2.变压器部分《现代节电技术与节电工程》.ppt

现代节电技术与节电工程 第三篇、变压器运行的合理化 电力变压器是一种应用极为广泛的电气设备，从发电到用电要经过3～4次变压。变压器在变压和传递电功率过程中，其自身要产生有功功率损失和无功功率损耗。特别是电力系统中最后两级变压器—企业高压变电所中的变压器和配电变压器，由于单台变压器容量较小，而运行变压器的台数多，总容量大，加之负荷波动大，所以变压器的有功损失和无功损耗就很大。 第一节 变压器技术特性分析 一、变压器的基本参数 1.空载电流I0；又称为励磁电流，其作用是建立工作磁通。 空载电流的大小取决于变压器铁芯的磁通密度。由感应电动势方程式 变压器的空载电流和铁芯磁通密度存在着I0＝f（Bm）的非线性关系，空载电流的大小既和磁通密度的大小有关，又和铁芯的磁化曲线有关，所以空载电流值和铁芯材质、磁路几何尺寸及铁芯制作工艺等密切相关。 变压器出厂铭牌所给的值中，空载电流往往是用百分比表示，即 2、空载损失P0 （1）、涡流损失是在铁芯中所产生的感应电流引起的热损失，其损失的大小与铁芯的电阻成反比。为了减少涡流损失，必须增大铁芯的电阻。 （2）、磁滞损失是由于铁芯中的磁畴在交变磁场作用下做周期性旋转引起铁芯发热，其损失大小很显然是由磁滞回线所决定的。 这两种损失都是在空载条件下所产生的，而和负荷大小无关，所以称为空载损失。又因其损失主要发生在铁芯中，因此又称为铁损。 3、短路电压Uk 短路电压又称短路阻抗。主要是由于变压器一、二次绕组漏磁通在额定负荷条件下所产生的阻抗电压降。其值的大小主要取决于原副侧绕组的几何尺寸，如原副侧绕组的直径、绕组的厚度、绕组的高度及原副侧绕组间的距离等 变压器出厂铭牌所给定的短路电压值，通常是用百分比表示，即： 4、短路损失Pk 短路损失是变压器在额定负荷条件下原副侧绕组所产生的功率损失，亦称铜损。 变压器铭牌所给定的Pk值，系指绕组温度75℃条件下额定负荷所产生的功率损失。 上述四个参数，空载损失和短路损失主要是反映变压器的有功功率损失，而空载电流和短路电压则是反映变压器的无功功率消耗 二、变压器的负荷系数 1、变压器负荷率；是指实际负荷与其额定值之比。可按下式计算 由于变压器在实际运行中，由于负荷是不断变化的，所以不能根据变压器某一瞬时的负荷来计算负荷率，而应取一段时期内（一个周期）的平均负荷率。对于企业，可以一天作为变压器负荷变化的周期。 三、变压器的损耗 1、变压器有功损失△ P； 2、变压器无功损耗 △ Q； 3、变压器综合损耗 K--无功经济当量，是指变压器连接处的无功经济当量， 四、变压器效率 1、变压器效率为变压器输出功率与输入功率之比，即： 变压器最大效率为： 第二节 变压器容量的合理选择 变压器容量的选择是一个全面、综合性的技术问题，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、功率因数、有功损耗和无功损耗、电价、基建投资、使用年限、变压器折旧、维护费以及将来的计划等因素有关。 一、变压器容量的基本估算 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 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接近，即 变压器容量≈ 一、变压器容量的基本估算 3、按年电能损耗最小法选择变压器； 该方法适用于不同的企业性质和生产班制及符合曲线的场合，它是根据年电能损耗最小为原则来选择变压器容量。然而该方法只考虑变压器年电能损耗最小这一点，还未考虑其他因素，因此还是不全面的。 一般情况下，按变压器年电能损耗最小和运行费用最低、并综合考虑变压器装设的投资来确定变压器安装容量，才是经济合理的。 二、按综合经济效果选择变压器 该方法选择变压器，不但考虑变压器年电能损耗最小，还考虑了基建投资（一次投资）、电价制度、变压器维修、折旧费等因素。因此对企业来说，它能较全面地反映变压器的经济性和合理性。该方法是从多个方案的比较中择其基建投资少、运行费用低的方案为最佳方案。 在满足供电质量、可靠性、运行合理、维护方便等条件的前提下，再考虑基建投资及年运行费等各项指标进行比较确定。 第三节 变压器过轻负荷的技术分析 电力变压器长期不合理的过轻负荷运行，即通称的“大马拉小车”，使变压器容量得不到充分的利用，效率降低。然而要避免它，即确定不同技术参数变压器经济运行的最低负荷率，须经过具体的分析和计算。 变压器过轻负荷的技术分析 长期以来的习惯，是以变压器的容量