變壓器多元優(yōu)化介紹學(xué)習(xí)版

可視化節(jié)能——多元優(yōu)化供電節(jié)電新技術(shù)2015.10可視化節(jié)能可視化節(jié)能科技2前言、背景變壓器相關(guān)知識(shí)國家相關(guān)政策多元優(yōu)化供電節(jié)電新技術(shù)內(nèi)容解決我國能源問題的重要途徑是節(jié)能降耗，通過優(yōu)化機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)，降低配變運(yùn)行能耗水平，達(dá)到節(jié)能降耗的要求。電力是人民生產(chǎn)、建筑、生活各個(gè)領(lǐng)域的主要?jiǎng)恿碓?。各行各業(yè)如公用建筑、工礦企業(yè)、海岸石油鉆井平臺(tái)、船舶、油田等都需要大量的高壓電氣設(shè)備，尤其對損耗低、性能好、質(zhì)量優(yōu)的新型節(jié)能型變壓器更是十分青睞。前言3背景變壓器相關(guān)知識(shí)5配電變壓器：電壓等級6?35kv，容量6300kva以下，直接向終端用戶供電的電力變壓器，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、城市社區(qū)等綜端領(lǐng)域。配電變壓器是電能傳輸設(shè)備，使用最為廣泛，由于變壓器只要掛網(wǎng)運(yùn)行，本身需要消耗一部分電能，包括空載損耗和負(fù)載損耗（空載損耗一直存在）。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國輸配電損耗占 發(fā)電量的6.6%左右，其中配電變壓器損耗占到40％?50%

。以2013

年

發(fā)電量5.32萬億千瓦時(shí)計(jì)算，配電變壓器電能損耗約1700

億千瓦時(shí)，相當(dāng)于三峽電站2013

年全年發(fā)電量(約1000億千瓦時(shí))的1.

7

倍，電能損耗十分嚴(yán)重。變壓器——介紹67我國80年代以前生產(chǎn)的“64”、“73”標(biāo)準(zhǔn)系列變壓器，以及80年代后生產(chǎn)的S7系列變壓器都是高損耗變壓器。90年代到2000年陸續(xù)生產(chǎn)S8、S9、S10系列變壓器。2000年以后生產(chǎn)出S11及SC(G)10系列干式變壓器。目前陸續(xù)生產(chǎn)出S12、S13、S14、S15及非晶合金變壓器。變壓器——型號8按相數(shù)分：單相變壓器、三相變壓器按冷卻方式分：干式變壓器、油浸式變壓器按用途分：電力變壓器、儀用變壓器、試驗(yàn)變壓器、特種變壓器按繞組形式分：雙繞組變壓器、三繞組變壓器、自耦變電器按鐵芯形式分：芯式變壓器、非晶合金變壓器、殼式變壓器變壓器——分類目前市場主要有兩種類型的變壓器，比S11變壓器更加節(jié)能、環(huán)保。他們分別是：SH15非晶合金變壓器。采用非晶合金帶材作為鐵心材料，能在S11變壓器基礎(chǔ)上，降低約60%的空載損耗。

生產(chǎn)廠家主要是 置信電氣、西安特變、山東達(dá)馳、沈陽變壓器廠、特變。目前國家電網(wǎng)正在推行SH15型變壓器的使用。S13、S14和S15系列超低損耗變壓器。通過使用優(yōu)質(zhì)的硅鋼片（新日鐵）和優(yōu)化的電磁設(shè)計(jì)，能夠降低空載損耗30%，降低負(fù)載損耗分別是15%和30%。

