变压器多元优化介绍学习版

可视化节能——多元优化供电节电新技术2015.10可视化节能可视化节能科技2前言、背景变压器相关知识国家相关政策多元优化供电节电新技术内容解决我国能源问题的重要途径是节能降耗，通过优化机电产品设计，降低配变运行能耗水平，达到节能降耗的要求。电力是人民生产、建筑、生活各个领域的主要动力来源。各行各业如公用建筑、工矿企业、海岸石油钻井平台、船舶、油田等都需要大量的高压电气设备，尤其对损耗低、性能好、质量优的新型节能型变压器更是十分青睐。前言3背景变压器相关知识5配电变压器：电压等级6〜35kv，容量6300kva以下，直接向终端用户供电的电力变压器，广泛应用于工业、农业、城市社区等综端领域。配电变压器是电能传输设备，使用最为广泛，由于变压器只要挂网运行，本身需要消耗一部分电能，包括空载损耗和负载损耗（空载损耗一直存在）。据统计，我国输配电损耗占 发电量的6.6%左右，其中配电变压器损耗占到40％〜50%

。以2013

年

发电量5.32万亿千瓦时计算，配电变压器电能损耗约1700

亿千瓦时，相当于三峡电站2013

年全年发电量(约1000亿千瓦时)的1.

7

倍，电能损耗十分严重。变压器——介绍67我国80年代以前生产的“64”、“73”标准系列变压器，以及80年代后生产的S7系列变压器都是高损耗变压器。90年代到2000年陆续生产S8、S9、S10系列变压器。2000年以后生产出S11及SC(G)10系列干式变压器。目前陆续生产出S12、S13、S14、S15及非晶合金变压器。变压器——型号8按相数分：单相变压器、三相变压器按冷却方式分：干式变压器、油浸式变压器按用途分：电力变压器、仪用变压器、试验变压器、特种变压器按绕组形式分：双绕组变压器、三绕组变压器、自耦变电器按铁芯形式分：芯式变压器、非晶合金变压器、壳式变压器变压器——分类目前市场主要有两种类型的变压器，比S11变压器更加节能、环保。他们分别是：SH15非晶合金变压器。采用非晶合金带材作为铁心材料，能在S11变压器基础上，降低约60%的空载损耗。

生产厂家主要是 置信电气、西安特变、山东达驰、沈阳变压器厂、特变。目前国家电网正在推行SH15型变压器的使用。S13、S14和S15系列超低损耗变压器。通过使用优质的硅钢片（新日铁）和优化的电磁设计，能够降低空载损耗30%，降低负载损耗分别是15%和30%。

国内各大知名变压器厂家都具备这样变压器的生产能力，其中ABB公司的S14的变压器已 通过型式试验，并在电网上运行。变压器——分类910变压器的损耗包括空载损耗和负载损耗。空载损耗：变压器空载时的铁心损耗它是变压器磁路中磁滞损耗与涡流损耗之和，在额定电压下与负载变化无关.负载损耗：变压器带上负载后其电流与绕组电阻所产生的损耗它随负载的增加而加大。一般来说，在变压器通电以后，空载损耗是一个稳定的数值，而负载损耗则与变压器所带的负载有关，且与负载率平方成正比例关系。变压器——损耗11变压器——年投资收益率公式在评价变压器节能方面时，年投资收益率是一个很重要的经济指标其公式如下：△B=C

Th

(△Po+1.1△Pk×L2)其中：△B——变压器节能年收益，元；C——电价，按照0.86元/kWh计算Th——全年运行小时数，取8760小时Po——与S7型变压器比空载损耗差（忽略温度变化的影响），kW△Pk——与S7型比负载损耗差（忽略温度变化的影响），kWL——变压器负载率，分别去0.2、0.5、0.7分别计算比较。变压器—高效节能配电高效节能油浸式配电变压器12高效节能干式环氧树脂浇注配电变压器高效节能油浸式非晶合金配电变压器高效节能干式环氧树脂浇注非晶合金配电变压器变压器——小结随着我国机电行业新材料、新工艺的不断更新和提高，配电变压器的空载损耗不断下降，从SJ系列到64、73系列，再到S7、S9系列，直至近些年的新型的非晶合金变压器的推出，配变空载损耗几乎将至极限。为此，降低配电负载损耗的新思路——新型节能型配变。在容量限额严格按照国家系列标准的前提下，重新设计配变

结构，在空载损耗不高于国家相关标准的同时，大力降低配变负载损耗。13国家相关政策14内容15变压器——国家相关政策《配电变压器能效提升计划（2015-2017年）》变压器使用企业主要任务要求：推广高效变压器：到2017年底，累计实现推广高效配电变压器6亿千伏安。其中，新建增量推广不低于3.5

