D：电力变压器型式和容量选择与经济运行.ppt

1、2006年3月(济南)，电力变压器现场应用技术，第一部分：区域供电负荷和变压器类型及容量的选择，第二部分：电力变压器运行中的一些异常温度现象及现场处理，第三部分：变压器其它常见故障的现场分析及处理，第一部分：区域供电负荷和变压器类型及容量的选择，1。前言2。变压器容量选择原则。变压器经济运行的条件和要求。不同情况下变压器类型及容量选择的分析。经验和注意事项。前言：电力变压器作为变电站的核心设备，也是变电站中价值最高的设备，承担着电压和电流的转换功能，在电力的输送、分配和使用过程中起着关键的作用。联系电网，连接用户，分配电能；其安全、可靠、经济的运行非常重要。在现场工程实践中，人们经常关心两大问

2、题。首先，经济与容量和类型的选择、内部技术指标、经济运行等密切相关。其次，安全可靠性与变压器的状态、维护质量、反事故技术措施的实施、事故的预防和处理密切相关。这两者密切相关，即所谓的经济；也就是说，为了满足社会用电和供电安全可靠的要求，在变电站新建、扩建和变压器增容的具体工作中，首要考虑的是根据变电站的供电负荷选择变压器的容量。过多的容量选择增加了变压器本身及相关设备的购买、安装、运行和维护的投资，造成资金浪费；容量选择过小，不能满足供电需求，造成变压器过载运行，造成设备损坏，影响变电站外部供电的安全可靠；正确选择变压器容量不仅可以节省一次性建设投资，而且有利于变压器的安全经济运行，降低运行维

3、护成本；这一次，重点是变压器容量和型号选择应遵循的原则，以及经济运行的条件和要求。从经济、技术和安全等方面对不同方案进行了比较，分析了变压器选型和容量选择时应考虑的因素，并对供电负荷和变压器容量的确定进行了综合效益分析。第一个问题：经济问题，所谓安全：因为变压器会受到系统影响、环境因素、设备问题、维护不当、不可抗拒的自然灾害、外力破坏等的影响。在长期运行中；如自热引起的绝缘老化、附件质量差、运行电压高、过载等使变压器运行恶化的情况都会导致事故或隐患；变压器故障可根据不同的性质进行分类：有明显故障和隐性故障、电气故障和热故障、绝缘故障和导体故障、电路故障、磁路故障、油路故障、本体故障和附件故障等

4、。由于故障的原因多种多样，很难在某一个范畴内进行规范，其故障类型也是有明确划分的，有的甚至是交叉的；然而，变压器故障的发生往往伴随着某些规律性的特征。从过热等方面介绍了变压器常见故障的分析和处理方法。第二个大家关心的问题，第一部分：区域供电负荷和变压器类型及容量的选择第一章：变压器容量选择的原则变电站的变压器容量和数量是影响电网结构、供电安全、可靠性和经济性的重要因素，决定着变电站建设的投资和规模。容量选择的前提取决于地区负荷的现状和增长率。周围上层电网或电厂提供负荷的能力。与其相连的配电设备的技术和性能指标。负载本身的性质和对电源可靠性的要求。单位容量成本的变压器数量、系统短路容量以及运输和

5、安装条件的选择主要取决于：地区负荷、地区负荷一般根据常规经验(单位的习惯)和个人观点；结合相关法规和制度，一般应考虑以下八个因素：1 .变压器的额定容量应满足供电区域电力负荷的需要：新建变电站的变压器容量除满足当前负荷外，还应满足510年规划负荷的需要，以防止不必要的扩容和增容。2.满足正常维护要求：对于供电区域内有重要用户的变电站，应考虑一台变压器处于故障或停电维护状态，其他变压器在考虑过载能力后，应保证用户一次和二次负荷在允许时间内。对于一般负荷的变电站，如果任何变压器关闭，应确保所有负荷的70-80%电源不受影响。3.类型和容量尽可能统一，满足并联运行条件：虽然大容量变压器单位容量成本较

6、低，但在高负荷密度供电区域建设大容量变电站可以节省投资，容量越大效果越明显；但是，为了保证电源的灵活运行方式，应考虑多个变压器，单个变压器的容量不应过大或过小。有必要保留负荷发展和扩大的可能性，以实现变电站总容量由低到高，变压器数量由小到大。4.考虑到维护和运行的便利性：为了保证变电站灵活可靠的运行方式，减少和方便备用容量的储备，便于与连接的配电装置的配合，便于维护和检修，实现变电站的整体标准化和统一，变压器容量的种类应尽量减少，一般不超过两种。在此，建议城市供电的一个变电站统一变压器容量等级，不同的变电站应尽可能统一。5.综合投资回收考虑：在一定容量范围内，容量增加，损耗减少，但节省的电费可