國內(nèi)各大知名變壓器廠家都具備這樣變壓器的生產(chǎn)能力，其中ABB公司的S14的變壓器已 通過型式試驗(yàn)，并在電網(wǎng)上運(yùn)行。變壓器——分類910變壓器的損耗包括空載損耗和負(fù)載損耗?？蛰d損耗：變壓器空載時(shí)的鐵心損耗它是變壓器磁路中磁滯損耗與渦流損耗之和，在額定電壓下與負(fù)載變化無關(guān).負(fù)載損耗：變壓器帶上負(fù)載后其電流與繞組電阻所產(chǎn)生的損耗它隨負(fù)載的增加而加大。一般來說，在變壓器通電以后，空載損耗是一個(gè)穩(wěn)定的數(shù)值，而負(fù)載損耗則與變壓器所帶的負(fù)載有關(guān)，且與負(fù)載率平方成正比例關(guān)系。變壓器——損耗11變壓器——年投資收益率公式在評價(jià)變壓器節(jié)能方面時(shí)，年投資收益率是一個(gè)很重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)其公式如下：△B=C

Th

(△Po+1.1△Pk×L2)其中：△B——變壓器節(jié)能年收益，元；C——電價(jià)，按照0.86元/kWh計(jì)算Th——全年運(yùn)行小時(shí)數(shù)，取8760小時(shí)Po——與S7型變壓器比空載損耗差（忽略溫度變化的影響），kW△Pk——與S7型比負(fù)載損耗差（忽略溫度變化的影響），kWL——變壓器負(fù)載率，分別去0.2、0.5、0.7分別計(jì)算比較。變壓器—高效節(jié)能配電高效節(jié)能油浸式配電變壓器12高效節(jié)能干式環(huán)氧樹脂澆注配電變壓器高效節(jié)能油浸式非晶合金配電變壓器高效節(jié)能干式環(huán)氧樹脂澆注非晶合金配電變壓器變壓器——小結(jié)隨著我國機(jī)電行業(yè)新材料、新工藝的不斷更新和提高，配電變壓器的空載損耗不斷下降，從SJ系列到64、73系列，再到S7、S9系列，直至近些年的新型的非晶合金變壓器的推出，配變空載損耗幾乎將至極限。為此，降低配電負(fù)載損耗的新思路——新型節(jié)能型配變。在容量限額嚴(yán)格按照國家系列標(biāo)準(zhǔn)的前提下，重新設(shè)計(jì)配變

結(jié)構(gòu)，在空載損耗不高于國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，大力降低配變負(fù)載損耗。13國家相關(guān)政策14內(nèi)容15變壓器——國家相關(guān)政策《配電變壓器能效提升計(jì)劃（2015-2017年）》變壓器使用企業(yè)主要任務(wù)要求：推廣高效變壓器：到2017年底，累計(jì)實(shí)現(xiàn)推廣高效配電變壓器6億千伏安。其中，新建增量推廣不低于3.5

億千伏安。淘汰高耗能變壓器到2017年底，基本完成S9(1997年前投運(yùn))及以下型號高耗能配電變壓器淘汰任務(wù)。同時(shí)，鼓勵(lì)企業(yè)主動(dòng)淘汰運(yùn)行時(shí)間不到

20

年、但運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性差的S9系列配電變壓器。變壓器——國家相關(guān)政策作為節(jié)能減排的重要措施，國際上很多國家都出臺(tái)了配電變壓器能效提升政策。我國也出臺(tái)了多項(xiàng)政策，推動(dòng)高效配電變壓器應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2012

年，

發(fā)布了《節(jié)能減排“十二五”規(guī)劃))，明確要求“十二五”期間降低電力變壓器損耗，其中空載損耗降低10-13%，負(fù)載損耗降低

17-19%。2013

年，

和 委共同發(fā)布了 《三相配電變壓器能效限定值及能效等級))(GB20052-2013)，比2006版標(biāo)準(zhǔn)對配電變壓器能效指標(biāo)提出了更高要求。2015年8月工信部、質(zhì)監(jiān)局和發(fā)改委共同下發(fā)了《配電變壓器能效提升計(jì)劃（2015-2017年）

