摘要針對(duì)公司變壓器綜合能耗的特點(diǎn)，介紹了企業(yè)配電變壓器在節(jié)能領(lǐng)域中所起到的重要作用。通過理論分析、研究和實(shí)踐應(yīng)用，組織公司變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，變壓器分接開關(guān)的節(jié)電運(yùn)行和平衡變壓器的三相負(fù)荷，調(diào)整負(fù)荷曲線，以降低變壓器損耗。在配電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行維護(hù)過程中,必須結(jié)合配電變壓器的實(shí)際運(yùn)行情況,采取合理有效的技術(shù)措施保證配電變壓器長(zhǎng)期運(yùn)行在最優(yōu)工況,有效降低配電變壓器運(yùn)行綜合能耗,實(shí)現(xiàn)配電變壓器節(jié)能降耗經(jīng)濟(jì)調(diào)度運(yùn)行目標(biāo)。關(guān)鍵詞變壓器損耗有功損耗無(wú)功損耗經(jīng)濟(jì)運(yùn)行ABSTRACTACCORDINGTOCOMPANYTRANSFORMERCOMPREHENSIVEENERGYCONSUMPTION,INTRODUCEDCOMPANYOFDISTRIBUTIONTRANSFORMERINTHEFIELDOFENERGYPLAYSAIMPORTANTROLEINTHROUGHTHEANALYSISOFTHEORY,RESEARCHANDPRACTICE,ORGANIZATIONFORECONOMICOPERATIONOFTRANSFORMERS,TRANSFORMERTAPSWITCHELECTRICITYSAVINGOPERATIONANDBALANCETRANSFORMERTHREEPHASELOAD,ADJUSTTHELOADCURVE,INORDERTOREDUCETHELOSSOFTRANSFORMERINTHEACTUALDISTRIBUTIONNETWORKOPERATIONANDMAINTENANCEPROCESS,MUSTBECOMBINEDWITHTHEACTUALOPERATIONOFDISTRIBUTIONTRANSFORMER,ADOPTTHEREASONABLEANDEFFECTIVETECHNICALMEASURESTOENSURELONGTERMOPERATIONOFDISTRIBUTIONTRANSFORMERINTHEBESTCONDITION,EFFECTIVELYREDUCETHEDISTRIBUTIONTRANSFORMERCOMPREHENSIVEENERGYCONSUMPTION,REALIZESTHEDISTRIBUTIONTRANSFORMERENERGYSAVINGECONOMICOPERATIONTARGETKEYWORDTRANSFORMERLOSSACTIVEPOWERLOSSREACTIVEPOWERLOSSECONOMICOPERATION目錄第一章緒言1第一節(jié)變壓器節(jié)能措施分析2第二章變壓器降耗節(jié)能4第一節(jié)節(jié)能增效措施、原理及主要技術(shù)指標(biāo)4第二節(jié)平衡變壓器的三相負(fù)荷9第三節(jié)調(diào)整負(fù)荷曲線11第四節(jié)調(diào)整變壓器分接開關(guān)13第三章改造后的比較14第四章結(jié)論18結(jié)束語(yǔ)19謝辭20參考文獻(xiàn)21第一章緒言變壓器是電氣設(shè)備中應(yīng)用最普遍、效率最高的設(shè)備之一，一般106KV變壓器效率為98一99，雖然變壓器的效率高，然而它是作為電源設(shè)備使用的，需要長(zhǎng)時(shí)間的通電運(yùn)行，在變壓器容量沒有得到充分利用時(shí)運(yùn)行效率低、另外由于變壓器三相不平衡、負(fù)載系數(shù)不合理、電壓分接開關(guān)檔位長(zhǎng)期高位運(yùn)行等等原因的存在，因此，能耗仍非?？捎^。雖然變壓器電能損耗是客觀存在的，但不能說這種損失狀況是必要的、是不可能減少的。只要變壓器降耗措施得當(dāng)、合理使用，一定可以達(dá)到節(jié)能降耗的目的。我們公司現(xiàn)有3座低壓配電室5臺(tái)變壓器（4臺(tái)630KVA，1臺(tái)1000KVA），配電系統(tǒng)中變壓器容量大、臺(tái)數(shù)多，其長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行狀態(tài)相對(duì)來(lái)說不是很合理，損耗約占配電系統(tǒng)總損耗的30一60，由于這種狀況，2007我們針對(duì)變壓器的使用情況，進(jìn)行相應(yīng)的理論分析，提出改造措施并在變壓器全年的使用、維護(hù)、檢修工作中實(shí)踐應(yīng)用，對(duì)公司整體的節(jié)能增效起到了一定作用。近年來(lái)，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速增長(zhǎng)，盡管電力裝機(jī)也增長(zhǎng)很快，但由于整個(gè)社會(huì)對(duì)能源需求的巨大增加，使得電力供需的矛盾仍十分突出。