变压器运行的经济性,是合理选择变压器容量时要考虑的重要因素之一。分析表明,当变压器的负载损耗Pk等于空载损耗Po时,变压器的功率损耗小,运行效率高。对于1000kVA以下的变压器,制造厂设计时一般按负载系数在40%~60%范围内处于经济运行区,即半载状态时运行经济,处于额定容量的30%以下的轻载或空载状态时经济性极差。而根据农用配电变压器的突出特点,负载率比较低,所以在条件许可的情况下,可采用调容量变压器,尽可能使变压器处在经济运行区,是降低变压器损耗的一种方法。
2 选用节能型变压器
根据国家经贸委电力[2002]112号文通知,S11型卷铁心变压器具有绕制工艺简单、重量轻、体积小、空载损耗比S9降低25%~30%、维护方便、运行费用节省,节能效果明显等优点,比较适合我国农村电网的负荷特性和技术要求,农村电网建设和改造工程中应积极推广使用这一产品。S9系列10kV的电力变压器是我国目前生产的低损耗产品,其损耗值与S7系列对比,空载损耗可降低10%,负载损耗可降低10%,节能效果较为显著,是目前农网改造的通用产品。而非晶合金铁心变压器是当前损耗少的节能变压器,空载损耗可比同容量的S9变压器平均下降75%,比S7变压器降低78%,但价格高于S9系列变压器,但两种变压器的价差,可在5~7年内由所降低损耗少付的电费来抵偿,所以有条件的地方应优先考虑。
3 适当控制电网运行电压,减少配电变压器空载损耗
配电变压器总损耗为:
由上式可以看出,配电变压器固定损耗与配电网运行电压的平方成正比。由于配电变压器铁损(空载损耗)占总损失的80%,因而在保证末端用户的电压偏移在允许范围内,在农用电低峰要适当降低农网运行电压,在农用高峰期要适当提高农网运行电压。
4 及时调整变压器三相平衡度
根据规程规定,一般要求配电变压器出口处的电流不平衡度不大于10%,干线及分支线首端的不平衡度不大于20%,中性线的电流不超过额定电流的25%,这是因为在配电系统中,有的相电流较小,有的相电流接近甚至超过额定电流,这种情况下,不仅影响变压器的*经济运行,影响供电质量,而且会成倍增加线损。若一条公用配电线路等值电阻为R,通过大电流为IA=IB=IC=I,则在三相电流平衡时的有功功率损失ΔP=3I2R。在三相电流不平衡时,有负序和零序电流分量,以平衡时的正序电流即I=IA=I1为标准,这时的有功功率损失为:
ε2=I2/I1,ε0=I0/I1,负序和零序电流的不平衡系数。从式中可见,三相电流不平衡程度越大,有功功率损失也越多,所以必须定期地进行三相负荷测定和调整工作,使变压器三相电流力求平衡,尽可能降低线损。
5 应用配电变压器空载自动断路器
应用配电变压器空载自动断路器,对长期处于空载的农用配电变压器及时停止运行,降低线损也比较明显,例如一台10kV,50kVA的配电变压器的空载损耗为170W,停运一个月可降低的电量损耗为122.4kW·h。
6 结论
综上所述,根据农用配电变压器的运行特点,通过择优变压器经济运行方式;选用节能型变压器;推广应用单相柱上变压器;适当控制运行电压等节能技术,可以较大幅度降低农网的电能损耗。
A、电压比:
变压器两组线圈圈数分别为N1和N2,N1为初级,N2为次级、在初级线圈上加一交流电压,在次级线圈两端就会产生感应电动势、当N2>N1时,其感应电动势要比初级所加的电压还要高,这种变压器称为升压变压器:当N2
式中n称为电压比(圈数比)、当n<1时,则n1>N2,V1>V2,该变压器为降压变压器、反之则为升压变压器、
B、变压器的效率:
在额定功率时,变压器的输出功率和输入功率的比值,叫做变压器的效率,即
η=x100%
式中η为变压器的效率;P1为输入功率,P2为输出功率、
当变压器的输出功率P2等于输入功率P1时,效率η等于100%,变压器将不产生任何损耗、但实际上这种变压器是没有的、变压器传输电能时总要产生损耗,这种损耗主要有铜损和铁损、
铜损是指变压器线圈电阻所引起的损耗、当电流通过线圈电阻发热时,一部分电能就转变为热能而损耗、由于线圈一般都由带绝缘的铜线缠绕而成,因此称为铜损、
变压器的铁损包括两个方面、一是磁滞损耗,当交流电流通过变压器时,通过变压器硅钢片的磁力线其方向和大小随之变化,使得硅钢片内部分子相互摩擦,放出热能,从而损耗了一部分电能,这便是磁滞损耗、另一是涡流损耗,当变压器工作时、铁芯中有磁力线穿过,在与磁力线垂直的平面上就会产生感应电流,由于此电流自成闭合回路形成环流,且成旋涡状,故称为涡流、涡流的存在使铁芯发热,消耗能量,这种损耗称为涡流损耗、
