当前课程知识点:供配电技术 > 第五章 电能质量与电能节约(下) > 5.4 功率因数 > 5.4.3 变压器的经济运行
同学
你好
今天要讲解的内容
是变压器的经济运行
变压器的经济运行方式
是指变压器在功率
损耗最小情况下的运行方式
此时的电能损耗最小
运行的费用最低
电力系统的有功损耗
不仅与设备的有功损耗有关
而且与设备的无功损耗也有关
因为设备损耗的无功功率的存在
会使得系统中电流增大
从而使电力系统的有功损耗也增大
为了计算设备的无功损耗
在电力系统引起的有功损耗的增加量
引入一个换算系数
也就是无功功率的经济当量
无功功率经济当量
kq是指
电力系统
每多发1kvar的无功功率时
将在电力系统中
增加的有功率损耗的kW数
单位是kW/kvar
kq的值与电力系统的容量
结构以及计算点的具体位置等多种
因素有关
对于工业企业变配电所来说
kq取0.02到0.15
平均值取kq等于0.1
对于由发电厂母线
直配的企业 kq
取0.02到0.04
对于经过两级变压的企业
kq取0.05到0.08
对于三级及以上变压的企业
kq取0.1到0.15
接下来看一下
一台变压器运行时
经济负荷的计算
从前面(所学)可以知道
变压器的损耗包括
有功损耗和无功损耗两部分
而无功损耗对于电力系统来说
也相当于按照kq换算的有功损耗
因此变压器的有功损耗
加上变压器的无功损耗
所换算的等效的有功损耗
就称为变压器有功损耗的换算值
具体表示为
有功损耗的换算值ΔP
约等于有功损耗ΔPT
加上无功损耗的等效值
根据前面的知识
可以把ΔPT和ΔQT做一个展开
就得到了如下的式子
通过观察这个式子
可以发现
有功率损耗ΔPT
是一个与S的
大小有关的函数
为了求取变压器的经济负荷
需要对这个式子求导
求它的最小值
在这地方求一个
d(ΔP/S)/dS
令它等于0
就可以得到这个式子的最小值
通过计算得到
经济负荷Sec
等于SN乘上根号下ΔP0
加上kq倍的ΔQ0
再比上ΔPT加上Kq倍的ΔQN
负荷值
称为变压器的经济负荷
其中后边根号这一部分
称为变压器的经济负荷系数
或者经济负荷率
它是变压器的经济负荷与变压器
额定容量之比
一般来说
对于一台变压器
经济负荷率在50%左右
接下来通过一个例题来看一看
一台变压器经济负荷
和经济负荷率的求取
这个地方给出了
这样一个型号的电力变压器
它的容量是800kVA
电压等级是10kV
通过查找手册
可以得到这种变压器
的四个参数
ΔP0
ΔPK
I0%和UK%
根据其中的I0百分数
和UK百分数
可以求得
这台电力变压器空载时的
无功率损耗和负载时
负载功率损耗值
把ΔP0 ΔPK
ΔQ0和ΔQN
带入公式
并且在这个地方暂且取
无功率经济当量kq等于0.1
从而可以求得
变压器的
经济负荷率
Kec等于0.46
有了经济负荷率之后
可以求得经济负荷等于
368KVA
这是关于一台变压器运行时
的经济负荷的求取
接下来看两台变压器运行
经济负荷的计算
在研究两台变压器运行的经济负荷
计算时
首先假设
变电所有两台同型号
同容量为SN的主变压器
并且假设变电所的负荷为S
首先来看一下
当一台变压器单独运行时
有功损耗的换算值
可以表达为这个式子
如果两台变压器同时运行
去承担负荷S时
有功功率损耗的换算值
可以表示为
下面这个式子
接下来把
一台变压器单独运行时
功率损耗
随着负荷变化情况
绘制成一条曲线
为这条曲线
同样的也可以绘制
两台变压器同时运行时
功率损耗的换算值与负荷的变化情况
绘制为这条曲线
通过这两条曲线
可以发现它们相交于a点
a点所对应的负荷S
用Scr表示
它表示的是变压器
经济运行的临界负荷
把前面那两个公式
令它相等
就得到了Scr
它可以表示为这个形式
通过分析曲线
可以发现
当变压器的负荷S
小于临界负荷
Scr时
一台变压器运行时
产生的功率损耗小
可以得到当实际的负荷S
小于Scr时
让一台变压器运行
是比较经济的
同样的 如果负荷S大于Scr
大于临界值了
很显然用两台变压器并列运行
会使系统的功率损耗更小
运行更经济
接下来再用一个例题来讲解一下
两台变压器
经济运行时的经济负荷值
我们仍然是采用两台
SL7-800/10的变压器
每台变压器的额定容量是800kVA
求它的临界负荷
探讨这上面的例题
我们仍然取经济负荷当量
kq等于0.1
把Kq等于0.1带入
就可以得到
两台变压器运行时
它的
临界负荷值Scr
算得它等于
524kVA
当实际负荷S
小于524kVA时
用一台变压器运行是比较经济的
如果S大于524kVA
两台变压器
同时运行是比较经济的
关于变压器的经济运行
就讲到这里
谢谢
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