出現(xiàn)上述巨大電能缺口的原因，一方面與前幾年電力裝機(jī)滯后有關(guān)，但更重要的是與我國(guó)能源資源不足，結(jié)構(gòu)不合理有著更加密切的關(guān)系。要實(shí)現(xiàn)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速可持續(xù)增長(zhǎng)，能源的供需矛盾必將更為突出，能源已成了制約可持續(xù)發(fā)展的瓶頸之一。今后，除了繼續(xù)探索新能源的開發(fā)利用之外，大力節(jié)約能源就成了重中之重。從電力的生產(chǎn)、供應(yīng)和消費(fèi)來(lái)看，節(jié)約在輸配電過程中的電能損耗就顯得十分重要，對(duì)全國(guó)來(lái)說，全年變壓器總的電能損失高達(dá)1100億千瓦時(shí)以上，相當(dāng)于3個(gè)中等用電量省的用電量之和。我國(guó)變壓器損耗電能如此之大，是由于城鄉(xiāng)電網(wǎng)中和企業(yè)電網(wǎng)中老的、高能耗變壓器數(shù)量比較大。老舊變壓器長(zhǎng)期超期服役，更新速度慢，其主要原因是普遍存在資金短缺、耗能設(shè)備更新觀念落后、管理落后，以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)決策失誤所致。第一節(jié)變壓器節(jié)能措施分析一、經(jīng)濟(jì)手段。1、樹立現(xiàn)代設(shè)備耗能觀念，加強(qiáng)設(shè)備更新?，F(xiàn)代化耗能設(shè)備管理的決策要求人們必須從產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)觀念轉(zhuǎn)變?yōu)樯唐方?jīng)濟(jì)觀念。耗能設(shè)備管理的科學(xué)理論的主要基礎(chǔ)是從經(jīng)濟(jì)壽命觀念出發(fā)，把產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)的物質(zhì)磨損觀念轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)磨損觀念。耗能設(shè)備的經(jīng)濟(jì)壽命系指耗能設(shè)備在制造過程中，不僅考慮設(shè)備的物質(zhì)磨損，更主要的是按技術(shù)磨損確定設(shè)備的使用年限。耗能設(shè)備的技術(shù)磨損系指耗能設(shè)備在使用過程中，一旦研制出新設(shè)備，其技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)效益比原設(shè)備繼續(xù)使用優(yōu)越時(shí)，就應(yīng)按技術(shù)磨損進(jìn)行決策，更新設(shè)備。2、實(shí)施分時(shí)電價(jià)的措施。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，用電結(jié)構(gòu)也發(fā)生了變化，加之傳統(tǒng)用電習(xí)慣，使用電負(fù)荷的峰谷差別加大。在高峰時(shí)段變壓器負(fù)荷成倍增加，而下半夜的用電負(fù)荷銳減，沖擊變壓器運(yùn)行的平穩(wěn)性，導(dǎo)致變壓器效率下降。為了提高變壓器的負(fù)載率，在運(yùn)行管理中采取各種手段來(lái)轉(zhuǎn)移高峰負(fù)荷，增加低谷用電，提高其負(fù)載率。其經(jīng)濟(jì)手段就是全面推行峰谷分時(shí)電價(jià)，對(duì)生產(chǎn)用戶安裝復(fù)費(fèi)率電能表。3、根據(jù)功率因數(shù)進(jìn)行電費(fèi)合理調(diào)節(jié)。提高用戶變壓器及用電設(shè)備的功率因數(shù)，減少變壓器磨損，供電部門要對(duì)用戶力率進(jìn)行考核，實(shí)行力率調(diào)整電費(fèi)。按規(guī)定對(duì)用戶變壓器容量進(jìn)行力率考核，要安裝有功電能表和無(wú)功電能表。每月抄錄用戶的有功電度與無(wú)功電度，計(jì)算其功率因數(shù)，按其差額加收無(wú)功補(bǔ)罰電費(fèi)，差額越大，補(bǔ)罰電費(fèi)越多。用戶因力率過低，每月需要增加支付大量電費(fèi)。通過經(jīng)濟(jì)杠桿，使用戶在支付補(bǔ)罰電費(fèi)中，權(quán)衡經(jīng)濟(jì)利益，采取無(wú)功就地補(bǔ)償?shù)拇胧?，從而提高功率因?shù)。二、技術(shù)手段。1、合理選配變壓器的容量。從理論上講，要使變壓器發(fā)揮最大效率，應(yīng)使平均負(fù)荷率為額定容量的5075。但因?yàn)樽儔浩鞅旧淼呢?fù)載及功率因數(shù)是變化的，且有超載運(yùn)行的可能性，故不必按最大效率的準(zhǔn)則來(lái)選擇變壓器的容量。如果變壓器容量選得過大，出現(xiàn)“大馬拉小車”現(xiàn)象，空載損耗會(huì)大大增加變壓器容量選得過小，變壓器負(fù)載過大，甚至過負(fù)荷，使變壓器負(fù)載損耗增大。通常工廠及民用等用電設(shè)備，其負(fù)荷是變動(dòng)的，每天都有所不同。