》。16變壓器——限制范圍《GB

20052-2013

三相配電變壓器能效限定值及能效等級》中規(guī)定了目前限制使用的變壓器型號。配電變壓器能效限定值是指在規(guī)定的測試條件下，配電變壓器空載損耗和負(fù)載損耗都必須達(dá)到的值。本標(biāo)準(zhǔn)于 開始實(shí)施，標(biāo)準(zhǔn)中的第4.3條規(guī)定了配電變壓器的能效限定值，即油浸式配電變壓器和干式配電變壓器的空載損耗和負(fù)載損耗值均應(yīng)不高于表中3級的規(guī)定。17變壓器——限制范圍油浸式配電變壓器能效等級表中3級的損耗值為S11型油浸式配電變壓器的損耗值，即損耗大于S11型的油浸式配電變壓器都將淘汰，例如S7型、S9型、S10型油浸式配電變壓器。干式配電變壓器能效等級表中3級損耗值為SC(B)10型干式配電變壓器損耗值，即損耗大于SC(B)10的干式配電變壓器將淘汰，例如SC(B)7、SC(B)8、SC(B)9型干式變壓器。淘汰變壓器：損耗大于S11型的油浸式配電變壓器和損耗大于SC(B)10的干式配電變壓器，都屬淘汰范圍。S7、SL7型配電變壓器已列入國家工業(yè)和信息化部發(fā)布的《高耗能機(jī)電設(shè)備（產(chǎn)品）淘汰（第一批）》中明確要求淘汰。SCB8干式變壓器被列入第二批淘汰，同時(shí)正在制定第四批淘汰。18多元優(yōu)化供電節(jié)電新技術(shù)19技術(shù)理念：環(huán)保節(jié)能，立竿見影，實(shí)用見效。結(jié)合國家節(jié)能減碳政策，提升變壓器能效。提高用電質(zhì)量，節(jié)約用電資源。優(yōu)化用電設(shè)備，提高供電效率。系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，用電設(shè)備更加安全，減少供電容量和用電量。多元優(yōu)化供電節(jié)電新技術(shù)20！為企業(yè)解決的問題多元優(yōu)化供電節(jié)電新技術(shù)2122為企業(yè)解決的問題：供電能力已不能滿足用電需求的企業(yè)優(yōu)化后，企業(yè)無需增容或少增容，節(jié)省了增容費(fèi)用和基本電費(fèi)。新建，擴(kuò)建，改建，需要新增、新建或改建供電系統(tǒng)的企業(yè)對原來的配電系統(tǒng)進(jìn)行改造后，利用現(xiàn)有的配電設(shè)備及配電房，即可實(shí)現(xiàn)更大的供電能力?？梢圆恍枰俳▽ｉT的配電房，供電設(shè)備可按用戶要求放置，即可節(jié)省地方和投資。供電末端電壓波動(dòng)較大，供電系統(tǒng)經(jīng)常有故障的企業(yè)通過優(yōu)化輸電方式，使供電電壓平穩(wěn)，設(shè)備運(yùn)行更加安全，減少維修。多元優(yōu)化供電節(jié)電新技術(shù)23為企業(yè)解決的問題：低壓供電線路過長，要投入大量的低壓電纜或母線的企業(yè)配電設(shè)備可放置在距離用電量大的設(shè)備附近，線損減少，可以節(jié)約大量的低壓銅排或電纜。負(fù)荷不平衡的企業(yè)優(yōu)化變壓器參數(shù)與用電負(fù)載參數(shù)相匹配，這樣供電系統(tǒng)既能夠提高供電效率，減少損耗，又能夠增加帶負(fù)荷的能力，達(dá)到多供少損的效果。使得無功功率降低，提高了供電效率。多元優(yōu)化供電節(jié)電新技術(shù)24為企業(yè)解決的問題：耗電量過大，電價(jià)過高的企業(yè)針對綜合負(fù)載曲線找出最佳的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行參數(shù)，并按最佳的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整后全廠用電量將降低約5%?10%。沖擊電流過大，瞬間供電能力跟不上的企業(yè)采用高標(biāo)號有取向硅鋼，設(shè)計(jì)制作的節(jié)能變壓器，大大減少了磁阻，空載損耗大大降低，提高了變壓器功率因數(shù)，同時(shí)也降低了負(fù)載損耗，過載能力大大提高，改善了電網(wǎng)的供電品質(zhì)。多元優(yōu)化供電節(jié)電新技術(shù)……為企業(yè)實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)！多元優(yōu)化供電節(jié)電新技術(shù)2526節(jié)約電度電費(fèi)10％左右所有企業(yè)的用電設(shè)備最后都可以等效成一個(gè)綜合負(fù)載。綜合負(fù)載代表了企業(yè)的設(shè)備特性、用電狀況、運(yùn)行工況和用電特性。綜合負(fù)載耗電功率與供電參數(shù)會(huì)有一個(gè)對應(yīng)的負(fù)荷曲線。針對綜合負(fù)載曲線找出最佳的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行參數(shù)，并按最佳的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整后將降低用電消耗量。多元優(yōu)化供電節(jié)電新技術(shù)節(jié)約基本電費(fèi)10％左右供電系統(tǒng)經(jīng)多元優(yōu)化后，節(jié)省受電變壓器容量20％～50％，甚至

