配电变压器的节电潜力与经济效益的研究

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1、配电变压器的节电潜力与经济效益的研究【摘要】论文主要从各种变压器的选型、节电能力和由此产生的经济效益两个角度研究，分别比较四代变压器的技术与经济的指标，得出虽然高效能的变压器有较高的价格可是却能在较短的时间内收回投资，所以推荐在工程中宜选择在经济负载系数附近的型变压器。　　　　1前言　　随着国民经济的蓬勃发展，电X的用电量大幅增涨，与此同时损失的电量也更大了。电X经济运行日益受到重视。降低线路损耗，提高电能传输效率是电力公司面临的实际问题，也是电力系统研究的主要问题。2010年，中国线损率是8.7%，而德国是4.6%[1]。这是因为我国运行中变压器拥有量

2、中，不仅有大量20世纪80年代的老旧变压器，还有些有60年代的低效率、高耗能的老旧变压器。这种局面主要是因为落后的变压器管理观念造成的，本文从变压器选型和经济指标两个方面分析新型变压器的优越性，为工程师在替换或者选择变压器时作为参考，也为创建节约型社会做贡献。　　2变压器效率计算　　变压器时一种按电磁感应原理工作的电气设备，在传输功率过程中，其自身要产生有功功率损耗、无功功率损耗和综合损耗[2]。两者计算公式分别表达为：　　（1）　　（2）　　公式中—负载系数。　　（3）　　—空载损耗；　　—负载损耗　　由公式（1），（2）可以得出变压器的有功损耗和损耗

3、率是负载系数的函数，变压器的效率公式表达如下式（4）　　（4）　　求公式（4）对的一阶导数，并令其等于0，得是取得极值，又因为在二阶导数小于0。故公式（4）在取得极大值。　　3变压器容量的选取　　考虑到负载的实际运行情况下的的计算　　负载是变化的，当考虑到实际的负荷的运行情况时，必须对公式（4）进行修正。　　（5）　　式中—最大年负载使用小时数　　—全年最大负载使用小时数　　—全年使用时间　　对公式（5）求极值，得到全年的经济负载系数为　　（6）　　由公式（6）可见，全年的经济负载系数和最大负荷利用小时数密切相关，且随着最大负载使用小时数的增加，经济负载

4、系数将减小。这即说明最大负载利用小时数高的负荷宜选择容量大的变压器。　　3.1变压器节电效能分析　　变压器减少的有功损耗的同时也会降低系统的有功功率损耗，我们用有功经济当量表示。同理，由减少无功损耗引起的系统损耗降低表示。　　（1-6）　　由此可见，对开展变压器经济运行节电效果的计算，如果考虑有功当量，其节电效果要大一些。　　3.2经济分析　　虽然选择新型变压器造成前期投资加大，但是可以从其节约的电费中逐步收回。本节将从经济效益方面的投资回收期角度分析的价值。　　选择新型变压器节约电容投资计算公式：　　(1-7)　　同时也会增加投资，包含两者的表达式如公

5、式（1-8）所示：　　（1-8）　　选取新型变压器有如下的经济效益，现罗列分析有　　新型变压器每年节约的综合电能的电费：　　（1-9）　　新型变压器的投资回收期的计算公式：　　（1-10）　　理论计算变压器经济运行分析。　　4算例　　已经知道64型、73型和S9型变压器名牌参数和价格如下表所示，计算选用新型变压器的经济负载系数、投资回收期和投资收益率[3]。　　表格1各型号1000kVA变压器技术参数　　P0/kWPk/kWI0/%U0/%Z/元　　644.5014.005.004.5061000　　733.2512.705.004.5071000　　S

6、91.7010.300.704.5097800　　表格2各型号1000kVA变压器损耗表　　Q0/kWQk/kWP0Z/kWPkZ/kW　　　　6450.0045.0010.4021.300.567　　7350.0045.008.9020.920.506　　S97.0045.002.7416.860.406　　表2中变压器的空载励磁功率、额定负载漏磁功率、空载综合功率损耗、额定负载综合功率损耗均是依据公式（1-6），有功当量=0.2，=0.1时的计算值。　　S9型变压器与64和73型相比较的节电效果计算。　　表格1新型变压器更新的节电效果　　/kW　　/

7、kvar　　/kW　　/kW.h　　　　646.5043.0012.1056940　　734.9543.0010.2243362　　新变压器节约有功功率、无功功率、综合功率和综合电能。节能按满负荷计算，一年运行8760个小时。　　S9型变压器与64和73型相比较的经济效益计算。其中节约无功相当于节约电容投资，每kvar电容器价格取150元。电价取0.6元每kW