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網絡變革時的變壓器定型方法的摹擬
1970年01月01日 08:00 變壓器產業網

  S9T的技術特點S9T變壓器鐵心采用階梯形三級全斜都尖角,不沖孔,優質取向冷軋硅鋼片,改善了磁路結構,減小了接縫處的磁通阻力,與兩級接縫相比,空載損耗約降5,空載電流約降2030,聲級約降6.高壓繞組采用QQ2縮醛漆包銅線,提高與變壓器的相容性;繞組首末層及瓦楞油道的外面一層的層間絕緣均加強,不分級,層間絕緣材料采用菱格上膠絕緣紙,提高了繞組的耐雷擊水平。高低壓繞組均采用圓筒式結構,沖擊電壓分布好,油道散熱效率高。與其配套的調容開關為臥式籠型結構,其傳動機構為一對精加工的齒輪,結構簡單、確保動作可靠;在操作機構頂部有防水罩,防水罩底部有密封圈與箱蓋密封,保證了操作機構的安全,延長了使用壽命。

  高/低壓側聯結組別轉換的介紹S9T50:20/10變壓器聯結示意圖如所示。變壓器在大容量時,三相高壓繞組接成三角形(D),小容量時三相高壓繞組接成星形(Y)。變壓器每相低壓繞組由三部分構成,I段為27匝數的線段,II、III段為73匝數的線段,由兩股導線并繞,分為兩組。大容量時II、III段并聯后再與I段串聯,小容量時I、II、III段串聯。假設由小容量調為大容量,低壓繞組匝數減少,高壓繞組處于D接法且每組電壓升高,由于其匝數減少與電壓升高的倍數相當,可保證電壓比不變。這樣,小容量調為大容量時,高壓側Y-D聯結,低壓側串-并聯,其聯結組別為Yyn0-Dyn11.反之,高壓D-Y聯結,低壓聯結組別為Dyn11-Yyn0,在實際掛網運行時,高/低壓聯結組別的轉換選擇調位開關的檔次,可視實際負載情況而定,由調容開關完成。

  調容變壓器聯結示意。3變壓器損耗分析假定電網額定頻率為50Hz,對于電力變壓器,其損耗主要為空載損耗和負載損耗。

  空載損耗的計算工程上,變壓器(鐵心柱與鐵軛截面相同時)空載損耗的計算公式為:p0=kp0pcGFe(1)式中:p0為空載損耗,W;kp0為空載損耗工藝系數;pc為硅鋼片單位損耗,W/kg;GFe為鐵心的總重量,kg.

  對于kp0與GFe,其值不變,但硅鋼片單位損耗與鐵心的磁通密度的平方成正比,在變壓器由大容量調小容量時,由于低壓匝數的增加,鐵心磁通密度隨之降低,即pc大幅度降低,也就是說,在這種情況下,空載損耗p0也隨之大幅度降低。

  負載損耗的計算負載損耗主要是繞組導線的電阻損耗,其附加損耗一般約占電阻損耗的10,為說明問題,只考慮電阻損耗的情況。對已定三相銅線繞組,有:PR=7.2J2GCu(2)式中:PR為繞組電阻損耗,W;J為導線的電流密度,A/mm2;Gcu為導線的重量,kg.

  一般來說,產品繞組導線的截面是按大容量選取的,在調為小容量后,由于相電流大大降低,導線的電流密度變小,而GCu是不變的,由上式可知,電阻損耗將大幅度降低,從而使負載損耗降低。

  技術經濟指標對比分析列出了調容變壓器S9T50:20/10與常用電力變壓器S950/10,Sg20/10的技術指標的數據,數據來源于國家變壓器質量監督檢驗中心的產品檢驗報告。

  S9T與S9型技術指標對比表容量變壓器運行一年的電費用可由下式計算得出:cy=<8600(p0+0.05I0SN100)+2200(PK+0.05UKSN100)>0.5(3)式中:cy為變壓器年耗電費用,元;SN為額定容量,kWh;8600為變壓器年空載小時數,h;2200為變壓器等效滿載小時數,h;0.5為電價,元/kWh.

  依據上式,調容變壓器每年按三個月使用大容量,九個月使用小容量進行成本核算。年成本如所示。S9與S9T年運行成本比較表年運行成本/元S9S9T下降數下降百分數從可以看出,S9T型與S9型相比,在相同條件下,年運行成本可以大大降低,可帶來一定的社會效益和經濟效益。

  站用變壓器的安裝從變電站的可靠性角度考慮,應裝設二臺同容量的站用變壓器。站變同樣可接成Dyn11,也可接成Yyn0,但如果利用站變中性點接消弧線圈,則站變必須接成ZNyn0,但不論是何種接線,兩臺站變不允許并列運行。倒換站變時,適宜采用備用電源自投方式,實現快速自動切換。兩臺站變低壓側都應該裝設雙自動裝置,即兩臺站變低壓側總開關要互鎖(可以是機械閉鎖,也可以是電氣閉鎖),并且互為備用電源,能實現備用電源自投。站用電系統適宜采用TT系統接線,如所示。

  結語結合農村用電的實際情況,即根據負荷的實際情況,進行配電變壓器的選型,合理選擇大小容量組合。一方面,實際運行時,依據用電負荷變化情況適時地變換變壓器的容量,既可以為國家節約能源,為用戶減少損耗,節省用電,又可以改善用戶電能質量,提高設備工作率,減少噪聲和環境污染。另一方面,運行時,使所選變壓器能夠安全可靠運行,其可靠性有一定的保障;同時節省一次投資和運行維護費用,并且為今后的擴容做了一定的準備。這種設計思想,節能效果顯著,技術經濟性較好,對農村用電情況有較好的適應性。

 

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