亿千伏安。淘汰高耗能变压器到2017年底，基本完成S9(1997年前投运)及以下型号高耗能配电变压器淘汰任务。同时，鼓励企业主动淘汰运行时间不到

20

年、但运行经济性差的S9系列配电变压器。变压器——国家相关政策作为节能减排的重要措施，国际上很多国家都出台了配电变压器能效提升政策。我国也出台了多项政策，推动高效配电变压器应用和产业发展。2012

年，

发布了《节能减排“十二五”规划))，明确要求“十二五”期间降低电力变压器损耗，其中空载损耗降低10-13%，负载损耗降低

17-19%。2013

年，

和 委共同发布了 《三相配电变压器能效限定值及能效等级))(GB20052-2013)，比2006版标准对配电变压器能效指标提出了更高要求。2015年8月工信部、质监局和发改委共同下发了《配电变压器能效提升计划（2015-2017年）

》。16变压器——限制范围《GB

20052-2013

三相配电变压器能效限定值及能效等级》中规定了目前限制使用的变压器型号。配电变压器能效限定值是指在规定的测试条件下，配电变压器空载损耗和负载损耗都必须达到的值。本标准于 开始实施，标准中的第4.3条规定了配电变压器的能效限定值，即油浸式配电变压器和干式配电变压器的空载损耗和负载损耗值均应不高于表中3级的规定。17变压器——限制范围油浸式配电变压器能效等级表中3级的损耗值为S11型油浸式配电变压器的损耗值，即损耗大于S11型的油浸式配电变压器都将淘汰，例如S7型、S9型、S10型油浸式配电变压器。干式配电变压器能效等级表中3级损耗值为SC(B)10型干式配电变压器损耗值，即损耗大于SC(B)10的干式配电变压器将淘汰，例如SC(B)7、SC(B)8、SC(B)9型干式变压器。淘汰变压器：损耗大于S11型的油浸式配电变压器和损耗大于SC(B)10的干式配电变压器，都属淘汰范围。S7、SL7型配电变压器已列入国家工业和信息化部发布的《高耗能机电设备（产品）淘汰（第一批）》中明确要求淘汰。SCB8干式变压器被列入第二批淘汰，同时正在制定第四批淘汰。18多元优化供电节电新技术19技术理念：环保节能，立竿见影，实用见效。结合国家节能减碳政策，提升变压器能效。提高用电质量，节约用电资源。优化用电设备，提高供电效率。系统运行平稳，用电设备更加安全，减少供电容量和用电量。多元优化供电节电新技术20！为企业解决的问题多元优化供电节电新技术2122为企业解决的问题：供电能力已不能满足用电需求的企业优化后，企业无需增容或少增容，节省了增容费用和基本电费。新建，扩建，改建，需要新增、新建或改建供电系统的企业对原来的配电系统进行改造后，利用现有的配电设备及配电房，即可实现更大的供电能力。可以不需要再建专门的配电房，供电设备可按用户要求放置，即可节省地方和投资。供电末端电压波动较大，供电系统经常有故障的企业通过优化输电方式，使供电电压平稳，设备运行更加安全，减少维修。多元优化供电节电新技术23为企业解决的问题：低压供电线路过长，要投入大量的低压电缆或母线的企业配电设备可放置在距离用电量大的设备附近，线损减少，可以节约大量的低压铜排或电缆。负荷不平衡的企业优化变压器参数与用电负载参数相匹配，这样供电系统既能够提高供电效率，减少损耗，又能够增加带负荷的能力，达到多供少损的效果。使得无功功率降低，提高了供电效率。多元优化供电节电新技术24为企业解决的问题：耗电量过大，电价过高的企业针对综合负载曲线找出最佳的经济运行参数，并按最佳的经济运行参数进行调整。调整后全厂用电量将降低约5%〜10%。冲击电流过大，瞬间供电能力跟不上的企业采用高标号有取向硅钢，设计制作的节能变压器，大大减少了磁阻，空载损耗大大降低，提高了变压器功率因数，同时也降低了负载损耗，过载能力大大提高，改善了电网的供电品质。多元优化供电节电新技术……为企业实现的目标！多元优化供电节电新技术2526节约电度电费10％左右所有企业的用电设备最后都可以等效成一个综合负载。综合负载代表了企业的设备特性、用电状况、运行工况和用电特性。综合负载耗电功率与供电参数会有一个对应的负荷曲线。针对综合负载曲线找出最佳的经济运行参数，并按最佳的经济运行参数进行调整，调整后将降低用电消耗量。多元优化供电节电新技术节约基本电费10％左右供电系统经多元优化后，节省受电变压器容量20％～50％，甚至

