降低配變損耗的方法

郭小保

(云南電網公司曲靖供電局，云南 曲靖 655000)

1 前言

10kV及以下配電網的損失電量，占到了地區損失電量的60% ～70%，所以，降低10kV及以下配電網的線損，意義重大。

在10kV及以下配電網中，理論線損一般包括:10kV線路損耗、配變損耗、低壓線損。對于10kV線路及低壓線路線損，人們通常采取縮短供電半徑、加大導線截面降損，大多數情況下效果顯著。

但對于配電變壓器，大多僅注意到選取低損耗的變壓器來降低損耗，而對于因容量選擇不合理而造成不必要的損耗，常常沒有引起足夠重視!通常設計選擇變壓器是按最大負荷來選擇的，這對于形狀系數大的負荷 (尖峰負荷)會選擇出偏大的容量。過大的配變容量，空損比重較大;過小的容量又因長時間過載造成很大的銅耗，也不經濟。

以下根據經濟負荷率來選擇配變容量，可以有效地降低配變綜合損耗。

2 經濟負荷率原理

2.1 變壓器負荷率

在規定的統計周期內的負荷均方根值與變壓器容量的百分比［1］。

式中:

β—變壓器負荷率

Sjf—負荷的視在功率均方根值 (kVA)Se—配電變壓器容量 (kVA)

n—統計周期內的采樣次數

Ssi—負荷的實測視在功率 (kVA)

2.2 經濟負荷率

變壓器綜合損耗最小、效率最高時的負荷率。配電變壓器的經濟負荷率一般為60%～70%。

式中:

βm—變壓器經濟負荷率

P0—變壓器空載有功損耗 (kW)

K—變壓器無功經濟當量，配變一般取0.08～0.13(kW/kvar)

I0%—變壓器空載電流百分數

Se—變壓器額定容量 (kVA)

T—變壓器年運行小時數 (h)

Pd—變壓器負載有功損耗 (kW)

Ud%—變壓器短路電壓百分數

τ—變壓器正常負荷下的工作小時數 (h)

表1 無功經濟當量K值

2.3 按經濟負荷率選擇配電變壓的容量

由式 (1)和式 (2)可得，按經濟負荷率選擇變壓器容量的公式為:

式中:

Psi—負荷的實測有功功率 (kVA)

COSφ—負荷的實測功率因數

其余符號同上。

3 實際應用及分析

有一500戶居民小區，根據平時常用的最大負荷選擇方法:每戶按2kW考慮，同時率取0.4，則配電變壓器容量為:500戶×2kW/戶×0.4=400kW，Smax=400/cosφ =400/0.95=421kVA，取最接近的容量400kVA。

運行一段時間后，實測負荷曲線如圖1所示:

圖1 典型日負荷曲線

根據實測負荷功率，結合式 (1)得配變的負荷率:

由上可知，配變的負荷率偏低、配變的綜合損耗較高。

當配電變壓器按經濟負荷率60%選取時，根據式 (3)可得配變容量為:

選取最接近的容量250kVA。由此可見，按最大負荷選取的配變容量400kVA比250kVA大了150kVA。

這說明，我們平時按最大負荷選取配變容量，這種選擇方式對于形狀系數大的負荷 (尖峰負荷)必然是產生配變容量選擇得過大，從而導致負荷率低、綜合損耗偏高的不良后果!

4 可靠性校驗

實測負荷最大的功率為308.8kW，意味著按經濟負荷率選取的250kVA配變容量存在過載現象，為了配電變壓器運行的可靠性，必須對其進行可靠性校驗。

配變最大過負荷倍數 (308.8/0.95)/250=130%。

日負荷曲線填充系數α［2］:

式中:

Ipj——負荷電流的平均值 (A)

Imax——最大負荷電流 (A)

∑Ih——實際運行負荷曲線的安培小時數或負荷曲線所包圍的面積 (A·h)

根據式 (6)可得:

由式 (7)可見，α=0.43(取接近一欄的0.5值)、最大負荷晝夜持續2h，則可以過負荷28%。而實際中過載運行的總時間為2h(大部分過載遠未達到28%)、未超過2h，因此所選配變容量是安全的，在此負荷曲線下長期運行，不會對變壓器絕緣、壽命產生實質影響。

5 結論

以上提出的利用變壓器經濟負荷率原理來選擇配電變壓器的容量，特別是對于形狀系數大的負荷 (尖峰負荷)，可以有效地降低變壓器的綜合損耗，符合國家的“節能降耗”政策。

［1］方大千.變壓器速查速算手冊 ［R］.中國水利水電出版社.2004.03.

［2］方大千.節約用電實用技術 ［M］.人民郵電出版社.2008.01.