變壓器節(jié)電技術(shù)課件

現(xiàn)代節(jié)電技術(shù)

與節(jié)電工程青島市節(jié)能監(jiān)察中心第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)變壓器是一種靜止的動能設(shè)備，用以將一種電壓和電流的交流電能轉(zhuǎn)換成同頻率的另一種電壓和電流的電能。變壓器效率通常不是用“電能利用率”，而是用“電能轉(zhuǎn)換的效率”這個概念來研究其工作狀況的。第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)第一節(jié)變壓器的基本參數(shù)一、變壓器的基本參數(shù)1、變壓器等效電阻第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)2、變壓器等效漏電抗第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)二、變壓器的負(fù)荷率三、變壓器的損耗包括：有功損耗和無功損耗第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)2、無功損耗第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)3、變壓器綜合損耗第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)五、變壓器的年電能損耗第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)對長年持續(xù)生產(chǎn)且日負(fù)荷變化不大的三班制企業(yè)，較為節(jié)能；對二班制企業(yè)，較節(jié)能；對負(fù)荷變化較大的單班制企業(yè)，宜取較高的第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)第二節(jié)變壓器的合理選擇變壓器容量的選擇是一個全面、綜合性的技術(shù)問題，沒有一個簡單的公式可以表示。變壓器容量的選擇與負(fù)荷種類和特性、負(fù)荷率、需要率、功率因數(shù)、有功無功損耗、電價、基建投資、使用年限等有關(guān)。第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)一、變壓器容量的基本估算變壓器容量的基本估算有三種：1、利用計算負(fù)荷法估算先求出變壓器所要供電的總計算負(fù)荷，然后按下式估算：變壓器容量=總計算負(fù)荷+考慮將來的增容裕量第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)3、按年電能損耗最小法選擇變壓器它是根據(jù)年電能損耗最小為原則來選擇變壓器容量的，即變壓器容量應(yīng)在使用負(fù)荷和最高經(jīng)濟(jì)負(fù)荷之間進(jìn)行選擇：一班制企業(yè)，可按使用負(fù)荷選擇變壓器容量，也可略留裕量；二班間斷和三班間斷的企業(yè)，可分別按第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)比例使用負(fù)荷高一級和二級左右的容量選擇變壓器；三班連續(xù)制企業(yè)，可按最經(jīng)濟(jì)負(fù)荷選擇變壓器。上述三種方法都存在著不足，不能單一使用。第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)二、按綜合經(jīng)濟(jì)效果選擇變壓器考慮變壓器年電能損耗最小、基建投資、電價制度、變壓器維修、折舊費的因素。1、基建投資式中Cb1——變壓器價格、附屬設(shè)施和安裝、土建費，萬元；第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)當(dāng)變壓器容量選大后，會導(dǎo)致自然功率因數(shù)下降，若功率因數(shù)達(dá)不到電業(yè)部門的規(guī)定時，需加裝電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償。這時需要考慮投資，即將無功補(bǔ)償容量乘以單位造價指標(biāo)，將所得投資額計入基建投資中，其運行費用計入年運行費中。第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)4、計算結(jié)果比較，確定最佳方案在幾個方案中，會出現(xiàn)投資少、年運行費用多，或投資多、而年運行費用少的情況，這時應(yīng)選擇其中綜合經(jīng)濟(jì)效果最好的方案，即引入“折返年限”權(quán)衡取舍。第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)當(dāng)N<3～5年時，選取投資多的方案。對于基建周期較長的企業(yè)，取上限；對基建周期短者取下限。按照綜合經(jīng)濟(jì)效果所選取的變壓器，其負(fù)荷率一般較高，約0.7～0.9。第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)②以上公式中，未考慮投資和運行費用的利率，實際上應(yīng)加以考慮。第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)第三節(jié)變壓器的負(fù)荷分配在選定變壓器容量和臺數(shù)之后，應(yīng)對各臺變壓器合理地分配負(fù)荷，如果各臺之間分配不合理，將增加功率損耗和電能損耗。第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)第四節(jié)變壓器的經(jīng)濟(jì)運行一、負(fù)載波動損失系數(shù)法計算變壓器損耗1、變壓器有功功率損耗和損耗率的計算第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)2、變壓器無功功率損耗和損耗率的計算第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)3、變壓器綜合功率損耗和綜合損耗率的計算第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)二、變壓器技術(shù)特性優(yōu)劣的判定1、相同容量變壓器的有功損耗臨界負(fù)荷SLP的計算第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)2、相同容量變壓器的無功損耗臨界負(fù)荷SLQ的計算第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)3、相同容量變壓器的綜合功率損耗臨界負(fù)荷SLZ的計算第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)4、不同容量變壓器的綜合功率損耗臨界負(fù)荷SLZ的計算第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)如果上述各式臨界負(fù)荷計算結(jié)果為虛數(shù)時，要選擇空載損耗小的變壓器運行；如為實數(shù)時，當(dāng)負(fù)荷小于臨界負(fù)荷時，令空載損耗小的變壓器運行；如為實數(shù)時，當(dāng)負(fù)荷大于臨界負(fù)荷時，令空載損耗大的變壓器運行。