。基本电费占总电费的10％～20％，这部分又能节省电费10％左右。基本电费的 方式：按用户接装变压器设备的最大容量计算。基本电费=接装变压器的容量kVA×30元/kVA/月。多元优化供电节电新技术2728节省投资20%〜50%优化后，企业无需增容或少增容，节省了增容费用和基本电费。对原来的配电系统进行改造后，利用现有的配电设备及配电房，即可实现更大的供电能力。可以不需要再建专门的配电房，供电设备可按用户要求放置，即可节省地方和投资。配电设备可放置在距离用电量大的设备附近，线损减少，可以节约大量的低压铜排或电缆。由于采用更为合理的输电方式，电能损耗大大降低。多元优化供电节电新技术了解

的技术！——知己知彼，百战不殆多元优化供电节电新技术29多元优化供电节电新技术企业用电状况企业运行工况企业用电特性计算出的最佳供电参数“量身定制”针对企业负载特性的节能高效变压器3031多元优化供电节电新技术特性一：变压器的参数与用电负载参数相匹配：使供电系统既能够提高供电效率，减少损耗，又能够增加带负荷的能力，达到多供少损的效果。使得无功功率降低，提高了供电效率。特性二：变压器采用三相电流平衡技术：利用对称分量提取出不平衡电流的瞬时负序分量，通过极间阻抗补偿负序电流分量，促进三相电流平衡，解决了动力设备负序做功现象。32多元优化供电节电新技术特性三：高效消除谐波：在变压器绕组中合理加入电抗，高效消除谐波，避免动力设备额外发热，减小转矩脉动及设备上的机械应力，从而减少电能损耗。由于谐波造成的变压器铁芯中的磁通量的减少和变压器绕组中导线的集肤效应加大，也就是最通常的铁损、铜损增加，必然造成变压器工作温度上升，形成恶性循环，降低效率。由于移相大大拟制谐波，减少了变压器发热，提高供电效率。变压器的次级为双绕组。对双绕组进行移相设计，这样可以大大拟制谐波。多元优化供电节电新技术特性四：使用新技术新工艺：采用高标号有取向硅钢，设计制作的节能变压器，大大减少了磁阻，空载损耗大大降低，提高了变压器功率因数，同时也降低了负载损

耗，过载能力大大提高，改善了电网的供电品质。特性五：利用新技术提高供电系统的品质和用电效率系统运行更加平稳，对用电设备更加安全，并达到减少供电容量及用电量的目的。在变压器中适当位置，加入磁 ，达到抑制谐波损耗，减少漏磁的目的，从而使得设备更节能。33多元优化供电节电新技术特性六：采用自动寻优控制器信息化技术设定好寻优目标值，在运行过程中，可以实现自动寻优，即图中曲线最低点，从而达到多供少损、节能的目的。针对综合负载曲线找出最佳的经济运行参数，并按最佳的经济运行参数进行调整。Pmin：综合负载消耗功率

U：供电电压Z：变压器参数34技术服务流程：收集、整理用户相关信息、分析制定合理实施方案完成建设、安装和调试培训操作多元优化供电节电新技术多元优化供电节电新技术小结：通过对企业的综合负载，量身定制新型 供配电变压器；运用信息化寻优控制器技术，得到最优参数；结合有多年经验的

，根据企业的实际情况分析，制定出有针对性的全面系统优化方案；保证供用电系统能够长期、稳定、安全运行，用电设备运行更加安全、 更长；实现节电技术目标，实现供电系统和用电系统的经济运行。36技术的专利和案例！37多元优化供电节电新技术所获专利服务案例荷美尔食品荷美尔食品公司与 首都农业

的合资企业。遇到的问题：因生产需要，新增加日立主机等用电设备，原来2个变电所供电变压器已满足不了用电需求，已经增容了1台500kVA的箱式变压器，但负载还未带满，存在负载匹配不平衡的问题。经多元优化节电改造后：供电用电系统负荷分配合理，电耗降低，减少电费。每年节省的电费为：65.76万元多元优化方案节约投资：53万元服务案例630KVA变压器低压供电用电设备400KVA变压器低压供电用电设备高压供电原有供配电：由2个变电所组成。1#变电所由2台630kVA油浸式变压器组成。2#变电所由1台400kVA油浸式变压器组成。还有1

台

500kVA

欧式箱变。其中2

台630kVA变压器、1台400k