數(shù)指標(biāo)已不能達(dá)到正常運(yùn)行變壓器的要求，而也有一小部分變壓器到了規(guī)定運(yùn)行年限但是其各種參數(shù)指標(biāo)依舊能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，就不需要對(duì)該部分變壓器進(jìn)行淘汰更換，目前，電網(wǎng)中即將或已經(jīng)達(dá)到運(yùn)行年限的老變壓器還有很多，在短時(shí)間內(nèi)對(duì)其全部進(jìn)行更換將擁有很大的難度，所以對(duì)正在運(yùn)行的變壓器空載損耗和短路損耗進(jìn)行在線測(cè)量，對(duì)于那些損耗偏高經(jīng)濟(jì)價(jià)值很低的變壓器進(jìn)行淘汰，對(duì)那些經(jīng)濟(jì)價(jià)值很低而又不能及時(shí)淘汰的變壓器可以改變對(duì)它的計(jì)費(fèi)方式。
配電變壓器的制造工藝、機(jī)械強(qiáng)度、效率、抗短路能力、并聯(lián)運(yùn)行、損耗指標(biāo)、系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性以及供電質(zhì)量的好壞決定了變壓器空載損耗和短路損耗數(shù)值的大小，由于變壓器的全部勵(lì)磁特性是由空載試驗(yàn)確定的，通過空載試驗(yàn)可以測(cè)量出變壓器的空載損耗和空載電流，也可以檢驗(yàn)變壓器鐵芯的設(shè)計(jì)和制造是否滿足技術(shù)條件的要求和標(biāo)準(zhǔn)以及變壓器磁路中發(fā)生的問題、繞組匝間短路和變壓器的整體缺陷。通過短路試驗(yàn)可以測(cè)量變壓器的負(fù)載損耗和短路阻抗，從而可以檢測(cè)這兩個(gè)重要的性能參數(shù)能夠滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也可以檢測(cè)變壓器繞組內(nèi)是否存在缺陷問題，有研究表明，在變壓器繞組發(fā)生匝間短路時(shí)，變壓器的總損耗會(huì)因其短路損耗和空載損耗的增加而增加，并且損耗的增加數(shù)量會(huì)受匝間短路嚴(yán)重程度的影響，匝間短路越嚴(yán)重，短路匝數(shù)越多變壓器損耗就會(huì)越大，因此，通過檢測(cè)變壓器的空載損耗和短路損耗等參數(shù)能夠及時(shí)了解變壓器的運(yùn)行情況并可以提前預(yù)測(cè)相關(guān)故障的發(fā)生狀況。
目前配電變壓器空載損耗和短路損耗的一般測(cè)量方法是在離線狀態(tài)下通過空載試驗(yàn)和短路試驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)的，離線空載和短路實(shí)驗(yàn)測(cè)量變壓器的空載和短路損耗存在很大的缺陷，該測(cè)量方法對(duì)于即將入網(wǎng)的配電變壓器進(jìn)行測(cè)量較為方便的，但是，對(duì)于掛網(wǎng)運(yùn)行的變壓器進(jìn)行離線測(cè)量將會(huì)帶來諸多困難，該方法需要把變壓器停運(yùn)進(jìn)行測(cè)試，此舉既浪費(fèi)了大量的人力物力，又影響供電的連續(xù)性，這不符合經(jīng)濟(jì)、連續(xù)的供電要求。實(shí)現(xiàn)配電變壓器空載和短路損耗的在線測(cè)量，對(duì)于降低變壓器損耗，滿足安全可靠供電、提高供配電效率、改善電氣環(huán)境具有十分重要的意義。