第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)三、并聯(lián)變壓器經(jīng)濟(jì)運行方式的判定1、相同容量、參數(shù)的變壓器經(jīng)濟(jì)運行臺數(shù)的選擇與判定當(dāng)負(fù)荷小于臨界負(fù)荷時，n臺變壓器運行；反之，n+1臺變壓器運行。第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)2、容量相同、參數(shù)不同的變壓器經(jīng)濟(jì)運行方式的判定⑴兩種相同臺數(shù)運行方式第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)當(dāng)計算結(jié)果為虛數(shù)時，選擇綜合空載損耗小的組合方式運行；為實數(shù)，當(dāng)負(fù)荷小于臨界負(fù)荷時，選擇綜合空載損耗小的組合方式運行，當(dāng)負(fù)荷大于臨界負(fù)荷時，選擇綜合空載損耗大的組合方式運行。第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)⑵單臺和兩臺運行方式當(dāng)負(fù)荷小于臨界負(fù)荷時，選擇單臺變壓器運行，反之選擇兩臺并聯(lián)運行。第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)⑶n臺和n+1臺運行方式第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)當(dāng)負(fù)荷小于臨界負(fù)荷時，為n臺變壓器運行；反之，為n+1臺變壓器運行。3、不同容量、參數(shù)的變壓器經(jīng)濟(jì)運行方式的判定第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)⑴兩種相同臺數(shù)運行方式第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)當(dāng)計算結(jié)果為虛數(shù)時，選擇綜合空載損耗小的變壓器組合方式運行；為實數(shù)，當(dāng)負(fù)荷小于臨界負(fù)荷時，選擇綜合空載損耗小的變壓器運行，當(dāng)負(fù)荷大于臨界負(fù)荷時，選擇綜合空載損耗大的變壓器運行。第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)⑵單臺和兩臺運行方式當(dāng)負(fù)荷小于臨界負(fù)荷時，選擇單臺變壓器運行，反之選擇兩臺并聯(lián)運行。第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)⑶n臺和n+1臺運行方式第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)當(dāng)負(fù)荷小于臨界負(fù)荷時，為n臺變壓器運行；反之，為為n+1臺變壓器運行。四、增設(shè)小容量變壓器的經(jīng)濟(jì)性問題當(dāng)投資回收期少于5年是，應(yīng)增設(shè)小容量變壓器。投資回收期計算公式：第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)五、兩臺不能并列的變壓器經(jīng)濟(jì)運行方式的確定兩臺不能并列的變壓器經(jīng)濟(jì)運行方式實際是三、3項的特例第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)式中K1K2——變壓器1、2處的無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量，一般K1=K2=K。當(dāng)S＜SLZ，應(yīng)投入變壓器1運行，當(dāng)S＞SLZ時，應(yīng)投入變壓器2運行。六、根據(jù)日負(fù)荷曲線核算變壓器容量是否適當(dāng)?shù)诰耪伦儔浩鞯墓?jié)電技術(shù)變壓器負(fù)荷可能隨著工廠生產(chǎn)的發(fā)展而增大，是否需要增容，需視具體情況作技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。通?？筛鶕?jù)變壓器的日負(fù)荷曲線，核算其是否在允許的運行范圍，運行是否經(jīng)濟(jì)，然后決定是否需要增容。第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)GB/T13462-2008《電力變壓器經(jīng)濟(jì)運行》對于變壓器的經(jīng)濟(jì)運行方式、經(jīng)濟(jì)運行管理及經(jīng)濟(jì)運行的判別與評價作了明確的規(guī)范，用能單位可根據(jù)本單位實際情況參照執(zhí)行。第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)第五節(jié)變壓器的節(jié)能改造變壓器是輸變電系統(tǒng)中的主要設(shè)備之一，盡管它的效率很高，但由于它的總?cè)萘看蠹由显谳斉潆娤到y(tǒng)中變換的級次比較多，它的損耗就可以占去線路總耗的17%。而中小型配電變壓器雖然單臺的容量小，但數(shù)量多。第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)我國要求在短期內(nèi)推廣使用低耗變壓器，因此改造高耗變壓器就成了節(jié)能挖潛、提高經(jīng)濟(jì)效益的有效途徑。