《变压器节电技术》PPT课件.pptx

1、现代节电技术 与节电工程,王敏 青岛市节能监察中心,第九章 变压器的节电技术,变压器是一种静止的动能设备，用以将一种电压和电流的交流电能转换成同频率的另一种电压和电流的电能。变压器效率通常不是用“电能利用率”，而是用“电能转换的效率”这个概念来研究其工作状况的,第九章 变压器的节电技术,第一节 变压器的基本参数 一、变压器的基本参数 1、变压器等效电阻,第九章 变压器的节电技术,第九章 变压器的节电技术,第九章 变压器的节电技术,2、变压器等效漏电抗,第九章 变压器的节电技术,二、变压器的负荷率 三、变压器的损耗 包括：有功损耗和无功损耗,第九章 变压器的节电技术,1、有功损耗,第九章 变压器

2、的节电技术,2、无功损耗,第九章 变压器的节电技术,3、变压器综合损耗,第九章 变压器的节电技术,第九章 变压器的节电技术,四、变压器的效率 变压器的效率为变压器输出功率与输入功率之比，即,第九章 变压器的节电技术,第九章 变压器的节电技术,第九章 变压器的节电技术,五、变压器的年电能损耗,第九章 变压器的节电技术,年综合电能损耗最小的变压器经济负荷率为,第九章 变压器的节电技术,对长年持续生产且日负荷变化不大的三班制企业， 较为节能； 对二班制企业 ， 较节能； 对负荷变化较大的单班制企业，宜取较高的,第九章 变压器的节电技术,第二节 变压器的合理选择 变压器容量的选择是一个全面、综合性的技

3、术问题，没有一个简单的公式可以表示。 变压器容量的选择与负荷种类和特性、负荷率、需要率、功率因数、有功无功损耗、电价、基建投资、使用年限等有关,第九章 变压器的节电技术,一、变压器容量的基本估算 变压器容量的基本估算有三种： 1、利用计算负荷法估算 先求出变压器所要供电的总计算负荷，然后按下式估算：变压器容量=总计算负荷+考虑将来的增容裕量,第九章 变压器的节电技术,2、利用最经济运行效果法估算 所选择的变压器，其最佳经济负荷和实际使用负荷相等或相近，即 式中S 实际使用负荷，kVA； 所选择变压器最高效率时的负荷率,第九章 变压器的节电技术,3、按年电能损耗最小法选择变压器 它是根据年电能损

4、耗最小为原则来选择变压器容量的，即变压器容量应在使用负荷和最高经济负荷之间进行选择：一班制企业，可按使用负荷选择变压器容量，也可略留裕量；二班间断和三班间断的企业，可分别按,第九章 变压器的节电技术,比例使用负荷高一级和二级左右的容量选择变压器；三班连续制企业，可按最经济负荷选择变压器。 上述三种方法都存在着不足，不能单一使用,第九章 变压器的节电技术,二、按综合经济效果选择变压器 考虑变压器年电能损耗最小、基建投资、电价制度、变压器维修、折旧费的因素。 1、基建投资 式中 Cb1变压器价格、附属设施和安装、土建费，万元,第九章 变压器的节电技术,Cb2向地区电业部门缴纳供电贴费，万元。 2、

5、年运行费用 3、无功补偿装置费用,第九章 变压器的节电技术,当变压器容量选大后，会导致自然功率因数下降，若功率因数达不到电业部门的规定时，需加装电容器进行无功补偿。这时需要考虑投资，即将无功补偿容量乘以单位造价指标，将所得投资额计入基建投资中，其运行费用计入年运行费中,第九章 变压器的节电技术,4、计算结果比较，确定最佳方案 在几个方案中，会出现投资少、年运行费用多，或投资多、而年运行费用少的情况，这时应选择其中综合经济效果最好的方案，即引入“折返年限”权衡取舍,第九章 变压器的节电技术,当N35年时，选取投资多的方案。 对于基建周期较长的企业，取上限；对基建周期短者取下限。 按照综合经济效果

