1.引言
特克斯特克斯特克斯特克斯特克斯油浸式变压器是输配电系统中的关键设备之一,在电能输送、分配及使用过程中发挥着关键作用。近几年来,随着人们经济效益意识的不断提高,特克斯特克斯特克斯特克斯油浸式变压器降耗更新换代工作进度不断加快,特别是配电特克斯特克斯特克斯油浸式变压器。但较大型的特克斯特克斯油浸式变压器由于其一次性投资较高,更新的速度相对较慢,且大部分仅局限在改造上。现仍有S7型特克斯油浸式变压器在电网中超期运行,造成电能的极大浪费。
2.特克斯油浸式变压器降低损耗的论述
特克斯油浸式变压器的损耗主要有空载损耗和负载损耗两部分组成。空载损耗主要是铁心损耗,即消耗于铁心中的磁滞损耗和涡流损耗。它的大小主要取决于特克斯油浸式变压器的容量、铁心的构造、硅钢片的质量及铁心的制造工艺等因素,基本不随特克斯油浸式变压器负荷的变化而变化。负载损耗包括电流在特克斯油浸式变压器绕组电阻上产生的损耗、漏磁通引起的各种附加损耗。附加损耗又包括绕组涡流损耗、并绕导线的环流损耗、结构损耗和引线损耗。负载损耗与特克斯油浸式变压器负荷的大小有关,与负载率的平方成正比。
特克斯油浸式变压器总损耗在不同负荷时对应的计算公式如下:
ΔP=P0+β2?Pk
式中ΔP—负载率为β的总损耗
β—特克斯油浸式变压器的负载率
P0—特克斯油浸式变压器的空载损耗
Pk—特克斯油浸式变压器的额定负载损耗
从上式可见,负载率越低,特克斯油浸式变压器引起的损耗就越小。损耗相同的不同容量的特克斯油浸式变压器在同一负荷状态下运行,额定容量大的特克斯油浸式变压器引起的损耗相对就小,特克斯油浸式变压器的工作效率η=1-ΔP%就高。
特克斯油浸式变压器的有功损耗率:
ΔPP0+β2Pk
ΔP%=P+ΔP×100%=βSecosΦ+P0+β2Pk
式中Se—特克斯油浸式变压器视在功率
cosΦ—特克斯油浸式变压器功率因数(不同负荷下近似不变)
对上式中的β进行微积分并使之为0,可以得出:
β02Pk=P0β0=(P0/Pk)
这说明特克斯油浸式变压器在实际运行中,负载损耗等于空载损耗时,处在高效率状态,且对恒定负荷或均衡负荷时段内也是经济状态,所以采用优质低损耗特克斯油浸式变压器对运行极为有利,适当增容对降低损耗也非常有利。若进一步计算,可得出佳负载率β约为0.7~0.75。
3.更换特克斯油浸式变压器对降低损耗的经济效益分析
因为更换特克斯油浸式变压器,由空载损耗和负载损耗的降低带来的降耗效益是十分明显的。
首先给出国内专家对特克斯油浸式变压器投资和收益的经济评价公式:
N0=H?(VC+VK?β2)?Y
式中N0—从第二年开始每年的收益
H—每年特克斯油浸式变压器运行的小时数(一般取8760h)
VC—空载损耗降低值
Vk—负载损耗降低值
Y—每千瓦电价(一般取0.56元/kWh)
β—负载率(一般取0.9)
以旧特克斯油浸式变压器S7-6300/35和新特克斯油浸式变压器S11-8000/35的损耗进行比较:
VC=8.250kW-7.0kW=1.25kW
VK=42.46kW-38.25kW=4.21kW
可以得出新特克斯油浸式变压器投运一年后较旧特克斯油浸式变压器的降耗效益:
N0=8760×(1.25+4.21×0.92)×0.56=22860元
若更换的是同容量的新型有载调压特克斯油浸式变压器SZ11-6300/35,则
VC=8.250kW-5.46kW=2.79kW
VK=42.46kW-36.55kW=5.91kW
可以得出,同容量的新型有载调压特克斯油浸式变压器投运一年后较旧特克斯油浸式变压器的降耗效益:
N0‘=8760×(2.79+5.91×0.92)×0.56=37170元
4.更换特克斯油浸式变压器综合效益分析
(1)特克斯油浸式变压器容量由6300kVA增加至8000kVA,容量净增加1700kVA,增容部分需投资N1=1700×470000/8000=99875元;(470000元为8000kVA价格)。
(2)新增容特克斯油浸式变压器投运后每年的降损收益22860元(同容量的新型有载调压特克斯油浸式变压器降损收益37170元)。
由上所述,由S7-6300/35更换为有载调压特克斯油浸式变压器SZ11-8000/35,需增加投资470000元。这些费用可从旧特克斯油浸式变压器折价回收费和因损耗降低节能费用以及增容1700kVA所带来的效益中收回。
初步估算,新更换的特克斯油浸式变压器投入运行3年即可收回增加的投资。
若更换为同容量的SZ11-6300/35型有载调压特克斯油浸式变压器,投入运行几年也可收回增加的投资。
同时,更换后的特克斯油浸式变压器为有载调压特克斯油浸式变压器,运行性能显著提高,满足了系统和用户对电压质量的要求。另外,新特克斯油浸式变压器采用了防污等级较高的套管,提高了特克斯油浸式变压器的防污闪能力。
另外,7型特克斯油浸式变压器大都运行20年左右,内绝缘有一定程度的老化,大修和日常维护工作量都非常大,大修和日常维护费用也非常高。
现在有些企业还将S7型特克斯油浸式变压器改造为有载调压特克斯油浸式变压器,采取更换外壳、散热器以及特克斯油浸式变压器外附件的方法,外表看起来与新型特克斯油浸式变压器没什么两样,但特克斯油浸式变压器内绝缘老化程度不会改变,高损耗状况也不会改变,且改造费用也不低,除了可以自动调压、外形美观外,没什么收益。另外,会逐渐禁止高耗能特克斯油浸式变压器在电网中的运行,所以还是更换为新型节能型特克斯油浸式变压器为好。
5.结束语
以上通过对S7-6300/35无励磁调压特克斯油浸式变压器改为低损耗的SZ11-8000/35有载调压特克斯油浸式变压器的分析论证,对类似特克斯油浸式变压器的更新更换可以得出如下结论:
(1)无励磁调压特克斯油浸式变压器改为有载调压特克斯油浸式变压器可提高供电电压质量,满足用户对电压的需求,能取得良好的社会效益。
(2)容量越大的特克斯油浸式变压器,更换一次性投资虽多,但降耗的纯收益反而越大,特别是对老系列高耗能特克斯油浸式变压器的更换更为突出。
(3)特克斯油浸式变压器损耗降低后,油的温升也降低,可延长特克斯油浸式变压器的使用寿命。
(4)空载损耗降低后,特克斯油浸式变压器的空载电流和无功损耗也随之降低,可减少系统的无功补偿。
(5)更新增容特克斯油浸式变压器可以使特克斯油浸式变压器运行在佳负载系数处。