選擇容量的計(jì)算方法如下1計(jì)算負(fù)荷量及功率因數(shù)，在待選的系列變壓器中選擇多種容量即不同規(guī)格的變壓器，以供作待選變壓器其額定容量應(yīng)大于負(fù)荷的最大視在功率。2計(jì)算出各種容量變壓器與負(fù)荷對(duì)應(yīng)的負(fù)載率。3根據(jù)上述值以及各種容量變壓器的的空載損耗和短路損耗計(jì)算出每臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)的損耗與效率一般情況下宜選用效率高的。4具體確定變壓器容量時(shí)，既要考慮變壓器的損耗，又需考慮適當(dāng)提高變壓器的容量利用率。此外，如果負(fù)荷是季節(jié)性或夜間停止使用的，變壓器的負(fù)荷可能僅占其容量的40以下，此時(shí)就要考慮到負(fù)荷降低情況下變壓器的運(yùn)行效率。因?yàn)樽儔浩鞯目蛰d損耗與負(fù)載無(wú)關(guān)，而其功率損耗是一定的，且變壓器輕載時(shí)的損耗也相當(dāng)大。所以，從節(jié)電角度出發(fā)是不能忽視的。因此，這種情況下使用單臺(tái)大容量的變壓器，不如使用多臺(tái)小容量變壓器，以提高其運(yùn)行效率。2、合理選擇變壓器的數(shù)量和類型。為了降低變壓器損耗，應(yīng)根據(jù)企業(yè)負(fù)荷情況合理選擇變壓器的數(shù)量和類型。選擇時(shí)一般應(yīng)遵循以下原則1合理選擇變壓器臺(tái)數(shù)。負(fù)荷絕大部分為三級(jí)負(fù)荷的，可裝設(shè)一臺(tái)變壓器若企業(yè)一、二級(jí)負(fù)荷所占比例較重，必需兩個(gè)電源供電的，則應(yīng)裝設(shè)兩臺(tái)變壓器特殊場(chǎng)合可使用多臺(tái)小容量變壓器，如受運(yùn)輸和作業(yè)條件限制的井下變電站。2選用低能耗、高效率的節(jié)能型變壓器。選用低能耗、高效率的節(jié)能型變壓器是節(jié)能的重要手段，它可以減少空載時(shí)由鐵損、漏磁損耗、激磁電流產(chǎn)生的鐵損和負(fù)載時(shí)由負(fù)載電流在變壓器線圈電阻上產(chǎn)生的損耗。我國(guó)配電變壓器行業(yè)經(jīng)過不斷努力，在90年代以后較過去有了突破性的進(jìn)展，變壓器性能不僅是鐵心硅鋼片材質(zhì)的改進(jìn)，而且在容量結(jié)構(gòu)和制造工藝上都有所突破因而在節(jié)能降耗、降低空載電流和噪音等方面都有較大進(jìn)展，出現(xiàn)了多種型號(hào)的節(jié)能型變壓器，可以在其中根據(jù)需要進(jìn)行選擇。3、提高變壓器功率因數(shù)。負(fù)載功率因數(shù)的降低將使變壓器的效率降低，從而使其損耗增大。用電設(shè)備如各種電動(dòng)機(jī)、感應(yīng)爐、電焊機(jī)等除了要消耗有功功率以外，還要消耗相當(dāng)數(shù)量的無(wú)功功率，從而導(dǎo)致電網(wǎng)功率因數(shù)的惡化。這將使變壓器損耗增加且增加電費(fèi)。如果在這種系統(tǒng)中設(shè)置移相電容器，負(fù)載的功率因數(shù)就會(huì)得到改善，無(wú)功功率則受到抑制。同時(shí)，移相電容器補(bǔ)償了無(wú)功電流，使配變電設(shè)備及網(wǎng)路的實(shí)際電流減少，從而提高了變壓器的利用率，降低了變壓器的銅耗及線路損耗，節(jié)約了電能。第二章變壓器降耗節(jié)能第一節(jié)節(jié)能增效措施、原理及主要技術(shù)指標(biāo)1、組織變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行近期，我們對(duì)一號(hào)、二號(hào)配電室兩兩并列運(yùn)行的4臺(tái)630KVA變壓器運(yùn)行情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)如下表表1一號(hào)、二號(hào)配電室兩兩并列運(yùn)行的4臺(tái)630KVA變壓器運(yùn)行情況位置測(cè)試月份型號(hào)規(guī)格額定電流（A）輸出電流（A）使用電流（A）使用電流/輸出電流1配電室2012226S7630/109006874384956S7630/1090061263002492配電室2012226S7630/109003463155845S7630/109003018156952由表中可以看出，二月份4臺(tái)生產(chǎn)生活用變壓器輕負(fù)載運(yùn)行，變壓器“大馬拉小車”，使變壓器的容量沒有得到充分利用，變壓器運(yùn)行效率低，增大了損失率從而浪費(fèi)了電量。由于國(guó)家對(duì)315KVA及以上的工業(yè)用戶實(shí)行的兩部制電價(jià)（基本電價(jià)電度電價(jià)），希望通過價(jià)格經(jīng)濟(jì)杠桿作用，促使用戶提高設(shè)備利用率，減少不必要的設(shè)備容量，節(jié)約電能損耗，提高設(shè)備的負(fù)荷率。所以二月份變壓器利用率雖然很低，但基本電費(fèi)卻一定會(huì)居高不下，造成公司月平均電價(jià)升高，每千瓦時(shí)電支出的基本電價(jià)成本較高。