《选用绿色配电变压器》由会员分享，可在线阅读，更多相关《选用绿色配电变压器（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、选用绿色配电变压器 陈叔涛周礼震施闻博 上海置信电气股份有限公司 配电变压器是一量大面广的电力设备，2 0 0 3 年全国发电机装机容量为3 6 亿k W ，占世界第二位，平均 每年增长率7 。8 ，是世界增长率的首位。据统计2 0 0 3 年电力变压器的增加约为发电机增加容量的8 9 倍， 配电变压器年增加容量为发电机增加容量的3 6 倍，年增约3 0 万台。“1 全国已投运1 0 k V 级配变约1 0 多亿k V A ， 共5 0 0 万台左右。近两年来电力的不足，变压器增加的趋势将继续加快。 国际能源署2 0 0 1 年9 月资料，经合组织国家共有配变6 0 0 0 多万台，蛰其中：
2、澳大利亚 5 9 万台 欧盟4 0 0 万台 日本1 3 0 0 万台 美国4 0 0 0 万台 日本、美国的配变，单台容量较小，单相占很大的百分比，近年来东南亚，印度等国的配变增加 量也很大。配变的损耗不能低估。 ( 一) 配变的损耗 配电变压器的损耗是线路损耗的一部分，据欧盟原1 5 个国家2 0 0 0 年的统计，平均线损率为6 5 4 ， 其中最低的为德国仅4 1 ，最高的葡萄牙达1 0 9 8 ，西班牙达9 3 。他们以1 3 2 k V 级以下的电网系统损耗 为1 0 0 计算其中线路损耗占5 4 ，变压器总损耗占4 6 ，以电压等级逐级分析，其中1 1 k V 级线损占1 5 ，
3、 1i k V 级配电变压器损耗占2 4 ，总的来说配电变胜器的损耗约占原欧盟1 5 国发电量的2 。 我国的平均线损率比欧盟高，估计高于8 。在运行的5 0 0 万台配变中，老的、损耗大的占很大的百分 比，其中5 3 是近1 0 年内投运的，3 0 是前1 1 ，2 0 年内投运的，1 7 运行在2 0 年以上。其中一半以上是S 7 型甚至比S 7 型还早期的损耗水平。参考欧盟的情况，我国在运行的配变损耗将占发电量的2 5 ，相当于7 个 百万k W 级发电厂发出来的电供配变的能耗。若能将其损耗节省到2 以下的话，其成效是显著的。 ( 二) 能源供应的紧缺 世界能源供应不容乐观，预计世界石油
4、的供应若没有新资源被探f l j ，在2 0 6 0 年开产将成问题。同样 地下天然气的资源消耗也很快，到2 0 2 5 年欧洲地下气矿除俄罗斯、土耳其外，大多开产殆尽。 表1 世界主要国家一次能源消耗量( 换算至石油) 消耗能源类别( ) 消耗重量 国家名称 ( 万吨) 石油煤 天然气 电子能 水力 美国4 0 0 2 4 82 4 88 2 2 22 2 3 7 0 0 中国 2 7 6 6 2 O 3 0 0 5 6 98 4 0 0 0 旧苏联1 7 9 1 9 05 2 0 5 4 5 8 9 4 9 0 0 日本 4 8 0 2 0 O1 3 81 4 1 4 05 1 5 0 0
5、 德国3 9 32 5 2 2 2 3 n 。5 1 73 3 5 0 0 加拿大 3 2 0 1 0 52 3 86 3 2 7 32 7 5 0 0 法国3 7 4 4 31 4 3 3 7 0 2 42 5 6 0 0 印度3 0 9 5 5 17 5 1 4 5 13 1 5 0 0 意大利 5 2 4 7 1 83 2 77 1 1 7 7 0 0 世界总消耗量3 8 5 2 4 73 7 76 66 5 9 1 2 5 0 0 录自日本o h m2 0 0 4 年1 月 3 8 我国G D P 年均增长高达8 1 0 ，能源消耗规模急剧扩大，成为美国之后的第二大能源消耗国，见表 1