?；倦娰M(fèi)占總電費(fèi)的10％～20％，這部分又能節(jié)省電費(fèi)10％左右?；倦娰M(fèi)的 方式：按用戶接裝變壓器設(shè)備的最大容量計(jì)算?；倦娰M(fèi)=接裝變壓器的容量kVA×30元/kVA/月。多元優(yōu)化供電節(jié)電新技術(shù)2728節(jié)省投資20%?50%優(yōu)化后，企業(yè)無需增容或少增容，節(jié)省了增容費(fèi)用和基本電費(fèi)。對原來的配電系統(tǒng)進(jìn)行改造后，利用現(xiàn)有的配電設(shè)備及配電房，即可實(shí)現(xiàn)更大的供電能力?？梢圆恍枰俳▽ｉT的配電房，供電設(shè)備可按用戶要求放置，即可節(jié)省地方和投資。配電設(shè)備可放置在距離用電量大的設(shè)備附近，線損減少，可以節(jié)約大量的低壓銅排或電纜。由于采用更為合理的輸電方式，電能損耗大大降低。多元優(yōu)化供電節(jié)電新技術(shù)了解

的技術(shù)！——知己知彼，百戰(zhàn)不殆多元優(yōu)化供電節(jié)電新技術(shù)29多元優(yōu)化供電節(jié)電新技術(shù)企業(yè)用電狀況企業(yè)運(yùn)行工況企業(yè)用電特性計(jì)算出的最佳供電參數(shù)“量身定制”針對企業(yè)負(fù)載特性的節(jié)能高效變壓器3031多元優(yōu)化供電節(jié)電新技術(shù)特性一：變壓器的參數(shù)與用電負(fù)載參數(shù)相匹配：使供電系統(tǒng)既能夠提高供電效率，減少損耗，又能夠增加帶負(fù)荷的能力，達(dá)到多供少損的效果。使得無功功率降低，提高了供電效率。特性二：變壓器采用三相電流平衡技術(shù)：利用對稱分量提取出不平衡電流的瞬時(shí)負(fù)序分量，通過極間阻抗補(bǔ)償負(fù)序電流分量，促進(jìn)三相電流平衡，解決了動(dòng)力設(shè)備負(fù)序做功現(xiàn)象。32多元優(yōu)化供電節(jié)電新技術(shù)特性三：高效消除諧波：在變壓器繞組中合理加入電抗，高效消除諧波，避免動(dòng)力設(shè)備額外發(fā)熱，減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)及設(shè)備上的機(jī)械應(yīng)力，從而減少電能損耗。由于諧波造成的變壓器鐵芯中的磁通量的減少和變壓器繞組中導(dǎo)線的集膚效應(yīng)加大，也就是最通常的鐵損、銅損增加，必然造成變壓器工作溫度上升，形成惡性循環(huán)，降低效率。由于移相大大擬制諧波，減少了變壓器發(fā)熱，提高供電效率。變壓器的次級為雙繞組。對雙繞組進(jìn)行移相設(shè)計(jì)，這樣可以大大擬制諧波。多元優(yōu)化供電節(jié)電新技術(shù)特性四：使用新技術(shù)新工藝：采用高標(biāo)號有取向硅鋼，設(shè)計(jì)制作的節(jié)能變壓器，大大減少了磁阻，空載損耗大大降低，提高了變壓器功率因數(shù)，同時(shí)也降低了負(fù)載損