出現(xiàn)這種情況，是因?yàn)?3月份是公司生產(chǎn)淡季，休假過冬，生產(chǎn)生活用電量極小，變壓器并列運(yùn)行就像自家冰箱一樣，電通著但里面什么東西也沒放，電費(fèi)照付，很不科學(xué)。變壓器在運(yùn)行中的損耗包括空載損耗和負(fù)載損耗，分為有功損耗和無(wú)功損耗。無(wú)功損耗的存在，使電力系統(tǒng)的電流增大，從而增加了電力系統(tǒng)的有功損耗。電力系統(tǒng)每供給IKVAR無(wú)功率引起的有功損耗，叫做無(wú)功功率經(jīng)濟(jì)當(dāng)量，用KQ表示。通常KQ在002KW/KVAR010KW/KVAR之間。變壓器的有功損耗，加上變壓器的無(wú)功損耗引起的電力系統(tǒng)的有功損耗，稱為變壓器有功損耗換算值，以P表示，經(jīng)論證，一臺(tái)變壓器在恒定負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)的有功損耗換算值為P（P0KQQ0）PDKQQDS/SE21式,其中Q0SEI0102QDSEUD102P0變壓器的空載損耗PD變壓器的短路損耗Q0變壓器的空載無(wú)功損耗QD變壓器的短路無(wú)功損耗SE變壓器的額定容量。S變壓器的實(shí)際負(fù)荷I0變壓器空載電流百分比UD變壓器短路電壓百分比變壓器單位負(fù)荷的有功損耗換算值P/S具有最小值，最小值對(duì)應(yīng)的負(fù)荷，叫做變壓器的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷。在該負(fù)荷下運(yùn)行，引起的電力系統(tǒng)的有功損耗為最小，能獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益稱為變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。對(duì)于兩臺(tái)變壓器，當(dāng)實(shí)際負(fù)荷小于經(jīng)濟(jì)負(fù)荷時(shí)，投人一臺(tái)變壓器運(yùn)行最為經(jīng)濟(jì)；當(dāng)實(shí)際負(fù)荷大于經(jīng)濟(jì)負(fù)荷時(shí)，投人兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行最為經(jīng)濟(jì)。經(jīng)濟(jì)負(fù)荷SECSE2（P0KQQ0）/PDKQQD1/2而變壓器在一年中損耗的電能量則為W（P0KQQ0）TPDKQQDS/SE2T2式T變壓器全年內(nèi)投入運(yùn)行小時(shí)數(shù)，可取8760小時(shí)。下圖是經(jīng)不同時(shí)段統(tǒng)計(jì)的公司一號(hào)、二號(hào)配電室全年負(fù)荷變化曲線圖1一號(hào)、二號(hào)配電室全年負(fù)荷變化曲線根據(jù)負(fù)荷變化情況，我們有以下計(jì)算一號(hào)配電室630KVA變壓器，其空載損耗P0為130KW,短路損耗PD為81KW，Q0為112KVR,QD為28KVR。變壓器允許短路過負(fù)荷50，則最大負(fù)荷為S63005630945KVA二臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，全年的最大損耗電量根據(jù)（2）式為W2（P0KQQ0）TPDKQQDS/SE2T/2213011128760810128945/63028760/21498179KWH若采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行時(shí)，其經(jīng)濟(jì)負(fù)荷為SECSE2（P0KQQ0）/PDKQQD1/263021301112/8101281/2422KVA所以當(dāng)實(shí)際負(fù)荷S422KVA時(shí)，投入兩臺(tái)變壓器運(yùn)行，這時(shí)損耗最小，運(yùn)行最經(jīng)濟(jì)；當(dāng)實(shí)際負(fù)荷S422KVA時(shí)，投入一臺(tái)變壓器運(yùn)行最經(jīng)濟(jì)。（1）公司在13月份時(shí)間段，其用電負(fù)荷為30時(shí)，經(jīng)濟(jì)負(fù)荷為SEC1309452835KVA，由于SEC1小于SEC（422KVA），故采用一臺(tái)變壓器運(yùn)行，相應(yīng)的損耗電量為W1130111222088101282835/63022208/27780164KWH（2）公司在46月份時(shí)間,其用電負(fù)荷為60時(shí)，經(jīng)濟(jì)負(fù)荷為SEC260945567KVA，由于SEC2大于SEC（422KVA），故采用二臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行，其損耗電量為W2213011122184810128567/63022184/220211268KWH（3）公司在710月份時(shí)間,用電負(fù)荷為100時(shí)，經(jīng)濟(jì)負(fù)荷SEC3945KVA，由于SEC3大于SEC（422KVA），故采用二臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