降低配变损耗的方法

郭小保

(云南电网公司曲靖供电局，云南 曲靖 655000)

1 前言

10kV及以下配电网的损失电量，占到了地区损失电量的60% ～70%，所以，降低10kV及以下配电网的线损，意义重大。

在10kV及以下配电网中，理论线损一般包括:10kV线路损耗、配变损耗、低压线损。对于10kV线路及低压线路线损，人们通常采取缩短供电半径、加大导线截面降损，大多数情况下效果显著。

但对于配电变压器，大多仅注意到选取低损耗的变压器来降低损耗，而对于因容量选择不合理而造成不必要的损耗，常常没有引起足够重视!通常设计选择变压器是按最大负荷来选择的，这对于形状系数大的负荷 (尖峰负荷)会选择出偏大的容量。过大的配变容量，空损比重较大;过小的容量又因长时间过载造成很大的铜耗，也不经济。

以下根据经济负荷率来选择配变容量，可以有效地降低配变综合损耗。

2 经济负荷率原理

2.1 变压器负荷率

在规定的统计周期内的负荷均方根值与变压器容量的百分比［1］。

式中:

β—变压器负荷率

Sjf—负荷的视在功率均方根值 (kVA)Se—配电变压器容量 (kVA)

n—统计周期内的采样次数

Ssi—负荷的实测视在功率 (kVA)

2.2 经济负荷率

变压器综合损耗最小、效率最高时的负荷率。配电变压器的经济负荷率一般为60%～70%。

式中:

βm—变压器经济负荷率

P0—变压器空载有功损耗 (kW)

K—变压器无功经济当量，配变一般取0.08～0.13(kW/kvar)

I0%—变压器空载电流百分数

Se—变压器额定容量 (kVA)

T—变压器年运行小时数 (h)

Pd—变压器负载有功损耗 (kW)

Ud%—变压器短路电压百分数

τ—变压器正常负荷下的工作小时数 (h)

表1 无功经济当量K值

2.3 按经济负荷率选择配电变压的容量

由式 (1)和式 (2)可得，按经济负荷率选择变压器容量的公式为:

式中:

Psi—负荷的实测有功功率 (kVA)

COSφ—负荷的实测功率因数

其余符号同上。

3 实际应用及分析

有一500户居民小区，根据平时常用的最大负荷选择方法:每户按2kW考虑，同时率取0.4，则配电变压器容量为:500户×2kW/户×0.4=400kW，Smax=400/cosφ =400/0.95=421kVA，取最接近的容量400kVA。

运行一段时间后，实测负荷曲线如图1所示:

图1 典型日负荷曲线

根据实测负荷功率，结合式 (1)得配变的负荷率:

由上可知，配变的负荷率偏低、配变的综合损耗较高。

当配电变压器按经济负荷率60%选取时，根据式 (3)可得配变容量为:

选取最接近的容量250kVA。由此可见，按最大负荷选取的配变容量400kVA比250kVA大了150kVA。

这说明，我们平时按最大负荷选取配变容量，这种选择方式对于形状系数大的负荷 (尖峰负荷)必然是产生配变容量选择得过大，从而导致负荷率低、综合损耗偏高的不良后果!

4 可靠性校验

实测负荷最大的功率为308.8kW，意味着按经济负荷率选取的250kVA配变容量存在过载现象，为了配电变压器运行的可靠性，必须对其进行可靠性校验。

配变最大过负荷倍数 (308.8/0.95)/250=130%。

日负荷曲线填充系数α［2］:

式中:

Ipj——负荷电流的平均值 (A)

Imax——最大负荷电流 (A)

∑Ih——实际运行负荷曲线的安培小时数或负荷曲线所包围的面积 (A·h)

根据式 (6)可得:

由式 (7)可见，α=0.43(取接近一栏的0.5值)、最大负荷昼夜持续2h，则可以过负荷28%。而实际中过载运行的总时间为2h(大部分过载远未达到28%)、未超过2h，因此所选配变容量是安全的，在此负荷曲线下长期运行，不会对变压器绝缘、寿命产生实质影响。

5 结论

以上提出的利用变压器经济负荷率原理来选择配电变压器的容量，特别是对于形状系数大的负荷 (尖峰负荷)，可以有效地降低变压器的综合损耗，符合国家的“节能降耗”政策。

［1］方大千.变压器速查速算手册 ［R］.中国水利水电出版社.2004.03.

［2］方大千.节约用电实用技术 ［M］.人民邮电出版社.2008.01.