6、所选取的变压器，其负荷率一般较高，约0.70.9,第九章 变压器的节电技术,5）两点说明 在计算年电能损耗费C5的公式中，只计及了电能的商品价格，而每kWh电能所创造的价值远比它本身的商品价格为高。因此，在比较各种方案时，若差别不大，则应从节能原则来考虑选择变压器容量,第九章 变压器的节电技术,以上公式中，未考虑投资和运行费用的利率，实际上应加以考虑,第九章 变压器的节电技术,第三节 变压器的负荷分配 在选定变压器容量和台数之后，应对各台变压器合理地分配负荷，如果各台之间分配不合理，将增加功率损耗和电能损耗,第九章 变压器的节电技术,第四节 变压器的经济运行 一、负载波动损失系数法计算变压器损

7、耗 1、变压器有功功率损耗和损耗率的计算,第九章 变压器的节电技术,第九章 变压器的节电技术,2、变压器无功功率损耗和损耗率的计算,第九章 变压器的节电技术,3、变压器综合功率损耗和综合损耗率的计算,第九章 变压器的节电技术,二、变压器技术特性优劣的判定 1、相同容量变压器的有功损耗临界负荷SLP的计算,第九章 变压器的节电技术,2、相同容量变压器的无功损耗临界负荷SLQ的计算,第九章 变压器的节电技术,3、相同容量变压器的综合功率损耗临界负荷SLZ的计算,第九章 变压器的节电技术,4、不同容量变压器的综合功率损耗临界负荷SLZ的计算,第九章 变压器的节电技术,如果上述各式临界负荷计算结果为虚

8、数时，要选择空载损耗小的变压器运行；如为实数时，当负荷小于临界负荷时，令空载损耗小的变压器运行；如为实数时，当负荷大于临界负荷时，令空载损耗大的变压器运行,第九章 变压器的节电技术,三、并联变压器经济运行方式的判定 1、相同容量、参数的变压器经济运行台数的选择与判定 当负荷小于临界负荷时，n台变压器运行；反之，n+1台变压器运行,第九章 变压器的节电技术,2、容量相同、参数不同的变压器经济运行方式的判定 两种相同台数运行方式,第九章 变压器的节电技术,当计算结果为虚数时，选择综合空载损耗小的组合方式运行；为实数，当负荷小于临界负荷时，选择综合空载损耗小的组合方式运行，当负荷大于临界负荷时，选择

9、综合空载损耗大的组合方式运行,第九章 变压器的节电技术,单台和两台运行方式 当负荷小于临界负荷时，选择单台变压器运行，反之选择两台并联运行,第九章 变压器的节电技术,n台和n+1台运行方式,第九章 变压器的节电技术,当负荷小于临界负荷时，为n台变压器运行；反之，为n+1台变压器运行。 3、不同容量、参数的变压器经济运行方式的判定,第九章 变压器的节电技术,两种相同台数运行方式,第九章 变压器的节电技术,当计算结果为虚数时，选择综合空载损耗小的变压器组合方式运行；为实数，当负荷小于临界负荷时，选择综合空载损耗小的变压器运行，当负荷大于临界负荷时，选择综合空载损耗大的变压器运行,第九章 变压器的节

10、电技术,单台和两台运行方式 当负荷小于临界负荷时，选择单台变压器运行，反之选择两台并联运行,第九章 变压器的节电技术,n台和n+1台运行方式,第九章 变压器的节电技术,当负荷小于临界负荷时，为n台变压器运行；反之，为为n+1台变压器运行。 四、增设小容量变压器的经济性问题 当投资回收期少于5年是，应增设小容量变压器。投资回收期计算公式,第九章 变压器的节电技术,第九章 变压器的节电技术,五、两台不能并列的变压器经济运行方式的确定 两台不能并列的变压器经济运行方式实际是三、3项的特例,第九章 变压器的节电技术,式中 K1K2变压器1、2处的无功经济当量，一般K1=K2=K。 当SSLZ，应投入变

11、压器1运行，当SSLZ时，应投入变压器2运行。 六、根据日负荷曲线核算变压器容量是否适当,第九章 变压器的节电技术,变压器负荷可能随着工厂生产的发展而增大，是否需要增容，需视具体情况作技术经济比较。通常可根据变压器的日负荷曲线，核算其是否在允许的运行范围，运行是否经济，然后决定是否需要增容,第九章 变压器的节电技术,GB/T13462-2008电力变压器经济运行对于变压器的经济运行方式、经济运行管理及经济运行的判别与评价作了明确的规范，用能单位可根据本单位实际情况参照执行,第九章 变压器的节电技术,第五节 变压器的节能改造 变压器是输变电系统中的主要设备之一，尽管它的效率很高，但由于它的总容量