6、 。然而我国人均能源占有量严重不足，煤碳、石油，天然气的人均占有量分别是世界人均水平的5 5 、1 l 和4 ，能源的需求已对国内供应能力形成巨大的压力，节能措施已是当务之急。 ( 三) 配电变压器的负载率 全国各地区配变的负载率均是偏低的。即以大城市j 二海而言，上海市东地区在2 0 0 0 2 0 0 1 年间将l O k V 级配变的负荷情况给以测量和搜集，按不同用电性质分成居民、商业、工业和办公楼等不同类型，测其 四季的2 4 小时用电，又将工作1 3 和休假1 3 分成各负载曲线。将全年夏季高峰取6 0 天，冬季取9 0 天，其 它2 1 5 天计算其T m 和Tm 值，负载曲线图1
7、 图4 ，图中S m 为变压器的最大负载，S n 为变压器额定容 量，S 为变压器实际运行负载。 C D ：变压器运行率D 2 等 T m ：最大负载使用小时 I S d t T m 5 ( 即当变压器连续输出最大负载S m T m 小时后，其总输 出容量等于它在一年中实际输出。) 下。：最大负载损耗小时 T 。：型S m 2 ( 即当变压器连续输出最大负载s m 达Tm 小时后，其总的 负载损耗恰好等于它一年中实际的负载损耗) 从统计中配变的运行率D 一般在7 0 7 5 ，商业和工业的最大负载使用小时T m 分别是4 5 3 7 6 h 和4 2 8 8 3 h ，最大负载损耗小时Tm 分
8、别为3 3 9 8 3 h 和2 4 5 1 3 h 。居民和办公楼T m 仅2 2 1 6 7 h 和2 4 1 6 5 h ，Tm 仅 8 3 1 3 h 和l1 2 7 4 h ，它们均在低负载下运行。 S m 标么姣 一蜇k ：2 0 0 0 f 1 3 晤h ) 艇足2 0 0 0 7 2 S ( S t u n - - 辕天2 0 0 0 j 1 1 2 f S u n 一敞戈2 0 1 1 。1 3 M o d 一一鞋走2 0 0 I Ij 4 f S u n ) 氢天2 0 0 1 。l I t S ( * o d S m 标么披 l2 3456 ，g9l O l l l 2
9、1 3 1 4 1 5 1 61 7 1 S 1 9 2 0 2 1 2 2 2 3 2 4 耐搁穗) 图1 商业负载曲线 一整天Z 0 l ) f 1 3 1 l I ) 鞋K 2 0 0 0 ? 2 3 ( S l J n k k 2 0 0 0 ， 1 1 2 ( S u n 一辕k 2 0 0 0 1 1 1 2 0 l o d 一一蜒K 2 0 0 I I1 4 S u n j 爱( 2 0 0 1 。i 1 5 ( N o d I2345 6 7891 0 l j t 2 1 3 1 4 t 5 1 61 7 1 8 1 9 2 0 2 12 2 2 3 2 4 时稠h ) 图2
10、工业负载曲线 3 9 S m 标么能 1 0 8 0 6 0 4 O 2 0 驻犬2 0 0 0 7 】3 ( 1 h u ) 姒2 0 0 0 7 7 3 ( S u n ) 愀灭2 0 0 0 1 1 t 2 ( S u n ) 秋k ；0 0 0 1 1 1 3 ( M o d ) 一一鹱天2 l 1 1 14 ( S u n ) 鹱火2 00 1 1 1 5 ( M o * I ) 图3 居民负载曲线 取日本对各行业配电变压器的年平均等价负载率在白天和夜间的数据，见表2 。他们的负载情况与 上海市的统计数据很接近。工厂用平均负载率在4 0 1 ，办公楼和公关设施在1 9 7 。厨 在全
