再談配電變壓器節(jié)能和容量?jī)?yōu)化-建筑電氣2010.1

再談配電變壓器節(jié)能和容量?jī)?yōu)化
張?bào)?貴州省建筑材料科學(xué)研究設(shè)計(jì)院，貴陽(yáng)市550007)
Another Discussion ofEnergy-saving and Capability Optimization of Distribution Transformer
Zhang Li(Guizhou Instituteof Building Materials Scientific Research and Design，Guiyang 550007，China)
Abstract During selection of distribution 2變壓器節(jié)能運(yùn)行
transformer，the high efficiency，energy—saving and
factors in economy operation etc．shall be taken into 2．1變壓器能耗
account．Based on the current policies for power 我國(guó)節(jié)能型變壓器在質(zhì)量方面已達(dá)較高水平．新
supplying，optimization oftransformer capability in view
型變壓器空載損耗和短路損耗均比老型號(hào)變壓器低．
of energy-saving and discount rate of total cost is
因而運(yùn)行效率較高。配電變壓器按形式分為油浸式變
analyzed，and a dynamic and quantitative selection way
壓器、干式變壓器、非晶合金變壓器。電氣設(shè)計(jì)選型
is proposed．
Key words Transformer Energy—saving Power 在確保變壓器安全可靠運(yùn)行的基礎(chǔ)上．應(yīng)選用新型低
supplying condition Total cost 損耗變壓器．
變壓器運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的損耗．分為空載損耗和
摘 要 配電變壓器的選擇，要考慮高效節(jié)能，
負(fù)載損耗?？蛰d損耗主要是鐵損，包括磁滯損耗和渦
同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等因素。通過(guò)工程實(shí)例，在目前的
流損耗。磁滯損耗與頻率成正比。與磁通密度增量的
供電政策下．從節(jié)能、綜合費(fèi)用折現(xiàn)值等角度分析變
平方成正比。渦流損耗與頻率、最大磁通密度、矽鋼
壓器的容量?jī)?yōu)化，提出一種動(dòng)態(tài)量化的選擇解決方式。
片厚度三者的積成正比。變壓器負(fù)載損耗主要是負(fù)載
關(guān)鍵詞 變壓器 節(jié)能 供電條件 綜合費(fèi)用
電流通過(guò)繞組時(shí)在電阻上的損耗．一般稱銅損。其大
小與負(fù)載電流的平方成正比。同時(shí)負(fù)載電流引起的
1 引言 漏磁通會(huì)在繞組內(nèi)產(chǎn)生渦流損耗．并在繞組外的金
屬部分產(chǎn)生雜散損耗。變壓器能耗由下面公式計(jì)算：
電網(wǎng)中變壓器的總損耗可占發(fā)電量的2％。3％。
關(guān)于配電變壓器負(fù)載率的選擇。過(guò)去的觀點(diǎn)認(rèn)為．變 AP=P0+餼盧‘ (1)
式中：△P——變壓器損耗，kW；
壓器的負(fù)載率在50％～70％左右．變壓器的效率最
P0——變壓器空載損耗，kW；
高．變壓器的負(fù)載率只要低于40％，則“大馬拉小
車”．變壓器的效率減小，用小容量變壓器更換大容 R——變壓器短路損耗，kW；
量變壓器則節(jié)電。但是從目前普遍使用的新型變壓器 口——變壓器負(fù)載率。