行，其損耗電量為W3213011122952810128945/63022952/25048758KWH（4）公司在1112月份時(shí)間,用電負(fù)荷為50時(shí)，經(jīng)濟(jì)負(fù)荷SEC450945KVA4725KVA，由于SEC4大于SEC（422KVA），故采用二臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行，其損耗電量為W42130111214648101284725/63021464/21224104KWH由以上計(jì)算過程可求得全年的損耗電量為WW1W2W3W47780164KWH20211268KWH5048758KWH1224104KWH90711052KWH表2一號(hào)配電室變壓器不同運(yùn)行方式耗電量比較月份經(jīng)濟(jì)負(fù)荷KVA兩臺(tái)630KVA變壓器運(yùn)行方式耗電總量KWH132835一用一備778016446567并聯(lián)運(yùn)行20211268710945并聯(lián)運(yùn)行504875811124725并聯(lián)運(yùn)行1224104合計(jì)90711052112422全年并列運(yùn)行1498179采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式一號(hào)配電室全年節(jié)省電能1498179KWH90711052KWH59106848KWH節(jié)省電費(fèi)59106848KWH045265980816元。表3同樣經(jīng)過計(jì)算，二號(hào)配電室變壓器不同運(yùn)行方式耗電量比較月份經(jīng)濟(jì)負(fù)荷KVA兩臺(tái)630KVA變壓器運(yùn)行方式耗電總量KWH1314175一用一備595256146567并聯(lián)運(yùn)行20211268710756并聯(lián)運(yùn)行3745497611122835一用一備5158587合計(jì)68777392112422全年并列運(yùn)行1498179采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式二號(hào)一號(hào)配電室全年節(jié)省電能1498179KWH68777392KWH81040508KWH節(jié)省電費(fèi)81040508KWH045364682286元。從以上計(jì)算及分析我們可以看出，公司一號(hào)、二號(hào)配電室全年并列運(yùn)行在容量不足效率低的狀態(tài)下，損耗電量是很大的。針對(duì)這種情況我們?cè)?012年3月初對(duì)一號(hào)、二號(hào)配電室的1臺(tái)630KVA變壓器進(jìn)行切除，只使用一臺(tái)變壓器運(yùn)行以降低能耗，而在3月中旬恢復(fù)兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行，計(jì)劃在12年11月份切除二號(hào)配電室1臺(tái)630KVA變壓器至13年4月初，13年1月切除一號(hào)配電室1臺(tái)630KVA變壓器至4月初，周而復(fù)始，一年組織變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行就節(jié)省電費(fèi)630663元。第二節(jié)平衡變壓器的三相負(fù)荷在企業(yè)供、配電系統(tǒng)的運(yùn)行中,配電變壓器三相負(fù)荷總是難以平衡。下表是我們3月份對(duì)公司一號(hào)配電室1臺(tái)630KVA變壓器使用電流的檢測(cè)表43月份一號(hào)配電室電流數(shù)據(jù)A相B相C相電流值3085A4335A7846A從表中可以看出，變壓器三相電流極不平衡，而在變壓器運(yùn)行電壓一定和總的供電負(fù)載不變的情況下，變壓器的有功損耗和無(wú)功損耗與負(fù)載的變化有關(guān)。三相負(fù)載不平衡，中性線電流增大,其零序電流產(chǎn)生的零序磁通將引起油箱壁及鋼結(jié)構(gòu)的損耗增大,長(zhǎng)期這種狀態(tài)不但要影響用戶的電能質(zhì)量，而且會(huì)使變壓器運(yùn)行溫度升高,增加變壓器的損耗，降低變壓器的功率因數(shù)和使用壽命，我們計(jì)算一下前面我們提過，變壓器的功率損耗由空載損耗和負(fù)載損耗兩部分組成。實(shí)際運(yùn)行中負(fù)載損耗是隨變壓器運(yùn)行負(fù)載的變化而變化,在三相負(fù)載平衡條件下,其功率損耗可表示為PP0PD21當(dāng)三相負(fù)載不平衡時(shí),功率損耗表達(dá)式簡(jiǎn)化為PP0PDA2B2C2/3P0PDIA/IE2IB/IE2IC/IE2/32式中P變壓器總損耗P0變壓器的空載損耗PD變壓器的短路損耗A，B，C分別為變壓器各相電流負(fù)載率；IA，IB，IC，分別為變壓器各相負(fù)載電流；IE為變壓器額定電流我們以檢測(cè)到的公司一號(hào)配電室1臺(tái)630KVA變壓器數(shù)據(jù)為例計(jì)算如下630KVA變壓器其空載損耗P0為130KW,短路損耗PD為81KW，額定電流為900A當(dāng)三相負(fù)載平衡，且IAIBIC500A時(shí)其功率損耗為P1P0PD21381500/900238KW當(dāng)三相負(fù)載不平衡，且IA300，IB400，IC800A時(shí)其功率損耗為P2P0PDIA/IE2IB/IE2IC/IE2/313813085/90024335/90027846/9002/3138103663427KW表5三相不平衡、平衡電損比較電流IA電流IB電流IC功率損耗/每小時(shí)耗電量三相平衡500A500A500A380KW33288KWH三相不平衡3085A4335A7846A427KW374052KWH而兩種狀態(tài)下的損耗差為P2P1047KW。