高節(jié)能盧科爾配電變壓器盧本平(河北省電力公司,河北石家莊050021)能、高工效和低成本的特點(diǎn),是電力系統(tǒng)節(jié)能的有力措施。
1盧科爾配電變壓器盧科爾(lucore)配電變壓器是多邊形截面卷鐵心(簡稱多邊形鐵心)的商標(biāo)專利名稱,它是由對稱的2組梯形、并加矩形硅鋼片條連續(xù)卷繞而成(見圖1)。多邊形鐵心變壓器具有以下特點(diǎn):a.變壓器的空載性能好,優(yōu)于疊鐵心和矩形鐵心。
b .鐵心截面系數(shù)較高(、表2),在邊數(shù)等于正12時(shí)系數(shù)為95 .5,相當(dāng)于11級梯形鐵心截面系數(shù),可滿足配電變壓器的需要在邊數(shù)大于正15時(shí),其鐵心截面系數(shù)超出梯形鐵心截面系數(shù)97 的極限水平,可達(dá)到99 ,有利于開發(fā)較大容量卷鐵心變壓器。其鐵心截面不限于正多邊形,可以綜合優(yōu)化鐵心截面。
級數(shù)系數(shù)邊數(shù)系數(shù)c.鐵心硅鋼片規(guī)格少,制作工效比梯形卷鐵心高。如正12邊形鐵心需6(9)種規(guī)格的硅鋼片,同等截面系數(shù)的11級梯形鐵心需22(33)種規(guī)格硅鋼片。而疊鐵心和矩形鐵心的制作均需在線圈裝配后進(jìn)行復(fù)歸,其工效較低,且疊鐵心的硅鋼片規(guī)格數(shù)以千計(jì)。
d .鐵心的硅鋼片可以分段套裁,原料利用率較高,變壓器總成本低。
2不同類型三相變壓器的比較從S9型10 kV、 kVA各類鐵心三相變壓器(a)六級梯形(b)十邊形(c)十二邊形(d)圓形(e)矩形(f)單相二柱(g)三相三柱(h)三相五柱的損耗和重量計(jì)算比較,可以看出:a.卷鐵心變壓器的原料總重量低于疊鐵心。
b .雖然圓卷鐵心變壓器的鐵心和線圈重量均最小,但是原料總重量卻高于梯形和多邊形卷鐵心。
c.雖然正20邊和正24邊形鐵心的截面系數(shù)大于正16邊形,但正16邊形鐵心變壓器的原料總重量卻最低。所以,過高的截面系數(shù)不一定經(jīng)濟(jì)。
d .綜合衡量變壓器的鐵心截面,以正12邊形為優(yōu)。與正16邊形鐵心比較,雖然原料總重量增加0 .9(多6 kg),而工效卻提高33 其與梯形卷鐵心比較,原料總重量減少1 .1,工效提高1 .7倍與疊鐵心比較,原料總重量減少7 .6,工效提高數(shù)十倍。
e .三相三柱正12邊形鐵心與疊鐵心變壓器相比較,在總損耗相同時(shí),原料總重量減少7 .6在原料總重量約相等時(shí),總損耗減少11 .2.
