变压器经济运行区的确定方法
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电力变压器是应用极为广泛的电气设备,从发电、供电直到用电,一般需经过约5次变压过程,每次变压都要产生电能损耗。由于变压器台数多,总容量大,所以在电力系统中,变压器的总损耗约占总发电量的8。因此,对电力变压器经济运行区的研究具有重要意义。
变压器综合功率中的空载损耗为&DeltaPoz,综合功率中的额定负载损耗&DeltaPdz,变压器综合功率损耗为&DeltaPz=&DeltaPoz &beta2&DeltaPdz,其中&beta为变压器负载率。因变压器实际负载总是在一定范围内变动,不能用某一个量值来评价其运行工况优劣,需要用运行区来评价,现分析如下:
1 单台变压器经济运行区的确定
单台变压器综合功率损耗率&DeltaPz,如式(1)所示:
&DeltaPz=&DeltaPoz &beta2&DeltaPdz÷&betaSecos&phi2 &DeltaPoz &beta2&DeltaPdz (1)
根据上式可得变压器综合功率损耗率的特性曲线,如图1所示。
由图可见,负载系数&beta在0&le&beta&le&betaz范围内,&DeltaPz为递减函数,在&betaz&le&beta&le1范围内,&DeltaPz是递增函数,但其曲率比递减时小得多(变化比较平稳)。
变压器长期满载运行应视为安全合理的,因此,变压器经济运行区的确定原则应为:变压器在额定负载条件下运行作为经济运行区的上限值,故得出&betaj1=1的数值。经济运行区的下限对应的损耗率如图1所示,要与额定损耗率相等。而变压器在额定负载时(&beta=100),损耗率&DeltaPe的计算式为:&DeltaPe=&DeltaPoz &DeltaPdz÷Secos&phie &DeltaPoz &DeltaPdz (2)
式中cos&phie变压器额定负载时的功率因数
当变压器负载率为&betaj2时,其综合功率损耗率&DeltaPj2的计算式为:
&DeltaPj2=&DeltaPoz &betaj22&DeltaPdz÷&betaj2Secos&phi2 &DeltaPoz &betaj22&DeltaPdz (3)
因为&DeltaPj2=&DeltaPe,所以可得下列关系式:
&DeltaPoz &DeltaPdz÷Secos&phie &DeltaPoz &DeltaPdz=&DeltaPoz &betaj22&DeltaPdz&betaj2Secos&phi2 &DeltaPoz &betaj22&DeltaPdz (4)
在上式中Secos&phie》&DeltaPoz &DeltaPdz,&betaj2Secos&phi2》&DeltaPoz &beta2j2&DeltaPdz,故分母中的&DeltaPoz &DeltaPdz和&DeltaPoz &beta2j2&DeltaPdz可以略去不计,又因Secos&phie&asympSecos&phi2,所以式(4)可简化为:&DeltaPoz &DeltaPdz=&DeltaPoz &betaj22&DeltaPdz÷&betaj2
由上式可解得:
&betaj2=&DeltaPoz÷&DeltaPdz=&betaz2 (5)
结论:经济运行区的上限&betaj1=1;经济运行区的下限&betaj2=&betaz2。
2 单台变压器经济运行区优选运行段的确定
变压器经济运行区包括了变压器额定负载在内的较大负载范围,在这个范围的边缘(如接近&betaj1,&betaj2的负载系数),其损耗率与最低损耗率相比仍较高,有必要在经济运行区内确定优选运行段。
确定优先运行段的目的,是为了保证在此负载范围内,变压器的综合功率损耗率比最低综合功率损耗率增加会小于10,从而实现高效降损的目标。
经过论证分析,根据国标《GB/T13462-92工矿企业电力变压器经济运行导则》,对变压器最佳经济运行区的上限负载率定为&betaz1=0.75。
根据变压器综合功率损耗率特性曲线,可以找到与&betaz1=0.75时的对应点
&betaz2,&betaz2即为最佳经济运行区的下限值,如图2所示。
由图2可知,变压器分别在&betaz1与&betaz2运行时,其综合功率损耗率是相等的,所以可得如下关系式:
&DeltaPoz (0.75)2&DeltaPdz÷0.75Secos&phi2 &DeltaPoz (0.75)2&DeltaPdz=&DeltaPoz &betaz22&DeltaPdz&betaz2Secos&phi2 &DeltaPoz &betaz22&DeltaPdz
经化简后可解得:
&betaz2=2&DeltaPoz÷1.5&DeltaPdz=1.333&betaz2 (6)
结论:最佳经济运行区的上限&betaz1=0.75;最佳经济运行区的下限&betaz2=1.333&betaz2。
综上所述,以变压器的实际综合功率负载系数&beta为据,可将变压器运行区域分为三类:
①最佳经济运行区:1.333&betaz2=&betaz2&le&beta&le&betaz1=0.75;
②经济运行区:&betaz1=0.75<&beta&le&betaj1=1及&beta2z=&betaj2&le&beta&le&betaz2=1.333&betaz2;
③非经济运行区:0&le&beta&le&betaz2。
(收稿日期:2000815)
浅析无载分接开关的故障、检测与调试
杨体四川省安岳供电局(642350)
电力变压器的无励磁分接开关亦称无载调压开关,它只能在变压器停止运行,没有激磁的情况下用来改变变压器绕组的有效匝数,从而达到改变变比和变压器输出电压的目的。因此,分接开关的触点设计容量较小,也不需要采取灭弧措施,且开关操作也只限于手动就地操作。但是由于变压器缺油,开关质量差、维护不同、使用不慎、调档不到位等情况发生,将会使整台变压器烧坏。在我们所检修的电力变压器中。因无载分接开关故障导致电力变压器损坏的约占25。
1 故障原因
(1) 变压器渗油(导电杆螺帽不紧、箱盖,油标密封垫,放油阀,焊缝等处)使无载分接开关裸露在空气中,使之逐渐受潮。因为电力变压器的油指示处在油枕中部,变压器在运行中产生的碳化物受热后又产生油焦等物质将油标呼吸孔堵死造成假油面,少量的变压器油留在油标内,使人误认为油面偏低而没重视加油,时间一长,裸露的分接开关绝缘受潮后性能下降,导致放电短路,损坏变压器。
(2) 无载分接开关的制造质量差,结构不合理、压力不够、接触不可靠,外部字轮位置与内部实际位置不完全一致,引起星形动触头位置不完全接触,错位的动、静触头使两抽头间的绝缘距离变小,并在两触头之间的电势作用下发生短路或对地短路放电,短路电流很快就把抽头线圈匝绕坏,甚至导致整个绕组损坏。