由此可見，當(dāng)變壓器輸出容量基本相同時(shí)，三相不平衡每小時(shí)的電損較平衡時(shí)大。造成我公司變壓器三相負(fù)載不平衡的原因是因?yàn)檫@兩年公司院內(nèi)新增負(fù)荷沒有嚴(yán)格分相使用，再加上目前三相四線制供電系統(tǒng)中,大量使用單相用電設(shè)備,例如空調(diào)、電冰箱、飲水機(jī)、電磁爐等等致使變壓器的三相電流幅值及其相位互不相等既三相負(fù)載不平衡。針對(duì)這一問題，我們?cè)诮衲旯驹簝?nèi)配電線路及變配電室檢修過程中適時(shí)調(diào)整，盡可能把所有負(fù)荷合理分相編組,平均的使用在變壓器三相上；并且在運(yùn)行過程中,及時(shí)記錄用電設(shè)備的更替和變化,定期測(cè)量三相電壓及負(fù)荷的平衡情況,以便及時(shí)調(diào)整負(fù)荷平衡度。經(jīng)計(jì)算一年中平衡變壓器的三相負(fù)荷節(jié)省電量WPT047KW8760520586KWH節(jié)省電費(fèi)20586KWH04592637元。總之,通過合理分相調(diào)整，減少變壓器三相負(fù)荷不平衡度,不但有效減少了功率損耗而且改善了用電設(shè)備的供電環(huán)境,有利于其壽命的延長(zhǎng)。第三節(jié)調(diào)整負(fù)荷曲線電力系統(tǒng)的用電負(fù)載每時(shí)每刻都在發(fā)生變化,而發(fā)電和用電每時(shí)每刻又都要保持相對(duì)平衡。對(duì)于電力負(fù)載波動(dòng)大的用電部門,需要調(diào)整負(fù)載來(lái)降低尖峰負(fù)荷。同時(shí),負(fù)載調(diào)整對(duì)于降低變壓器的有功損失和無(wú)功消耗,提高變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,充分發(fā)揮發(fā)電設(shè)備的容量也顯得尤為重要。前面提過變壓器功率損耗可表示為PP0PD2其中為負(fù)載系數(shù)，P/（SECOS功率因數(shù)），如圖下所示,PF是一個(gè)二次遞增函數(shù),所以變壓器各相電流負(fù)載率A，B，C中任何兩個(gè)自變量的平均值PAB/2的函數(shù)PPFP小于該兩個(gè)自變量的函數(shù)的平均值，即PA2B2/22我們以公司二號(hào)配電室2臺(tái)630KVA變壓器技術(shù)參數(shù)P0130KW,PD81KW，Q0為112KVR,QD為28KVR，功率因數(shù)09，金屬?gòu)S用電負(fù)荷（全天使用負(fù)荷5534KW）為例計(jì)算節(jié)電效果金屬?gòu)S在施工高峰期經(jīng)常采用兩班倒既白天、夜間輪換的生產(chǎn)方式，其目的雖然是合理調(diào)配生產(chǎn)，保證施工進(jìn)度，然而這種生產(chǎn)分式卻完全符合變壓器運(yùn)行調(diào)整負(fù)荷曲線的規(guī)律特點(diǎn)，在節(jié)電降耗方面起到很大的作用。表6工作安排耗電功率運(yùn)行時(shí)間08時(shí)816時(shí)1624小時(shí)生產(chǎn)一班次945KW5355KW945KW生產(chǎn)二班次22995KW315KW945KW表7一班生產(chǎn)負(fù)載系數(shù)情況運(yùn)行時(shí)間負(fù)載系數(shù)日負(fù)載系數(shù)均方值日負(fù)載系數(shù)平均值日負(fù)載波動(dòng)系數(shù)08時(shí)0016705460326281816時(shí)0944054603262811624時(shí)0016705460326281表8兩班生產(chǎn)負(fù)載系數(shù)情況運(yùn)行時(shí)間負(fù)載系數(shù)日負(fù)載系數(shù)均方值日負(fù)載系數(shù)平均值日負(fù)載波動(dòng)系數(shù)08時(shí)0405603970326148816時(shí)05556039703261481624時(shí)0016703970326148其中日負(fù)載系數(shù)平均值（82T162T）/PD日負(fù)載系數(shù)均方值（82T162T）/PD2日負(fù)載波動(dòng)系數(shù)日負(fù)載系數(shù)均方值2/日負(fù)載系數(shù)平均值2調(diào)載前后變壓器全日有功電量和無(wú)功電量的節(jié)約為節(jié)約有功電量24（調(diào)整前日負(fù)載波動(dòng)系數(shù)調(diào)整后日負(fù)載波動(dòng)系數(shù)）日負(fù)載系數(shù)平均值的平方有功功率24（281148）0326281275KWH節(jié)約無(wú)功電量24（調(diào)整前日負(fù)載波動(dòng)系數(shù)調(diào)整后日負(fù)載波動(dòng)系數(shù)）日負(fù)載系數(shù)均方值的平方無(wú)功功率24（281148）032622895KWH由以上分析計(jì)算可見,在變壓器負(fù)載不變的條件下,金屬?gòu)S在施工高峰期采用的白天、夜間輪換兩班生產(chǎn)方式比僅在白天一班生產(chǎn)方式每天節(jié)約有功電量275KWH，節(jié)約無(wú)功電量95KWH。