f .三相五柱正12邊形鐵心與三相三柱疊鐵心變壓器相比較,在總損耗相同時(shí),原料總重量減少1 1 .7 在原料總重量約相等時(shí),總損耗減少3節(jié)能變壓器的節(jié)約價(jià)值配電變壓器是電力系統(tǒng)中數(shù)量最多的用電設(shè)備,其損耗對電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益有直接的影響。
我國配電變壓器的年增長容量約為6 000萬kVA ,以10 W/kVA損耗率計(jì)算的功率損失每年增加約60萬kW ,為數(shù)可觀。國產(chǎn)變壓器的損耗過高,與美國GE公司生產(chǎn)的50 kVA和100 kVA單相卷鐵心變壓器相比較, S9變壓器的總損耗高出89 .4和配電變壓器供給1 kW功率線損需要的發(fā)電功率和設(shè)備容量分別約為1 .36 kW和1 .63 kW ,其需要的發(fā)電和高壓輸變電設(shè)備總費(fèi)用約需1萬元/kW,年電費(fèi)約需0 .2萬元/kW , 10 a總費(fèi)用約需3萬元/如果每年新增的6 000萬kVA配電變壓器都采取盧科爾(lucore)配電變壓器,在與S9疊鐵心變壓器同等成本條件下,可以使其額定損耗率比S9疊鐵心變壓器減少2~4 W/kVA.如以其實(shí)際運(yùn)行平均損耗率減少1 W/kVA計(jì)算,電力系統(tǒng)可節(jié)約發(fā)電設(shè)備容量約10萬kW ,節(jié)約輸變電設(shè)備容量約40萬kVA ,設(shè)備總價(jià)值約6億元可減少的系統(tǒng)總功率約8萬kW,電量損失約7億kWh/a ,10 a節(jié)約的電費(fèi)約12億元。其10 a節(jié)約價(jià)值約18億元,并且是年年遞增。
配電變壓器10kV及以上高壓供電網(wǎng)發(fā)電廠電力系統(tǒng)額定容量損耗率損失功率線損率線損功率供電功率廠用電率發(fā)電功率備用率檢修率發(fā)電容量降損效益注:①表內(nèi)數(shù)值以100 kVA配電變壓器和10 kV及以上高壓電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)線損率等于12為基準(zhǔn)推算②變壓器負(fù)荷功率因數(shù)=0.9,最大負(fù)荷率=0.9,銅鐵損耗比=6項(xiàng)目節(jié)電功率年節(jié)電量設(shè)備容量單價(jià)設(shè)備費(fèi)/萬元電價(jià)年電費(fèi)/萬元10 a總費(fèi)用配電變壓器損失配電變壓器高壓供電網(wǎng)發(fā)電廠電力系統(tǒng)60 GVA配電變壓器實(shí)際損失減少1 W/ kVA電力系統(tǒng)注:①S9配電變壓器平均損耗率約15 W/ kVA,實(shí)際運(yùn)行平均損耗率約5 W/ kVA , 60 GVA配電變壓器實(shí)際總損失功率約②變壓器負(fù)荷功率因數(shù)=0.9,最大負(fù)荷率=0.9,銅鐵損耗比=6年節(jié)電量負(fù)載小時(shí):配電變壓器鐵損8 760 h負(fù)荷損失電網(wǎng)設(shè)備容量按三級輸變電總?cè)萘亢桶l(fā)電設(shè)備容量計(jì)算,約為4 kVA/ kW 3運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)及運(yùn)行成效此單片機(jī)系統(tǒng)在南郊變電站進(jìn)行了試運(yùn)行。經(jīng)測試和傳動,事故音響回路動作正常。消除了只要有開關(guān)在斷位,事故音響回路就啟動的缺陷也消除了開關(guān)在斷位,事故音響電阻長期帶電,致使失去事故音響的缺陷。之后在其它變電站中也進(jìn)行了推廣改造。此單片機(jī)系統(tǒng)為運(yùn)行值班人員提供了準(zhǔn)確無誤的事故預(yù)報(bào)信號,有利于對事故做出正確判斷。
4結(jié)束語本文所列的事故音響回路的缺陷,在河北南部電網(wǎng)變電站無人值班的改造過程中很普遍。此缺陷會直接影響調(diào)度及運(yùn)行值班員對設(shè)備運(yùn)行情況的判斷另外它的存在還易造成事故音響電阻的損壞,并進(jìn)而發(fā)展成信號電源的短路。通過采取以上方法,成功地解決了這一問題,也為解決變電站無人值班改造中其它問題,提供了新的思路及方法。
用節(jié)能變壓器更新S7 50 kVA高損耗變壓器,有以下優(yōu)越性。
a.變壓器的損耗愈低, 10 a總費(fèi)用愈少,節(jié)約效益愈好。