的特性來(lái)看。這個(gè)觀點(diǎn)值得商榷，下面對(duì)變壓器節(jié)能 Sll型是目前廣泛應(yīng)用的低損耗變壓器．Sll型
問(wèn)題展開(kāi)討論。 變壓器卷鐵芯改變了傳統(tǒng)的疊片式鐵芯結(jié)構(gòu)。硅鋼片
TOC法(綜合能效費(fèi)用法)在美國(guó)發(fā)展成為工業(yè) 連續(xù)卷制．鐵芯無(wú)接縫，大大減少了磁阻?？蛰d電流
標(biāo)準(zhǔn)．美國(guó)TOC方法是綜合了變壓器的初始費(fèi)用和 減少，提高了功率因數(shù)，降低了電網(wǎng)線損。改善了電
等價(jià)現(xiàn)值的損耗費(fèi)用，表達(dá)所購(gòu)變壓器全面的綜合費(fèi) 網(wǎng)的供電品質(zhì)。本文實(shí)例中選用的是S1l型變壓器，
用．這里參考此思路，結(jié)合目前變壓器性能參數(shù)及我 其余規(guī)格型號(hào)(如現(xiàn)在出現(xiàn)的更新型節(jié)能的S16等)
國(guó)目前電力政策、經(jīng)濟(jì)折現(xiàn)率等基礎(chǔ)條件，計(jì)算變壓 可參照本文進(jìn)行計(jì)算。
器綜合費(fèi)用。變壓器應(yīng)盡量按此量化結(jié)果選擇容量， 某一小區(qū)。計(jì)算視在功率500kV．A．選擇S11型
確保變壓器在經(jīng)濟(jì)、安全可靠的狀態(tài)下運(yùn)行。 變壓器，電度電價(jià)取0．5元／kW．h．變壓器全年投入
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39建筑電乞。
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2口1口年第1斯I El-ECTRICITY
電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)間8700h。分別采用不同規(guī)格變樂(lè)器，計(jì) 筑用電負(fù)荷峰、谷明顯。最好的方法是多臺(tái)變壓器并
算能耗見(jiàn)表1。 聯(lián)運(yùn)行．對(duì)暫不用的配電回路．應(yīng)及時(shí)斷開(kāi)電源線
2．2變壓器最佳節(jié)能運(yùn)行狀況 路．以減小運(yùn)行損耗，這要根據(jù)實(shí)際情況而設(shè)計(jì)。
表1 某小區(qū)變壓器計(jì)算能耗 3變壓器考慮了綜合費(fèi)用因素的經(jīng)濟(jì)容量
Tab．1 Thecalculated energy consumptionby transformers
jnaresidentialdistrict
變壓器綜合費(fèi)用需考慮運(yùn)行損耗、一次投資、電
變樂(lè)器容量 變壓器損耗(kW) 變壓器 變壓器 費(fèi)、維修費(fèi)用等因素。
年能耗△p，
(kV·A) 空載損耗 短路損耗 負(fù)載率 (kW．h) 3．1變壓器一次投資
l600 1，65 14．5 31．3％ 26714 一次投資主要是變壓器價(jià)格和增容費(fèi)(即供電貼
l 250 1．365 12 40％ 28 580
費(fèi))，國(guó)內(nèi)目前居民生活用電lOkV變壓器增容費(fèi)在
l 000 1．155 10．3 50％ 3245I
110—120元，kV·A。
800 O．98 7．5 62．5％ 34014
630 0．805 6．2 79．4％ 40979 3．2變壓器運(yùn)行費(fèi)用
500 0．675 5．1 loo％ 50243 根據(jù)各區(qū)域電網(wǎng)、各省份執(zhí)行的電價(jià)不同，可參
照當(dāng)?shù)毓╇姴块T(mén)執(zhí)行的電價(jià)。現(xiàn)行電價(jià)制由基本電價(jià)
從上面計(jì)算可見(jiàn)．S11系列新型變壓器在負(fù)載
和電度電價(jià)兩部分構(gòu)成．基本電價(jià)指按變壓器安裝容