耗，過載能力大大提高，改善了電網(wǎng)的供電品質(zhì)。特性五：利用新技術(shù)提高供電系統(tǒng)的品質(zhì)和用電效率系統(tǒng)運(yùn)行更加平穩(wěn)，對用電設(shè)備更加安全，并達(dá)到減少供電容量及用電量的目的。在變壓器中適當(dāng)位置，加入磁 ，達(dá)到抑制諧波損耗，減少漏磁的目的，從而使得設(shè)備更節(jié)能。33多元優(yōu)化供電節(jié)電新技術(shù)特性六：采用自動(dòng)尋優(yōu)控制器信息化技術(shù)設(shè)定好尋優(yōu)目標(biāo)值，在運(yùn)行過程中，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)尋優(yōu)，即圖中曲線最低點(diǎn)，從而達(dá)到多供少損、節(jié)能的目的。針對綜合負(fù)載曲線找出最佳的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行參數(shù)，并按最佳的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。Pmin：綜合負(fù)載消耗功率

U：供電電壓Z：變壓器參數(shù)34技術(shù)服務(wù)流程：收集、整理用戶相關(guān)信息、分析制定合理實(shí)施方案完成建設(shè)、安裝和調(diào)試培訓(xùn)操作多元優(yōu)化供電節(jié)電新技術(shù)多元優(yōu)化供電節(jié)電新技術(shù)小結(jié)：通過對企業(yè)的綜合負(fù)載，量身定制新型 供配電變壓器；運(yùn)用信息化尋優(yōu)控制器技術(shù)，得到最優(yōu)參數(shù)；結(jié)合有多年經(jīng)驗(yàn)的

，根據(jù)企業(yè)的實(shí)際情況分析，制定出有針對性的全面系統(tǒng)優(yōu)化方案；保證供用電系統(tǒng)能夠長期、穩(wěn)定、安全運(yùn)行，用電設(shè)備運(yùn)行更加安全、 更長；實(shí)現(xiàn)節(jié)電技術(shù)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)和用電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。36技術(shù)的專利和案例！37多元優(yōu)化供電節(jié)電新技術(shù)所獲專利服務(wù)案例荷美爾食品荷美爾食品公司與 首都農(nóng)業(yè)

的合資企業(yè)。遇到的問題：因生產(chǎn)需要，新增加日立主機(jī)等用電設(shè)備，原來2個(gè)變電所供電變壓器已滿足不了用電需求，已經(jīng)增容了1臺(tái)500kVA的箱式變壓器，但負(fù)載還未帶滿，存在負(fù)載匹配不平衡的問題。經(jīng)多元優(yōu)化節(jié)電改造后：供電用電系統(tǒng)負(fù)荷分配合理，電耗降低，減少電費(fèi)。每年節(jié)省的電費(fèi)為：65.76萬元多元優(yōu)化方案節(jié)約投資：53萬元服務(wù)案例630KVA變壓器低壓供電用電設(shè)備400KVA變壓器低壓供電用電設(shè)備高壓供電原有供配電：由2個(gè)變電所組成。1#變電所由2臺(tái)630kVA油浸式變壓器組成。2#變電所由1臺(tái)400kVA油浸式變壓器組成。還有1

臺(tái)

500kVA

歐式箱變。其中2

臺(tái)630kVA變壓器、1臺(tái)400k