7、能难以弥补投资成本的增加，开关等配套设备的开关容量要求较高。因此，在选择变压器容量时应考虑变压器及其配套设备的一次性投资，并执行国家降损节能政策。如有必要，应计算经济运行方式。6.突出供电企业的特点：由于供电企业要求城市供电满足N1可靠性标准，变压器容量的选择不仅要满足上述条件，还要考虑事故和检修条件下供电造成的经济损失和社会影响，并满足变压器切断后，部分负荷应转移到周围变电站而不影响所有用户正常用电需求的要求。7.考虑周围变电站的负荷：对于供电企业的变电站密集区域，由于变电站之间有接触供电线路，变电站之间可以相互处理供电，变压器的容量选择可以适当降低。在正常情况下，电力供应在不同的地区。当不

8、能满足电源输出时，部分负荷可由周围变电站通过接触线带来。8.考虑并网发电机组：对于低压侧有并网发电机组的变电站，变压器容量也可适当降低，但容量选择应考虑如下：(1)满足发电机组的额定容量，当区域负荷最小时，可通过变压器正常输出到电力系统，防止发电机组出力；(2)变压器和发电机组的额定容量之和大于该区域的最大负荷；(3)当发电机组停机时，变压器应能保证所有负荷7080%的供电不受影响，并保证一、二次负荷的正常用电。第2章：变压器1经济运行的条件和要求。经济运行理念：在保证变压器安全运行的基础上供电负荷和变压器容量的确定关系到变压器的经济运行方式。变压器的经济运行与变电站变压器的数量、容量和性能参

9、数密切相关。它是在保证安全可靠供电的前提下进行的综合性经济技术活动，贯穿于从设计选型、运行维护到变压器退役的全过程。变电站的新建、扩建和变压器的扩建应考虑相关因素和条件。第二，电力变压器的损耗构成电力变压器是一种电气设备，它通过电磁感应在两个或多个相同频率的绕组之间转换和交换电压和电流。变压器的损耗分为空载损耗和负载损耗；空载损耗是指在变压器额定电压下，励磁电流导致铁芯中的磁通量周期性变化时产生的损耗。它只与变压器自身特性和工作电压有关，不随负载变化。通常，容量越大，空载损耗越大。负载损耗是指变压器在额定负载下运行时，额定电流流经一次绕组和二次绕组所造成的损耗，包括基本损耗和附加损耗。基本损耗

10、是由绕组DC电阻引起的损耗，它等于电流平方和DC电阻P=I2R的乘积。附加损耗包括由漏磁场引起的集肤效应引起的损耗，漏磁场增加了导线的有效电阻，以及多根导线并联时的内部循环损耗。负荷损耗不仅与电力变压器本身的特性有关，而且随着电力变压器负荷的变化而变化，与负荷率的平方成正比。可见，电力变压器的损耗不仅与其自身的损耗参数有关，还与变压器的容量和负荷率密切相关。电力变压器在实际应用中存在的问题目前，国内供电系统和工矿企业已经开始重视节能，并在电力变压器的经济运行方面做了大量的工作。1992年，国家技术监督局颁布了工矿企业电力变压器经济运行导则，规定了电力变压器经济运行方式的选择、计算和管理要求；但

11、是，在实际运行管理中，仍然存在不合理的运行条件，造成电能的浪费。特别是工矿企业，大多没有根据负荷情况对运行中的电力变压器进行系统分析和动态计算，只根据老系列高耗能变压器的传统概念来选择电力变压器的类型和容量；确定变压器的负荷率和运行方式。电力变压器的低效率运行主要表现在：(1)在变电站或用户配电室，一台变压器所能承受的任何负荷都不需要两台变压器运行；大容量变压器不用于小容量变压器能够承受的负载。以变压器负载率作为是否过轻的标准(大马拉小车)，误认为变压器负载率越高，变压器功率损耗越小，效率越高；甚至有些用户认为变压器是高效设备，因此没有发展经济运行的潜力，高性能参数的新型电力变压器也不活跃。经

12、济运行条件：为实现变压器的经济运行，变压器和变电站设备一般应满足以下九个条件，在变压器的设计和选择中应充分考虑。1.新变压器的最佳经济运行，负荷率越来越低，新变电站将分阶段建设。当考虑负载增加时，应结合最终规模确定变压器的容量。变压器的负荷率应接近最佳经济运行区域，一般低于75%为最佳。如果短期内不进行扩容，变压器在任何情况下都不能满负荷运行。2.多台变压器并联运行应满足并联运行条件，即接线组和相位关系为s短路阻抗相同，控制在10% (1)的允许偏差范围内；容积率在0.52之间；确保负载分布均匀，防止短路阻抗和容量小的变压器过载，防止大容量和短路阻抗的变压器欠载。3.注意变压器参数的选择：变压