11、国装置的5 0 0 万台配变中，其中农用变超过3 5 0 万台。农用变负载率很低，华东地区农村配变负 载统计均低于2 0 ，安徽地区为1 3 5 ，沈阳、长春也都在1 0 左右，西北地区甚至在5 左右的也不少。 S m 标么锻 J 0 8 0 6 0 4 ( ) 2 0 一驻 2 0 0 0 7 1 3 Ih ) 碰天2 1 ) 0 f ) 7 2 3 ( S L I n ) 一欣X 2 0 0 0 1 1 1 2 ( S u n ) 秋J t 2 ( 0 0 1 1 13 l M o d ) 一一盟火2 0 01 I H ( S u n ) ( 2 ：1 i 2 0 0 1 1 1 5 (
12、M o d ) 图4 办公楼负载曲线 表2 日本分行业对负载率进行调查的结果 数据数 年间平均等价负载率( ) 行业白天夜间夜间 工厂( 电机) 5 5 4 9 83 5 84 3 4 工厂( 食品) 3 3 4 7 43 2 24 0 5 工厂( 金属) 3 1 4 1 53 1 23 6 7 工厂( 化学) 2 9 4 7 52 5 93 8 3 工厂2 4 2 件 工厂( 机械) 1 5 3 9 71 4 52 9 9 平均4 0 1 工厂( 纤维) 1 4 5 6 15 7 75 7 1 工厂( 造纸) 5 3 4 83 5 43 5 1 工厂( 运输) 4 2 5 20 01 7 8
13、 工厂( 其他) 5 6 4 9 72 7 34 0 1 大厦( 办公楼) 1 5 2 5 05 71 8 1 大厦( 百货店) 1 6 1 O5 O4 3 3 公共设施( 医院) 7 3 0 19 12 2 2 办公楼公共设施 公共设施( 图书馆) 6 2 2 85 31 6 6 3 8 件平均1 9 7 公共设施( 铁道) 6 2 0 01 4 1 1 7 3 公共设施( 政府部门) 4 4 0 01 0 0 2 9 2 行业不明 9 3 6 53 4 43 5 5 数据来源：平成1 4 年4 月3 日综合能源调查协会节能标准部变压器判断标准小委员会最后总结。 4 0 ( 四) 配电变压器
14、效率与负载系数和损耗比的关系 要节能必须高效，一台低损耗的变压器不是在任何负载下都是高效的。变压器有固定的空载损耗P 0 和在满载下的负载损耗P k 。运行中的负载损耗为p2 P k ( p 为负载系数，p = S S n ) 。 变压器效率1 1 是输出的有功功率与输入的有功功率之比，7 72 丽# P 嘶n C O 尸o S O 砀匾1 0 0 。 当m O H 寸且p 为变压器的最高效率，止匕R 寸的最佳负载系虮a x = 儒。 现物k V ，2 0 0 k V A 配变在不同年代的标准产品的损耗水平作一对比，见表3 。在C O S0 = 0 8 8 9 时 的负载系数与效率曲线图见图5
15、 。 从图5 曲线中看到硅钢片制造的配变的最高效率_ 十；现在B = O 4 0 5 范同内，最高效率在9 7 9 8 5 间， 而非晶合金配变的最高效率可到9 9 3 ，出现在B = 0 1 9 6 ，所以非晶合金配变效率明显优于其它各类配变， 低负载率( $ 0 3 ) 的地区选用非晶合金配变更能显示其高效节能的优良特性。 表3 不同年代1O k V 级2 0 0 k V A 配变的损耗水平比较 各类标准空载损耗P 0 ( W ) 负载损耗P k ( W )损耗比P 0 P kpm i l K J B 5 0 0 6 41 3 3 54 5 5 5l ：3 4 1 0 5 4 J B l 3 0 0 7 31 0 0 03 9 0 01 ：3 9 00 5 1 8 6 标准5 4 03 4 0 0l ：6 2 90 4 0 S 9 标准 4 8 02 6 0 0 l ：5 2 40 4 3 S 1 0 标准3 8 02 6 0 0l ：6 8 40 4 1 S 1 1 标准 3 3 0 2 6 0 01 ：7 8