半年生產(chǎn)節(jié)省電能1225KWH180天22050KWH，節(jié)省電費(fèi)22050KWH045元99225元所以在日供電量不變的情況下,調(diào)整變壓器負(fù)載不僅可以降低變壓器損失做到節(jié)電,同時(shí)還可以降低變壓器無(wú)功功率消耗,提高變壓器一次功率因數(shù)。所以我們合理化建議在油建院內(nèi)施工高峰期采用倒班生產(chǎn)或有計(jì)劃的安排中午、后夜填谷負(fù)荷，既可以保證施工進(jìn)度，又能大量節(jié)省電量，而且人員也做到了合理調(diào)配保持精力旺盛，真的是一舉幾得啊。第四節(jié)調(diào)整變壓器分接開關(guān)電網(wǎng)的運(yùn)行電壓對(duì)變壓器的損耗影響很大，變壓器過電壓5運(yùn)行時(shí)，鐵損將增加巧15左右。若過電壓10，鐵損將增加50以上不僅如此，過電壓運(yùn)行還會(huì)使空載電流大幅度增加。冷軋硅鋼片的鐵芯，若在過電壓50運(yùn)行時(shí)，空載電流將增大一倍，空載電流的增加將增大電網(wǎng)的無(wú)功損耗。下表是去年我們對(duì)公司院內(nèi)現(xiàn)有的3座低壓配電室5臺(tái)變壓器輸出電壓的檢測(cè)數(shù)據(jù)表93座低壓配電室5臺(tái)變壓器輸出電壓的檢測(cè)數(shù)據(jù)2月5月8月9月10月1變壓器（630KVA）輸出電壓242V207V207V205V212V2變壓器（630KVA）輸出電壓244V210V209V210V207V3變壓器（630KVA）輸出電壓238V210V210V210V208V4變壓器（630KVA）輸出電壓245V210V205V205V210V5變壓器（1000KVA）輸出電壓250V210V210V210V210V從表中可以看出2月份電網(wǎng)運(yùn)行電壓普遍偏高，變壓器過電壓510運(yùn)行，無(wú)功損耗非常大。針對(duì)這種情況，3月份我們與水電處電力工程公司緊密聯(lián)系，利用其春季高壓線路檢修的時(shí)段對(duì)公司5臺(tái)變壓器無(wú)載分接開關(guān)進(jìn)行了調(diào)整，統(tǒng)一由（額定電壓）檔位調(diào)整為（額定電壓5）檔位，降低輸出電壓，降低鐵損和無(wú)功損耗，達(dá)到節(jié)電目的。在3月份以后檢測(cè)變壓器電壓輸出值基本上都在210V左右，趨于平穩(wěn)、合理運(yùn)行。經(jīng)計(jì)算在調(diào)整分接開關(guān)后，節(jié)省電量WP15T5167108760573146KWH節(jié)省電費(fèi)73146KWH045329157元。第三章改造后的比較同類技術(shù)對(duì)比1、相比較以前變壓器全年并列運(yùn)行時(shí)部分時(shí)段運(yùn)行效率低耗能大的狀況，組織變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有了顯著改變，全年變壓器負(fù)荷率高達(dá)85，利用率達(dá)到了95以上。2、相比較以前變壓器三相負(fù)荷差距大，經(jīng)過線路調(diào)整后，每臺(tái)變壓器三相負(fù)荷搭配合理，公司整體配電線路更趨平穩(wěn)且增加了擴(kuò)容空間。3、通過負(fù)荷系數(shù)調(diào)整，解決了以前施工高峰期用電量緊張的矛盾，也避免了因大范圍大負(fù)荷用電造成的突然斷電、停電的現(xiàn)象。4、分接開關(guān)的合理調(diào)整更是改變了以前公司整體配電線路電壓上下波動(dòng)大，部分時(shí)間段過電壓運(yùn)行現(xiàn)象，使電壓趨于平穩(wěn)。表1改造前后對(duì)比表對(duì)比措施改造前改造后變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行變壓器全年并列運(yùn)行，用電淡季變壓器利用率不到60，輕負(fù)載運(yùn)行電量損耗大變壓器分時(shí)段單臺(tái)或兩臺(tái)并列運(yùn)行，利用率達(dá)到了85以上，耗電量大幅度降低三相負(fù)載平衡變壓器三相電流極不平衡，中性線電流大,變壓器運(yùn)行溫度高,電量損耗較大三相電流平衡，中性線電流小,變壓器運(yùn)行溫度低,電量損耗較小負(fù)荷曲線調(diào)整發(fā)電和用電量相對(duì)不平衡，電力負(fù)載波動(dòng)大，變壓器有功損失和無(wú)功消耗比較高。