对变压器运行效率与经济管理问题的探讨.docVIP

　　对变压器运行效率与经济管理问题的探讨 对变压器运行效率与经济管理问题的探讨 一、变压器运行的效率损失与计算 　　1.效率损失 　　变压器运行过程中的效率损失主要来自两大方面，即铜损与铁损。铜损是指变压器线圈电阻所引起的损耗。当电流通过线圈电阻发热时，一部分电能就转变为热能而损耗。由于线圈一般都由带绝缘的铜线缠绕而成，因此称为铜损。变压器的铁损包括两个方面：一是磁滞损耗。当交流电流通过变压器时，通过变压器硅钢片的磁力线的方向和大小会随之变化，使得硅钢片内部分子相互摩擦，放出热能，从而损耗了一部分电能，这便是磁滞损耗。二是涡流损耗。当变压器工作时，铁芯中有磁力线穿过，在与磁力线垂直的平面上就会产生感应电流，由于这一电流自成闭合回路形成环流且成旋涡状，故称为涡流。涡流的存在使铁芯发热，消耗能量，这种损耗称为涡流损耗。变压器的效率与变压器的功率等级有着密切关系，通常功率越大，损耗与输出功率就越小，效率也就越高。反之，功率越小，效率也就越低。[1] 　　2.效率计算 　　变压器的效率可以用以下公式计得：变压器的效率=输出功率/输入功率100%。其中，因为输入、输出的能量都是电能，所以也可以用功率=VI来计算输出、输入功率。如果变压器的效率是100%，通常称其为理想变压器（Ideal Transformer）。在该情形下：输入功率=输出功率，即VP IP=VS IS。然而在现实中，能量转换过程中有能量损耗是在所难免的（如会产生热能），也可以用一般的方法来提升变压器的效率，包括：线圈度使用较粗的导线，因为粗导线的电阻比较细，所以导线中的能量损耗都会较细；使用软铁心，因为软铁心比较容易磁化同退磁，在传递磁场时的能量损耗会较低；把软铁芯切成不相通的薄片，这是因为磁力会和铁芯度产生环回电流（Eddy Currents），导致能量化成热并流失至外界。 　　二、变压器经济运行的方案选择 　　GB/T1346292对变压器经济运行区确定的原则是：变压器在额定负载条件下的运行区应属于经济运行区。因此，变压器经济运行区的上限值定为负荷率等于1，经济运行区的下限值所对应的效率应与经济运行区的上限值的效率本文由.L.收集整理相等，其计算公式推导如下： 　　1.变压器国标经济运行区的上下限 　　一是变压器经济运行区上限的效率。变压器效率的一般计算公式为： 　　（1） 　　式中：U*=U/Ur为变压器运行电压标幺值；U为变压器运行电压；Ur为变压器的额定电压；Delta;P0为变压器空载试验损耗；Delta;Pk为变压器短路试验损耗；beta;为变压器的负荷率；Sr为变压器的额定容量；cosphi;为变压器的功率因数。 　　将额定工况条件beta;=1，U*=1代入（1）式，得： 　　（2） 　　二是经济运行区下限值的效率计算公式。变压器处在经济运行区下限值时的效率公式为： 　　（3） 　　令eta;2=eta;1，即（3）式与（2）式相等，解得： 　　（4） 　　由（4）式可知，变压器经济运行区的负荷率下限值与变压器空载试验损耗成正比，与变压器短路试验损耗成反比，还与变压器运行电压标幺值的平方成正比，也就是说运行电压升高时，经济运行区负荷率下限值会增大。说明变压器的运行电压对其经济运行区的宽度有影响。[2] 　　三是大马拉小车的判据。根据式（4）计算出变压器经济运行区负荷率的下限值，当负荷率小于经济运行区负荷率下限值时可以判定变压器处于大马拉小车工况。 　　2.变压器经济容量的选择 　　根据变压器经济运行区的上下限确定其经济容量，使变压器实际运行的工作点不超出经济运行区间。 　　按最大负荷选择容量，条件是： 　　（5） 　　按最小负荷校验容量，条件是： 　　（6） 　　如果（5）、（6）两式均成立，则所选择的容量为经济容量，变压器运行时不会超出经济运行区间。 　　三、构建变压器经济运行的监测系统 　　变压器经济运行的监测系统主要包括两大部分，即变压器感测记录器与资料读取器。变压器感测记录器的重点内容在于中央处理器的配置。中央处理器是变压器感测记录器的控制中枢，整合各硬件模块输入、输出的资料。相较于变压感测器，资料读取器的设置更为复杂。资料读取器的主要功能是供巡检人员以无线电方式读取感测记录器中的资料。资料读取器以PDA作为工作平台，因此，对于资料读取器的工作重点，主要注重于PDA上设计资料读取软件及设定储存界面，各软件模块应包含如下功能： 　　一是界面整合管理模块。界面整合管理模块为资料读取器的开始，资料读取器的所有软件模块功能均是由此进入执行，主要用来统合各项软件模块的功能，各项功能选项均会整合在该管理模块里面，程序界面会显示各项模块的名称，目的是方便巡检人员清楚地了解操作资料读取器。 　　二是资料读取模块。该模块包含两种主要功能界面：一是即时读取，该