精品资料（2021-2022年收藏）浅谈S11型变压器节能效益论文

1、浅谈S11型变压器节能效益目 录摘要i目录ii第一章 前 言11.1 课题的来源及想法11.2 课题研究的内容11.3 课题研究的目的及意义1第二章 S11型与S9型变压器各方面对比22.1 结构对比22.2 能效对比32.3 性价对比5第三章 S11型变压器的价格评估63.1 S11型变压器的价格评估6第四章卷铁心变压器与传统工艺的技术比较74.1 卷铁心变压器的优势7第五章 其它对比95.1 S11型变压器还具有以下优点95.2 生产S11型卷铁心变压器的缺点9第六章 结论11致 谢12参考文献13【摘要】本文从设备选择提出一个观点，旨在抛砖引玉，推动降低技术线损工作。降低变压器的损耗，提

2、高配电系统效率，是目前世界各国关注的问题。在整个供电系统中，配电变压器所占比重最大，尤其在配电网中都是配电变压器，在我们东辛电网中大多都是S7、S9型变压器，因此改进其性能，降低损耗指标，对电力系统节能，提高系统可靠性具有重要的意义。由于S11型变压器有其独特的结构优势，它与传统的叠片式铁芯变压器相比，具有重量轻，体积小，空载损耗小，噪音低，机械和电气性能优越，S11型变压器具有超低铁损、超高效率、环保省能源、投资回收效益快、运行温度低的特点。 【关键词】配电变压器推广应用 损耗第一章：前言：1.1课题的来源及想法：东辛电网现有6KV线路70条，线路长度673.26公里，挂接配电变压器2008

3、台，安装容量21.76万KVA，担负着采油厂管理的东辛、永安、广利、新立村和盐家五个油气田，3000多口油水井，25座注水集输泵站及油田和地方工农业居民供用电任务，部分变压器使用年限过长，线圈老化、绝缘阻值下降，负载能力降低，有的经过修理，有的未经修理目前还在运行，因此变压器在运行当中故障较多，需要更换新型变压器。1.2课题研究的内容：供电损耗由管理线损和技术线损组成。降低供电损耗就象拧毛巾，通过加强运行管理，可以较大幅度降低管理线损。线损降到一定程度就较难挤出水分，需要加强技术线损的管理，降低技术线损，本文从设备选择提出一个观点，旨在抛砖引玉，推动降低技术线损工作。1.3课题研究的目的及意义

4、： 降低变压器的损耗，提高配电系统效率，是目前世界各国关注的问题。在整个供电系统中，配电变压器所占比重最大，尤其在配电网中都是配电变压器，在我们东辛电网中大多都是S7、S9型变压器，因此改进其性能，降低损耗指标，对电力系统节能，提高系统可靠性具有重要的意义。由于S11型变压器有其独特的结构优势，它与传统的叠片式铁芯变压器相比，具有重量轻，体积小，空载损耗小，噪音低，机械和电气性能优越，以下是S11型与S9型变压器各方面对比 第二章：S11型与S9型变压器各方面对比 2.1结构对比传统变压器的铁心结构为平面形，目前S11型变压器，突破了传统结构框框，S11系列配电变压器铁心为圆形三级接缝叠片结构

5、，对产品绝缘结构进行了一些局部改进，扩大了高压圆筒式绕组的应用范围，改变了高压和低压绕组端面的有效支撑，采用了新的吊板和引线的夹持方式等等。同时，采用了一些新材料、新组件和新的紧固件等，使产品在性能和结构方面都达到一个较高的水平。采用三只相同矩形的半圆截面卷铁芯，组合成为立体三相变压器铁芯，使三相铁芯磁路完全对称，磁阻大大减少，激磁电流、空载损耗显著降低，是一种使用传统材料，但运行噪声更小、结构更为紧凑的高效节能型变压器，值得在配电网络中推广应用，提高配电网经济运行水平。S11系列低损耗配电变压器按铁心材料和结构的不同，有以下三种： (1)叠积式铁心结构的S11系列配电变压器。在S9型产品结构

6、与制造经验的基础上，开发的叠片式S11系列配电变压器，采用优质取向冷轧硅钢片，采用新的叠片形式，改善了磁路结构。该系列产品在生产制造上可以充分利用现有设备资源，不必增加新的设备和新的投入；产品结构相对S9型产品没有大的变化，可以充分发挥原有制造经验，有利于保持产品质量的稳定。 (2)非晶合金铁心的S11系列配电变压器。非晶合金材料片极薄，磁密低，硬度是硅钢片的5倍，加工剪切很困难，一般是以边缘剪切处加温而获得良好的剪切面，故非晶合金变压器铁心截面呈长方形，相应地绕组也呈长方形。 单相非晶合金铁心变压器的铁心结构是一个框，三相变压器的结构是由四个框合并成类似三相五柱式结构，一般三相非晶合金变压器