劃分用電總量時(shí)間段，調(diào)整負(fù)載系數(shù)，電力負(fù)載波動(dòng)小，變壓器有功損失和無(wú)功消耗相對(duì)較小。調(diào)整分接開關(guān)位置變壓器過電壓10運(yùn)行，鐵損增加，空載電流大幅度增加，增大了電網(wǎng)的無(wú)功損耗。調(diào)整分接開關(guān)檔位，變壓器電壓額定運(yùn)行，鐵損小，空載電流小，電網(wǎng)無(wú)功損耗少。變壓器有功損耗分空載損耗P0和負(fù)載損耗PK，空載損耗主要由鐵芯中的磁滯損失和渦流損失造成，這兩種損耗皆由變壓器的鐵芯產(chǎn)生，因此空載損耗也稱鐵損?？蛰d損耗與電壓、頻率、鐵芯材質(zhì)等因素有關(guān)，與負(fù)載大小無(wú)關(guān)，因此是相對(duì)固定的損耗。額定負(fù)載損耗指一二次繞組都運(yùn)行于額定電流狀態(tài)下，一二次繞組產(chǎn)生的損耗，因一二次繞組都是銅繞組，因此也稱為銅損。負(fù)載損耗隨負(fù)載大小及運(yùn)行溫度的變化而變化。變壓器無(wú)功損耗不直接產(chǎn)生實(shí)際電能損耗，可通過低壓側(cè)電容補(bǔ)償。性能代號(hào)的涵義為在S7型以上，空載損耗每降低約10，代號(hào)“7”則在數(shù)字上加“1”。從S7型發(fā)展到S9型，負(fù)載損耗降低較多，平均為25，后因沒有突破性新材質(zhì)，負(fù)載損耗下降較困難。所以性能水平代號(hào)以空載損耗降低為標(biāo)準(zhǔn)。以400KVA為例，S7型空載損耗920W，S11型空載損耗570W，下降38。常用的新型配電變壓器是S11型疊鐵芯變壓器，分析損耗降低原理為生產(chǎn)S11型變壓器采用的是外高磁化力的高導(dǎo)磁硅鋼片，片厚為027MM，單位鐵損1W/KG，新S9型為普通硅鋼片，片厚為035MM，單位鐵損155W/KG。如果要使單位損耗進(jìn)一步降低，就需進(jìn)一步采用激光照射和機(jī)械壓痕的措施，如日本采用激光照射的ZDKH冷軋取向硅鋼片，027厚為093W/KG，023厚為085W/KG。硅鋼片越薄，渦流的抵消效果越好，損耗越低。為了降低損耗，硅鋼片使用的厚度越來(lái)越薄，而片形越薄，剛度越差，給疊積鐵芯造成困難，而卷鐵芯變壓器適宜使用薄型硅鋼片。因卷鐵芯幾乎沒有疊鐵芯的疊接接縫，減少了磁阻，因此空載損耗小。卷鐵芯變壓器制作加工較困難特別是630KVA以上的變壓器，專用設(shè)備投資大，容量越小的，卷鐵芯優(yōu)越性體現(xiàn)得越明顯，但容量越大的卷鐵芯的優(yōu)越性就越顯現(xiàn)不出來(lái)。因此，卷鐵芯產(chǎn)品尚不具備明顯優(yōu)勢(shì)，近期不存在卷鐵芯變壓器取代疊鐵芯變壓器的趨勢(shì)，但薄型高導(dǎo)磁取向硅鋼片和非晶合金鋼片的大量生產(chǎn)，卷鐵芯制造專用設(shè)備的研究成功，卷鐵芯變壓器已被世界各國(guó)所重視，未來(lái)，卷鐵芯變壓器將會(huì)有更大的發(fā)展前途。目前，最節(jié)能的新型配電變壓器是非晶合金鐵芯變壓器，簡(jiǎn)稱非晶變壓器，鐵芯采用非晶合金卷制而成。非晶變壓器的性能代號(hào)可達(dá)到16，相對(duì)于9系列，可降低空載損耗80。金屬熔化后在高溫下分子不按晶格排列，緩慢冷卻時(shí)，形成結(jié)晶態(tài)，當(dāng)急速冷卻時(shí)來(lái)不及按晶格排列而成非晶態(tài)，制造非晶合金時(shí)，其冷卻速度為105107K/S。非晶合金由鐵、鎳、鉻、鈷等金屬添加硼、碳、硅、磷等非金屬組成。非晶合金磁化功率小，磁滯損耗小，渦流損耗小，比用硅鋼片鐵芯的變壓器空載損耗下降7080。目前750KVA及以下非晶配電變壓器已進(jìn)入了商業(yè)化生產(chǎn)，制造商已達(dá)30多家。非晶合金片厚度只有002005MM，一般只適宜采用卷鐵芯結(jié)構(gòu)，當(dāng)變壓器容量較大時(shí)，不適合采用卷鐵芯結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用三相疊鐵芯結(jié)構(gòu)，此時(shí)可預(yù)先將若干片非晶合金粘合起來(lái)。推廣應(yīng)用及經(jīng)濟(jì)效益預(yù)計(jì)1、變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行一號(hào)、二號(hào)配電室經(jīng)濟(jì)運(yùn)行全年節(jié)省電費(fèi)6306631元4次切換人工費(fèi)3200元5986631元，直接經(jīng)濟(jì)效益5986631元。2、平衡變壓器的三相負(fù)荷4臺(tái)變壓器三相平衡全年節(jié)省電費(fèi)92637元調(diào)整人工費(fèi)1600元材料費(fèi)6000元16637元直接經(jīng)濟(jì)效益16637元。3、調(diào)整負(fù)荷曲線4臺(tái)變壓器調(diào)整負(fù)荷曲線全年節(jié)省電費(fèi)99225439690，不需要成本投入，直接經(jīng)濟(jì)效益39690元。4、調(diào)整變壓器分接開關(guān)5臺(tái)變壓器調(diào)整分接開關(guān)全年節(jié)省電費(fèi)32915