13、器技术参数的选择应基于变压器的整体可靠性，考虑技术参数的先进性和合理性，考虑对系统安全的影响，充分考虑变压器本身固有的综合损耗。当负载损耗基本相同时，尽量选择空载损耗小的变压器，负载损耗满足国家标准三相油浸电力变压器的技术参数和要求。4.考虑变压器的工作温度当变压器在负载区域工作时，其绕组、线夹、导线、绝缘油和绝缘部件的温度不应过高。在变压器负荷指南规定的温度范围内，避免在高温下运行，并加速绝缘老化，这将缩短变压器的寿命并造成损坏事故。当变压器的平均工作温度升高68度时，变压器的使用寿命将缩短10年。尤其是室内变压器更应受到重视。一定有一定的差距。5.区别对待不同参数的变压器。在配有备用变压器

14、的变电站中，有必要选择综合功率损耗小的变压器投入运行，根据负荷变化规律合理选择最佳组合方式，通过调整负荷、提高负荷率和功率因数，使变压器工作在经济运行区的最佳区段；备用变压器应定期进行输电测试。6.负荷系数的选择单台变压器经济运行区的平均负荷系数：上限为1，下限为Pk/Po(其中Pk为变压器空载损耗，Po为额定负荷损耗)；平均负荷系数的上限：在经济运行区的最优运行区间为0.75，下限为1.33(Pk/Po)。最佳负载系数：(Pk/Po)是根值。7.充分利用变电站自动化设备。变压器的经济运行必须以安全可靠的供电为前提。备用变压器应配有可靠的自动投入装置，以保证备用变压器在相邻变压器发生故障(变压

15、器及配套设备发生故障)时能够自动投入运行，从而保证正常供电不中断。8.考虑站内断路器的开断能力和最大短路电流，安排变压器的并联运行方式，计算接触开关的额定开断能力，防止系统短路时，由于开关开断能力不足而损坏设备，影响故障点的自动隔离；当单独运行的母线联络开关的备用电源自动接通时，连接到母线侧其他电源的开关应自动断开。有必要考虑接地装置的横截面是否足以防止其他设备因地电位上升和强电力而烧毁。9.高参数低损耗变压器具有很大的更新和改造潜力。对于旧系列变压器的更换，需要比较分析损耗参数的效益，并结合可变损耗计算投资报告；目前的低损耗变压器更新了80年代以前的老产品，效果突出。投资一般在35年内收回，

16、符合国家有关降损节能的政策。第三章：不同情况下变压器类型及容量选择的分析。变电站的季节性负荷和变压器的容量选择一个农用变电站，有110千伏、35KV和10KV三个电压等级。正常负荷为11MW，负荷达到50MW农业灌溉期间；在变电站改造过程中，我们考虑到变压器在正常负荷下运行时间较长，每年持续约300天。变压器的容量不宜过大，同时满足农业灌溉高负荷的需要，容量不宜过小。因此，我们选择安装两台变压器，变压器型号为SFSZ731500/110，变压器的额定容量比为31500/31500；变电站有两条110千伏供电线路。正常运行方式为一条110千伏主电源线路，一台变压器运行，另一路单向备用电源自投。两

17、台变压器的损耗性能参数见表1:表1:某农业变电站变压器损耗参数对照表。根据GB/T13462工矿企业电力变压器经济运行导则，这里只考虑有功损耗，计算变压器容量选择的经济性。由于变压器三侧绕组的容量相等，两个变压器的阻抗和变比基本相同，为了简化计算方法，采用稳态工程计算公式。1#变压器各侧额定负荷损耗计算如下：高压侧PK1=(PK12 PK13_PK23)/2=84.9KW，中压侧PK2=62.8KW，低压侧PK3=58.85 KW；2号变压器各侧额定负荷损耗计算如下：PK1=85.49KW千瓦，PK2=60.14KW千瓦，PK3=57.91千瓦.两个变压器初级绕组的最佳负载系数分别为：1J=50.1%和2J=52.7%。在正常负载条件下，变压器实际运行的负载系数为11000千伏安/31500千伏安=0.35%。在农业灌溉中，实际运行中变压器的负载系数为=s/(sn1 sn2)=50000 kva/63000 kva=79%。通过比较，得出变压器在实际运行中的负荷系数在正常负荷和农业灌溉下的经济运行负荷范围内。利用