12、大加上在输配电系统中变换的级次比较多，它的损耗就可以占去线路总耗的17%。而中小型配电变压器虽然单台的容量小，但数量多,第九章 变压器的节电技术,我国要求在短期内推广使用低耗变压器，因此改造高耗变压器就成了节能挖潜、提高经济效益的有效途径。 一、变压器改造的技术要求 进行节能改造后必须达到如下技术指标,第九章 变压器的节电技术,变压器的空载损耗比改制前降低45%55%，达到低损耗变压器数据； 空载电流比改制前降低70%左右； 空载短路损耗符合国标或有关规定,第九章 变压器的节电技术,阻抗压降控制在3.6%5.5%(31O kV，301 600 kVA)、6%7.7%(35 kV，501 600

13、 kVA)。 二、变压器改造方法 对变压器的节能改造有四种方法：降容、保容、增容以及调容,第九章 变压器的节电技术,绕组改制法：改高、低压绕组降容法，改高、低压绕组调容法，改高、低压绕组降、调容法，改高、低压绕组保容法，改高、低压绕组质量法，改高、低压绕组增容法,第九章 变压器的节电技术,铁心改制法：调换全部铁心法，调换部分铁心法，调换部分柱芯法，调换全部轭铁法，调换部分轭铁法，增减芯柱级数法，增减芯柱直径法，单片重叠铁心法，铁心硅钢片重叠法，铁心硅钢片重新绝缘法,第九章 变压器的节电技术,绕组、铁心全改法：全改绕组、铁心增容法，全改绕组、铁心保容法，全改绕组、铁心降容法,第九章 变压器的节电

14、技术,改造高耗能变压器有关注意事项 高、低压线圈改制技术要求。 层间绝缘及绝缘结构要求。 铁心改制要求,第九章 变压器的节电技术,第六节 节能变压器的应用 一、节能变压器的定义： 1、三相高压为10kV、低压为400V，额定容量30kVA1600 kVA油浸式和额定容量30kV A2500 kVA干式配电变压器,第九章 变压器的节电技术,2、其空载损耗和负载损耗应符合国家标准GB200522006三相配电变压器能效限定值及节能评价值中节能评价值的规定。 二、节能型变压器的种类,第九章 变压器的节电技术,铁心结构,绕组材料,冷却方式,油浸式变压器 干式变压器,叠铁心变压器 卷铁心变压器 非晶合金

15、变压器,线绕式变压器 箔绕式变压器,第九章 变压器的节电技术,三、我国节能变压器的发展 1964年：颁布首个变压器技术标准GB500-64电力变压器。（“64”标准） 64标准：SJ、SJ1、SJ2、SJ3、SJ4、SJL （损耗高、效率低、性能差,第九章 变压器的节电技术,1973年：GB1300-73三相油浸电力变压器技术参数和技术要求（“73”标准） 73标准：S、S1、S2、S5、SL、SL1 （空载损耗较“64”标准下降20,第九章 变压器的节电技术,1986年：三相油浸电力变压器技术参数和技术要求（“86”标准） 86标准： SL7、S7、S8（损耗值降低了33,第九章 变压器的节

16、电技术,1996年：三相油浸电力变压器技术参数和要求 96：S9系列（空载损耗降低7%,负载损耗降低21%） 2006年：GB20052 - 2006配电变压器的能效限定值及节能评价值,第九章 变压器的节电技术,2006标准：S11系列、SC10系列（S11比S9空载损耗下降30%40%，空载电流降低70%80%，噪音降低710 dB） 2010年： GB 24790-2009 电力变压器能效限定值及能效等级适用于额定频率为50Hz、电压等级为35kV220kV、额定容量为3150kVA 及以上的三相油浸式电力变压器,第九章 变压器的节电技术,四、型号标注符号的含义 S三相； M全密封（油浸式变压器）； R卷铁心； H非晶合金铁心； B箔式低压绕组,第九章 变压器的节电技术,C固体成型（环氧浇注）； 9、10、11、13、15性能水平代号（损耗水平代号,第九章 变压器的节电技术,第九章 变压器的节电技术,五、非晶合金变压器 非晶合金： 将熔化的金属快速冷却，原子排列组合上具有短程有序、长程无序特点 软磁性能、耐腐蚀性、耐磨性、高硬度、高强度、高电阻率,第九章 变压器的节电技术,非晶合金变压器的特点： 与硅钢片作铁