降低配變損耗的方法

郭小保

(云南電網(wǎng)公司曲靖供電局，云南 曲靖 655000)

1 前言

10kV及以下配電網(wǎng)的損失電量，占到了地區(qū)損失電量的60% ～70%，所以，降低10kV及以下配電網(wǎng)的線損，意義重大。

在10kV及以下配電網(wǎng)中，理論線損一般包括:10kV線路損耗、配變損耗、低壓線損。對(duì)于10kV線路及低壓線路線損，人們通常采取縮短供電半徑、加大導(dǎo)線截面降損，大多數(shù)情況下效果顯著。

但對(duì)于配電變壓器，大多僅注意到選取低損耗的變壓器來(lái)降低損耗，而對(duì)于因容量選擇不合理而造成不必要的損耗，常常沒(méi)有引起足夠重視!通常設(shè)計(jì)選擇變壓器是按最大負(fù)荷來(lái)選擇的，這對(duì)于形狀系數(shù)大的負(fù)荷 (尖峰負(fù)荷)會(huì)選擇出偏大的容量。過(guò)大的配變?nèi)萘浚論p比重較大;過(guò)小的容量又因長(zhǎng)時(shí)間過(guò)載造成很大的銅耗，也不經(jīng)濟(jì)。

以下根據(jù)經(jīng)濟(jì)負(fù)荷率來(lái)選擇配變?nèi)萘浚梢杂行У亟档团渥兙C合損耗。

2 經(jīng)濟(jì)負(fù)荷率原理

2.1 變壓器負(fù)荷率

在規(guī)定的統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)的負(fù)荷均方根值與變壓器容量的百分比［1］。

式中:

β—變壓器負(fù)荷率

Sjf—負(fù)荷的視在功率均方根值 (kVA)Se—配電變壓器容量 (kVA)

n—統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)的采樣次數(shù)

Ssi—負(fù)荷的實(shí)測(cè)視在功率 (kVA)

2.2 經(jīng)濟(jì)負(fù)荷率

變壓器綜合損耗最小、效率最高時(shí)的負(fù)荷率。配電變壓器的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷率一般為60%～70%。

式中:

βm—變壓器經(jīng)濟(jì)負(fù)荷率

P0—變壓器空載有功損耗 (kW)

K—變壓器無(wú)功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量，配變一般取0.08～0.13(kW/kvar)

I0%—變壓器空載電流百分?jǐn)?shù)

Se—變壓器額定容量 (kVA)

T—變壓器年運(yùn)行小時(shí)數(shù) (h)

Pd—變壓器負(fù)載有功損耗 (kW)

Ud%—變壓器短路電壓百分?jǐn)?shù)

τ—變壓器正常負(fù)荷下的工作小時(shí)數(shù) (h)

表1 無(wú)功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量K值

2.3 按經(jīng)濟(jì)負(fù)荷率選擇配電變壓的容量

由式 (1)和式 (2)可得，按經(jīng)濟(jì)負(fù)荷率選擇變壓器容量的公式為:

式中:

Psi—負(fù)荷的實(shí)測(cè)有功功率 (kVA)

COSφ—負(fù)荷的實(shí)測(cè)功率因數(shù)

其余符號(hào)同上。

3 實(shí)際應(yīng)用及分析

有一500戶居民小區(qū)，根據(jù)平時(shí)常用的最大負(fù)荷選擇方法:每戶按2kW考慮，同時(shí)率取0.4，則配電變壓器容量為:500戶×2kW/戶×0.4=400kW，Smax=400/cosφ =400/0.95=421kVA，取最接近的容量400kVA。

運(yùn)行一段時(shí)間后，實(shí)測(cè)負(fù)荷曲線如圖1所示:

圖1 典型日負(fù)荷曲線

根據(jù)實(shí)測(cè)負(fù)荷功率，結(jié)合式 (1)得配變的負(fù)荷率:

由上可知，配變的負(fù)荷率偏低、配變的綜合損耗較高。

當(dāng)配電變壓器按經(jīng)濟(jì)負(fù)荷率60%選取時(shí)，根據(jù)式 (3)可得配變?nèi)萘繛?

選取最接近的容量250kVA。由此可見(jiàn)，按最大負(fù)荷選取的配變?nèi)萘?00kVA比250kVA大了150kVA。

這說(shuō)明，我們平時(shí)按最大負(fù)荷選取配變?nèi)萘浚@種選擇方式對(duì)于形狀系數(shù)大的負(fù)荷 (尖峰負(fù)荷)必然是產(chǎn)生配變?nèi)萘窟x擇得過(guò)大，從而導(dǎo)致負(fù)荷率低、綜合損耗偏高的不良后果!

4 可靠性校驗(yàn)

實(shí)測(cè)負(fù)荷最大的功率為308.8kW，意味著按經(jīng)濟(jì)負(fù)荷率選取的250kVA配變?nèi)萘看嬖谶^(guò)載現(xiàn)象，為了配電變壓器運(yùn)行的可靠性，必須對(duì)其進(jìn)行可靠性校驗(yàn)。

配變最大過(guò)負(fù)荷倍數(shù) (308.8/0.95)/250=130%。

日負(fù)荷曲線填充系數(shù)α［2］:

式中:

Ipj——負(fù)荷電流的平均值 (A)

Imax——最大負(fù)荷電流 (A)

∑Ih——實(shí)際運(yùn)行負(fù)荷曲線的安培小時(shí)數(shù)或負(fù)荷曲線所包圍的面積 (A·h)

根據(jù)式 (6)可得:

由式 (7)可見(jiàn)，α=0.43(取接近一欄的0.5值)、最大負(fù)荷晝夜持續(xù)2h，則可以過(guò)負(fù)荷28%。而實(shí)際中過(guò)載運(yùn)行的總時(shí)間為2h(大部分過(guò)載遠(yuǎn)未達(dá)到28%)、未超過(guò)2h，因此所選配變?nèi)萘渴前踩模诖素?fù)荷曲線下長(zhǎng)期運(yùn)行，不會(huì)對(duì)變壓器絕緣、壽命產(chǎn)生實(shí)質(zhì)影響。

5 結(jié)論

以上提出的利用變壓器經(jīng)濟(jì)負(fù)荷率原理來(lái)選擇配電變壓器的容量，特別是對(duì)于形狀系數(shù)大的負(fù)荷 (尖峰負(fù)荷)，可以有效地降低變壓器的綜合損耗，符合國(guó)家的“節(jié)能降耗”政策。

［1］方大千.變壓器速查速算手冊(cè) ［R］.中國(guó)水利水電出版社.2004.03.

［2］方大千.節(jié)約用電實(shí)用技術(shù) ［M］.人民郵電出版社.2008.01.