7、的高压联结组为D接法。 (3)R型卷铁心结构的S11系列配电变压器。应用电子计算机技术，将冷轧取向硅钢片经过专用计算机控制的曲线滚剪机加工，裁剪成一条宽度连续变化的线性钢带，再卷绕成封闭形铁心，其截面形状近似为纯圆形，故称为R型铁心。用这种铁心制成的R型铁心变压器的结构特点有： 铁心。三相R型铁心变压器的铁心结构是由两个长方形其截面为内凸的铁心和包围在其外的截面为外凸的铁心组成的三相带外框双框卷铁心。 绕组。R型铁心变压器的高低压绕组是在铁心柱上直接绕制的，因此，一般采用层式或螺旋式线圈，层间绝缘全部采用网格点胶纸，绕组同心度好，径向机械强度高。 器身。采用新的器身绕组端面有效支撑结构，夹件上

8、的吊板和箱盖下的吊板各开可移动的槽孔，解决器身悬空顶箱盖问题。 油箱。油箱有管状散热器油箱、片式散热器油箱、波纹油箱等几种。 2.2、能效对比：S11型变压器，比传统叠片式配电变压器在性能上有较大提高，与S9型同容量配电变压器相比，空载损耗下降44%，负载损耗下降7%，空载电流下降90%，噪声级下降13dB，节能效果显著。以下是对S9、S11 3016006、10型配电变压器比较分析表明：与S9相比， S11型压器空载损耗下降35.3%-46.5%，如果综合考虑按全年变压器空载运行8700小时，额定负载运行5000小时，电费取0.5元/KWh计算，计算公式：P=8700*Po+5000*Pk+

9、0.05*8700Io%*Pn式中： P全年节约电量 kWhPo两系列同规格变压器空载损耗的差值 kWPk两系列同规格变压器负载损耗的差值 kWIo%两系列同规格变压器空载电流的差值Pn变压器额定容量 kVA005无功当量例：一台1000KVAS11型变压器比S9变压器运行一年可节约电能：8700（1.7-0.91）+5000(10.03-9.6)+0.05*8700*(1.3%-0.13%)* 1000=14112.5 (kWh) 14112.5(kWh)*0.5元/ kWh7056元 即节约电费：7056元、年平均每KVA约节电14KW*h。表21 以下为S11型变压器主要参数及年节能统计

10、表： 性能数据产品型号空载损耗(W)负载损耗(W)阻抗电压(%)空载电流(%)总重量(kg)与S9产品比年节电(kw-h)S11-30805804.00.28320864S11-501108304.00.254241211S11-8015012004.00.225111722S11-10017014404.00.215702166S11-12520017504.00.206732447S11-16022520604.00.197363413S11-20026025204.00.188463723S11-25031028804.00.1710904689S11-31538034604.00.16

11、11305446S11-40045049804.00.1613626051S11-50054049804.00.1516157190S11-63064059004.50.1520487884S11-80077071304.50.1425839098S11-100091096004.5011-12501080118004.50.12328014790S11-16001300135004.50.11374815768表22以下为： S11与S9，301600/6、10配变损耗参数比较表额定容量（kVA） 空载损耗（W） 负载损耗（W） 空载损耗% S11 S9 S11 S

12、9 S11（R） S9 30 80130 580600 0.4 2.1 50 110170 830870 0.4 2.0 80 150250 12001250 0.3 1.8 100 170290 14401500 0.3 1.6 125 200340 17501800 0.3 1.5 160 225400 20602200 0.3 1.4 200 260480 25202600 0.3 1.3 250 310560 28803050 0.3 1.2 315 380670 34603650 0.3 1.1 400 450800 49804300 0.3 1.0 500 540960 49805

13、100 0.3 1.0 630 6401200 59006200 0.2 0.9 800 7701400 71307500 0.2 0.8 1000 9101700 960010030 0.2 0.8 1250 10801950 1180012800 0.2 0.6 1600 13002400 1350014500 0.2 0.6 2.3性价对比：S11型变压器价格为S9价的1.05倍时，平均电价按0.5元/度计，由于空载损耗降低，一般运行1-2年，即可收回一次性多投资的费用。第三章：S11型变压器的价格评估3.1 S11型变压器的价格评估从1981年起，在变压器的采购投标中，国际上出现了变压