变压器的效率与变压器的功率等级有密切关系,通常功率越大,损耗与输出功率就越小,效率也就越高、反之,功率越小,效率也就越低、
怎样判别电源变压器参数
电源变压器标称功率、电压、电流等参数的标记,日久会脱落或消失。有的市售变压器根本不标注任何参数。这给使用带来极大不便。下面介绍无标记电源变压器参数的判别方法。此方法对选购电源变压器也有参考价值。
一、识别电源变压器
1、从外形识别常用电源变压器的铁芯有E形和C形两种。E形铁芯变压器呈壳式结构(铁芯包裹线圈),采用D41、D42优质硅钢片作铁芯,应用广泛。C形铁芯变压器用冷轧硅钢带作铁芯,磁漏小,体积小,呈芯式结构(线圈包裹铁芯)。
2、从绕组引出端子数识别电源变压器常见的有两个绕组,即一个初级和一个次级绕组,因此有四个引出端。有的电源变压器为防止交流声及其他干扰,初、次级绕组间往往加一屏蔽层,其屏蔽层是接地端。因此,电源变压器接线端子至少是4个。
3、从硅钢片的叠片方式识别E形电源变压器的硅钢片是交*插入的,E片和I片间不留空气隙,整个铁芯严丝合缝。音频输入、输出变压器的E片和I片之间留有一定的空气隙,这是区别电源和音频变压器的较为直观方法。至于C形变压器,一般都是电源变压器。
二、功率的估算
电源变压器传输功率的大小,取决于铁芯的材料和横截面积。所谓横截面积,不论是E形壳式结构,或是E形芯式结构(包括C形结构),均是指绕组所包裹的那段芯柱的横断面(矩形)面积。在测得铁芯截面积S之后,即可按P=S2/1、5估算出变压器的功率P。式中S的单位是cm2。
例如:测得某电源变压器的铁芯截面积S=7cm2,估算其功率,得P=S2/1、5=72/1、5=33W剔除各种误差外,实际标称功率是30W。
三、各绕组电压的测量
要使一个没有标记的电源变压器利用起来,找出初级的绕组,并区分次级绕组的输出电压是最基本的任务。现以一实例说明判断方法。
例:已知一电源变压器,共10个接线端子。试判断各绕组电压。
第一步:分清绕组的组数,画出。
用R×1挡测量,凡相通的端子即为一个绕组。现测得:两两相通的有3组,三个相通的有1组,还有一个端子与其他任何端子都不通。照上述测量结果,画出电路图,并编号。
从测量可知,该变压器有4个绕组,其中标号⑤、⑥、⑦的是一带抽头的绕组,⑩号端子与任一绕组均不相通,是屏蔽层引出端子。
第二步:确定初级绕组。
对于降压式电源变压器,初级绕组的线径较细,匝数也比次级绕组多。因此,像图4这样的降压变压器,其电阻最大的是初级绕组。
第三步:确定所有次级绕组的电压。
在初级绕组上通过调压器接入交流电,缓缓升压直至220V。依次测量各绕组的空载电压,标注在各输出端。如果变压器在空载状态下较长时间不发热,说明变压器性能基本完好,也进一步验证了判定的初级绕组是正确的。
四、各次级绕组最大电流的确定
变压器次级绕组输出电流取决于该绕组漆包线的直径D。漆包线的直径可从引线端子处直接测得。测出直径后,依据公式I=2D2,可求出该绕组的最大输出电流。式中D的单位是mm。
通过测试变压器的绝缘电阻,可大致了解绝缘老化程度。绝缘电阻的测量,包括测量一次、二次绕组对地的绝缘电阻和一次与二次绕组之间的绝缘电阻。测试方法如下:
(1)测量额定电压为1kV以上的绕组用2500V,1kV以下者用1000V或2500V兆欧表。
(2)测量前,先将变压器套管清洁干净,以免引起泄漏电流,影响测量结果的准确性。(3)测量时非被测绕组应接地。先将变压器的外壳和高压绕组接地,测量低压绕组;再将变压器的外壳和低压绕组接地,测量高压绕组。
(4)测量时如用手摇式兆欧表,应以120r/min速度转动手柄,使指针逐渐上升,直至指针指示稳定后再记录读数。
(5)绝缘电阻应以变压器绕组浸于油中时所得的数值为准(指油浸式变压器),变压器注油后应静放5—6h再进行测量。把测量结果与投入运行前的数值作比较,如果下降显着(低于70%),则应进行试验,做出全面分析。
(6)注意事项。
①测量应在良好天气条件下进行,且被测变压器及环境温度不宜低于5。据水电部科学研究院统计,环境温度低于5时测量结果往往不准确。
②测量时,环境湿度不宜大于75%,因为湿度对表面泄漏电流的影响较大,使绝缘电阻降低。
③每测完一次绝缘电阻后,要将电荷放尽(用导线短接接线端子);否则,第二次测量时,会有绝缘电阻增大的假象。