率為40％左右時(shí)效率最高。下面是資料上S11型
量計(jì)算的電價(jià)．這主要是按變壓器安裝容量占用電網(wǎng)
lO．5／0．4kV配電變壓器運(yùn)行曲線。
的規(guī)劃容量來(lái)收費(fèi)，而不論用與否、用多用少，基本
電價(jià)全國(guó)大約在15～30元／(kV·A·月)；電度電價(jià)
指按實(shí)際用電量計(jì)算的電價(jià)。城市居民生活用電執(zhí)行
按用電量計(jì)費(fèi)的方式．變壓器產(chǎn)權(quán)在供電方。各地的
電價(jià)不一樣．差價(jià)較大．山東、江蘇等地比較高，北
京、海南、貴州等地相對(duì)較低。
3．3變壓器使用壽命及維修費(fèi)用
使用壽命是指變壓器在額定電壓和負(fù)載下能長(zhǎng)
期正常運(yùn)行的時(shí)間。變壓器的使用壽命在一定意義
Fig．The transformeroperationctnwefl 上可以說(shuō)就是絕緣材料的壽命．主要和溫度有關(guān)，
如果變壓器溫升在允許限值以內(nèi)．可以保證變壓器
從運(yùn)行曲線看．合理選擇變壓器的容量．使變壓
具有20年的使用壽命。
器的負(fù)載率最佳．其運(yùn)行效率也最高，損耗則最低。
另一個(gè)考慮因素是維修費(fèi)用．因?yàn)樽儔浩鲹Q油
S10、S1l系列新型變壓器在負(fù)載率為40％左右時(shí)效
量、配件等岡素，相同型號(hào)變壓器容量大的維修費(fèi)用
率最高。針對(duì)部分用戶(如始端用戶)目前的用電條
要高。油浸式變壓器第一次投運(yùn)5年檢修～次，以后
件?？紤]始端用戶(如火力發(fā)電廠等)大功率電動(dòng)機(jī)
一年一次小檢修周期，10年一次大檢修周期。因涉及
完全直接起動(dòng)對(duì)廠用變壓器的容量要求?？勺鳛槭级?br/>故障的偶然性和檢測(cè)、維修的手段不同，維修費(fèi)用在
廠用變壓器選型的依據(jù)之一．因而筆者了解的情況

在2010年1月的《建筑電氣》期刊中，有一篇名為"再談配電變壓器節(jié)能與容量?jī)?yōu)化"的文章。該文章詳細(xì)探討了在建筑電氣系統(tǒng)中，配電變壓器作為關(guān)鍵設(shè)備，其節(jié)能技術(shù)和容量配置優(yōu)化的重要性。 文章首先回顧了傳統(tǒng)配電變壓器在能源消耗上的問(wèn)題，包括非線性負(fù)載對(duì)電網(wǎng)的影響、無(wú)功功率損失以及效率低下等，這些都是導(dǎo)致電能浪費(fèi)和運(yùn)行成本增高的主要原因。然后，作者著重介紹了當(dāng)前配電變壓器節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，如采用高效鐵芯材料、優(yōu)化設(shè)計(jì)變壓器結(jié)構(gòu)以降低空載損耗和負(fù)載損耗、推廣運(yùn)用智能控制技術(shù)進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)及自動(dòng)調(diào)壓等措施，從而顯著提升變壓器的整體能效比。 此外，文章還針對(duì)建筑電氣的實(shí)際需求，提出了配電變壓器容量?jī)?yōu)化的原則和方法。這涉及到依據(jù)建筑物的用電特性（如高峰時(shí)段、季節(jié)性變化）、電力負(fù)荷預(yù)測(cè)、以及未來(lái)用電發(fā)展趨勢(shì)等因素，通過(guò)計(jì)算分析，合理確定變壓器的額定容量，避免因過(guò)度或不足容量導(dǎo)致的頻繁投切帶來(lái)的額外損耗和設(shè)備折舊成本，同時(shí)確保供電系統(tǒng)的安全性和經(jīng)濟(jì)合理性。 綜上所述，《再談配電變壓器節(jié)能和容量?jī)?yōu)化-建筑電氣2010.1》這篇文章深入剖析了配電變壓器在建筑電氣系統(tǒng)中的節(jié)能減排與容量配置策略，為讀者提供了寶貴的實(shí)踐指導(dǎo)和技術(shù)參考。