14、器损耗评估的概念，对产品的性能和价格进行综合评估，目的是获取最大的使用效益。1台变压器一定寿命期的总运行成本可用下式表达：TOC=C+K0P0+KLPL式中： C为变压器售价，元P0为变压器空载损耗，W；PL为变压器负载损耗，W；K0、KL分别为空载损耗和负载损耗投资系数，元/W；从上式中看出，K0、KL越大，P0、PL的降低对TOC降低的作用越大。现以500KVA/6为例，做一比较分析：损耗指标：S9：P0=960W，PL=5100W ； S11型：P0=540W，PL=4980W市场参考价：S9：48335元；S11型：50750元两者价格比为1.05电价：为计算方便不分空载消耗和负载消耗

15、，按平均电价0.5元/度。损耗投资系数 ： K= K0 =KL =0.5×2×8760/1000=8.76元/ WS9运行成本为：TOC=48335+8.76×960+8.76×5100×(0.48)2=67037.9元(负载率为48%)S1型运行成本为：TOC=50750+8.76×540+8.76×4980×(0.48)2=65531.5元 (负载率为48%)以上结果可以看出S9要高出S11型变压器的运行费用1505元。就是说，用户如果购买1台500KVAS11型变压器一次性投资多花2415元（即S11型比S9

16、每台售价贵2415元）。那么运行不到2年，完全可以收回初始投资时多投资的费用。一般变压器至少运行20年，从第2年，用户就可以享受这种S11型的超低损耗变压器产生的显著经济效益。 第四章：卷铁心变压器与传统工艺的技术比较4.1卷铁心变压器的优势与传统S9叠片式变压器相比较，生产卷铁心变压器以下优势： 1. 卷铁心的加工工艺更适宜采用薄型硅钢片进行，因而能充分发挥薄型硅钢片的良好低损性能。 2. 卷铁心生产加工机械化程度高，与叠片相比生产效率有较大的提高。 3. 卷铁心自身是一个无接缝的整体，且结构紧密，噪声低（一般为3045dB，1000kVA以下的国标为4457dB），更适合于环保要求。因此，

17、很适合于建筑物内和生活区安装使用。 4. 节约硅钢片原材料，S11与S9叠铁心变压器相比，在同等容量下，铁心重量大约下降10%，性能价格比有所提高，增强了制造厂的竞争力。 5.硅钢片连续卷制，铁心无接缝，大大减少了磁阻，空载电流减少了60%80%，提高了功率因数，降低了电网线损，改善了电网的供电品质。 6.连续卷绕充分利用了硅钢片的取向性，空载损耗降低20%35%。 7.卷铁心经退火工艺后，其导磁性能可恢复到机加工前的原有水平。 8.卷铁心结构成自然紧固状态，无需夹件紧固，避免了因铁心夹紧所带来的铁心性能恶化，损耗增加。 9.卷铁心节约加工材料，硅钢片无横剪工序，边角废料少，材料利用率比S9型

18、叠铁心变压器高。 卷铁心变压器的生产，目前我国主要集中在10kV电压等级，电力部门采购的卷铁心变压器以315kVA及以下的容量居多。 同国外产品空载损耗指标比较：比日本东芝变压器空载损耗降低39%，比意大利变压器空载损耗降低39.6%。因此，我国目前生产的S11卷铁心配电变压器在空载损耗方面在国际上具有领先地位。 第五章：其他对比5.1S11型变压器还具有以下优点：1、电流小。这是迭片式铁芯变压器无法与之相比的特点。同容量变压器相比，卷铁芯的空载电流仅为迭铁芯空载电流的10-15%。空载电流小，一可以降低网络损耗；二可以提高网络功率因数；三可以提高供电网设备的有效利用率；四可以减少无功补偿设备

19、的投入，可大大节省设备投资和运行费用。2、噪声小。与同容量迭片式铁芯变压器相比，噪声小8-10dB。3、抗短路能力强。由于结构特殊，这种变压器较迭片式铁芯变压器抗短路能力要强的多。4、寿命长。由于油箱全密封，使变压器油与空气隔绝，延缓了变压器油的老化，可延长其使用寿命。5.2生产S11型卷铁心变压器的缺点： 1. 由于卷铁心的特点，在线圈绕制时其导线的紧力受到制约，使得线圈的加工比较困难，尤其是对于630kVA以上容量的配变。 2. 对于运行中损坏的卷铁心配变，其铁心和绕组的维修困难（卷铁心配变重绕线圈时须专用设备，所以一般宜在变压器工厂中维修）。 3、铁心退火工艺和生产工艺要求较高。 4. 铁心卷绕和线圈绕制需要专用设备，工厂一次性投入较大。 表51 卷铁心与叠铁心变压器比较表   卷铁心S11型变压器 叠铁心S11型变压器 空载电流 比S9下降60%以上 与S9相当 空载损耗 比S9下降60%以上 比S9下降30%以上 负载损耗 与S9相当 与S9相当 噪音 45dB以下 与S9相当，大约50dB 工艺 新工艺，有待完善 传统S9制造工艺，成熟 工艺特点