一、變壓器改造的技術(shù)要求進(jìn)行節(jié)能改造后必須達(dá)到如下技術(shù)指標(biāo)：第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)⑴變壓器的空載損耗比改制前降低45%～55%，達(dá)到低損耗變壓器數(shù)據(jù)；⑵空載電流比改制前降低70%左右；⑶空載短路損耗符合國標(biāo)或有關(guān)規(guī)定；第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)⑷阻抗壓降控制在3.6%～5.5%(3～1OkV，30～1600kVA)、6%～7.7%(35kV，50～1600kVA)。二、變壓器改造方法對變壓器的節(jié)能改造有四種方法：降容、保容、增容以及調(diào)容。第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)⑴繞組改制法：改高、低壓繞組降容法，改高、低壓繞組調(diào)容法，改高、低壓繞組降、調(diào)容法，改高、低壓繞組保容法，改高、低壓繞組質(zhì)量法，改高、低壓繞組增容法。第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)⑵鐵心改制法：調(diào)換全部鐵心法，調(diào)換部分鐵心法，調(diào)換部分柱芯法，調(diào)換全部軛鐵法，調(diào)換部分軛鐵法，增減芯柱級數(shù)法，增減芯柱直徑法，單片重疊鐵心法，鐵心硅鋼片重疊法，鐵心硅鋼片重新絕緣法。第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)⑶繞組、鐵心全改法：全改繞組、鐵心增容法，全改繞組、鐵心保容法，全改繞組、鐵心降容法。第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)改造高耗能變壓器有關(guān)注意事項⑴高、低壓線圈改制技術(shù)要求。⑵層間絕緣及絕緣結(jié)構(gòu)要求。⑶鐵心改制要求。第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)第六節(jié)節(jié)能變壓器的應(yīng)用一、節(jié)能變壓器的定義：1、三相高壓為10kV、低壓為400V，額定容量30kVA～1600kVA油浸式和額定容量30kVA～2500kVA干式配電變壓器。第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)2、其空載損耗和負(fù)載損耗應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB20052—2006《三相配電變壓器能效限定值及節(jié)能評價值》中節(jié)能評價值的規(guī)定。二、節(jié)能型變壓器的種類第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)鐵心結(jié)構(gòu)繞組材料冷卻方式油浸式變壓器干式變壓器疊鐵心變壓器卷鐵心變壓器非晶合金變壓器線繞式變壓器箔繞式變壓器第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)三、我國節(jié)能變壓器的發(fā)展1964年：頒布首個變壓器技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)GB500-64《電力變壓器》。（“64”標(biāo)準(zhǔn)）64標(biāo)準(zhǔn)：SJ、SJ1、SJ2、SJ3、SJ4、SJL（損耗高、效率低、性能差）第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)1973年：GB1300-73《三相油浸電力變壓器技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求》（“73”標(biāo)準(zhǔn)）73標(biāo)準(zhǔn)：S、S1、S2、S5、SL、SL1（空載損耗較“64”標(biāo)準(zhǔn)下降20%）第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)1986年：《三相油浸電力變壓器技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求》（“86”標(biāo)準(zhǔn)）86標(biāo)準(zhǔn)：SL7、S7、S8（損耗值降低了33%）第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)1996年：《三相油浸電力變壓器技術(shù)參數(shù)和要求》96：S9系列（空載損耗降低7%,負(fù)載損耗降低21%）2006年：GB20052-2006《配電變壓器的能效限定值及節(jié)能評價值》第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)2006標(biāo)準(zhǔn)：S11系列、SC10系列（S11比S9空載損耗下降30%~40%，空載電流降低70%~80%，噪音降低7~10dB）2010年：GB24790-2009《電力變壓器能效限定值及能效等級》適用于額定頻率為50Hz、電壓等級為35kV~220kV、額定容量為3150kVA及以上的三相油浸式電力變壓器。第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)四、型號標(biāo)注符號的含義S——三相；M——全密封（油浸式變壓器）；R——卷鐵心；H——非晶合金鐵心；B——箔式低壓繞組；第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)C——固體成型（環(huán)氧澆注）；9、10、11、13、15——性能水平代號（損耗水平代號）。第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)S11-M·R-1000/10變壓器額定容量(KVA) 全密封損耗水平代號11系列相數(shù)S:三相D:單相高壓繞組的額定電壓(KV)卷鐵心第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)五、非晶合金變壓器非晶合金：將熔化的金屬快速冷卻，原子排列組合上具有短程有序、長程無序特點軟磁性能、耐腐蝕性、耐磨性、高硬度、高強(qiáng)度、高電阻率。第九章變壓器的節(jié)電技術(shù)非晶合金變壓器的特點：與硅鋼片作鐵芯的變壓器