变压器功率损耗分析与提高系统功率因数的措施

2012-05-29朱文全

电气技术 2012年7期

朱文全

（广州市自来水公司石溪水厂，广州 510288）

供电部门考核用户的功率因数时，通常是考核用户变压器高压侧的功率因数值，即变压器消耗的有功和无功电量也参与功率因数的计算。如果是高压计量的用户，变压器消耗的有功和无功电量已经走表，这时按电能表抄见电量计算的功率因数值即为一次功率因数；对变压器高压侧功率因数有影响的是变压器的负载率和负荷的功率因数。负载率越低，对变压器高压侧功率因数影响就越大，反之越小。负载率是由生产用电状况所决定的，而负荷的功率因数是可以通过电容器补偿改变的。我们要讨论的是：由于变压器的负载率低，造成了变压器的无功消耗对其高压计费侧功率因数的影响。

石溪水厂转入加压供水后，取水泵站变压器负载率由原来的83%下降为1.2%，随着负荷的降低，系统功率因数也随之下降，我厂在变压器低压负荷侧手动投入一组小容量电容器，使功率因数得到提高。本文首先分析变电站无功补偿的位置和效果；以及对变压器损耗进行分析和计算，系统功率因数分析，采取提高功率因数对策，从而减少电量损失及考核电费，提高经济效益目的。

1 系统分析

首先分析10kV 电力系统无功补偿的位置和效果，如图1所示。

图1 电力系统无功补偿的位置效果

由图1可以看出：电力系统所采用的无功补偿主要有高压集中补偿、低压成组补偿及低压分散补偿。各补偿形式都有其各自的补偿范围，如高压集中补偿只能补偿10kV 母线电源侧所有线路和变电所的无功功率，而10kV 线路负荷侧的无功功率仍得不到补偿，其向量分析为：U1为10kV 母线电压，负荷电流为I1，功率因数角为φ1，电容器电流为经电容器补偿后，电源方向的电流变为I'1、功率因数角为φ'1。从图1中可以看出，I'1＜I1，φ'1＜φ1。因此，补偿对电力系统起到了作用。低压成组补偿及低压分散补偿向量分析同理。

由各补偿形式范围及其向量分析，在用户侧只要配置合适的并联电容器补偿容量，就可以调整用户变压器高压计量点的功率因数，使功率因数值满足供电局考核要求，达到减少电量损失,提高经济效益目的。

空间显示功能是地图学区别于其他学科的最大学科属性，通过地图可视化功能可以直观展示出各类数据和信息的空间分布.信息化时代下地图显示方式已完全超出传统的二维和三维显示，新的概念地图难以通过语言描述去直观感受地图的呈现方式，如全息位置地图、时空大数据地图等.因此在教学过程中应充分利用三维动画、多媒体可视化设备等进行地图新图种的演示教学，增加学生对不同地图图种显示方式的直观认识，从中总结出地图显示方式的演进过程，并鼓励学生跟踪最新发展动态，设计富有开创性的电子地图作品.

学生管理队伍建设力度不足。对于学生人数相对较小的学院，学院的师生配比问题尚未显现，但对于学生人数相对较多的学院，这种矛盾则体现的较为全面。学生工作细碎而繁杂，管理人员的精力难以全面覆盖。管理队伍建设滞后的问题不但表现在管理教师人数严重不足，同时也体现为管理教师综合素质不高与年龄结构失衡，具体表现在从事对口专业的管理人员不足、管理人员年龄偏大、管理激情减退等方面，这个问题不利于学生管理信息化工作的推进。

2 变压器功率损耗计算

石溪水厂取水泵站变压器为 S7-1250/10，1250kVA，短路电压Vs%=4.5，空载电流为I0%，空载损耗 ΔP0= 2.2kW ，负载损耗 ΔPs= 1 4kW ；变压器高压侧每小时实抄有功电量为：P= 1 4kW · h ；变压器高压侧每小时实抄无功电量：Q=16kvar·h；双绕组变压器的近似等值电路如图2所示。

学生自主申报的科研项目，往往是由同一届学生甚至同班同学组成，重申请、轻完成的情况较为普遍[5]，项目申报时学生正处于积极性高、精力充沛的大二、大三阶段，学生在项目申报时表现积极，而在实施过程中因缺乏动力和持之以恒的精神，或者由于学生已临近毕业，导致项目尚未完成而中途放弃的现象。这种情况一方面影响下次的申报，另一方面也影响了带教教师的积极性。

2）变压器的电抗

图2 双绕组变压器的近似等值电路

3）计算变压器铁心功率损耗（等值励磁支路励磁损耗） ΔS0

4）计算变压器绕组功率损耗（等值绕组和电抗产生的功率损耗） ΔST

根据以上对无功功率缺额的初步估算，拟在变压器的低压侧设置10kvar 补偿容量。

变压器高压侧：

3 系统功率因数分析

变压器高压侧总功率需求为

清朝乾隆后期，中国辉煌的烧瓷事业开始走下坡路。到嘉庆开始，乾隆皇帝以太上皇摄政，制度基本和乾隆时期差不多到乾隆死去后，清朝进入中期，嘉庆皇帝勤俭节约，亲临朝政，日理万机，青花釉里红官窑烧制数量大量减少，因此工艺技术下降，制作粗燥，这就导致曾经辉煌的青花釉里红瓷开始走向衰落，直至当代青花釉里红才开始慢慢复苏。

高压侧功率因数 cosφ1= 0.66。

变压器的功率消耗为

五四时期，马克思主义在中国的传播并不是一帆风顺的。由于新文化运动所带来的思想解放，五四时期是一个主义丛生的年代，如无政府主义、新村主义、基尔特社会主义等社会学说在社会上流行。面对这些主义、思想，中国早期共产主义者排除各种干扰，通过学习、分析、比较和研究，逐步选择了马克思主义，以李大钊、陈独秀为代表的知识分子，完成了由激进民主主义者向社会主义者的转变，成为宣传马克思主义的中坚。他们积极迎接其他思想流派的挑战，在“问题与主义”的论战中，既坚定了自己的共产主义信仰，又扩大了对马克思主义的宣传，使马克思主义在中国的传播进入一个新的阶段，即由理论本身的探索进入到把理论如何应用于中国社会实际的阶段。

补偿前低压侧功率因数为滞后0.99，补偿后变为超前0.99（过补偿）。正是由于低压侧的过补偿，抵消了部分变压器的无功消耗，所以，从变压器高压侧供电计量点来看，系统的功率因数已达到0.9标准以上要求。补偿后的功率平衡计算：

由此得，低压侧功率因数为 cosφ2= 0.99。

1）变压器的电阻

所以，负荷功率消耗为

此外，还需说明的是，中国政府在力图通过改革经济体制拉动经济发展，从而减除贫困的同时，还进行了区域性扶贫的初步探索，于1982年在甘肃的定西、河西和宁夏的西海固地区启动了以农业开发方式扶贫的“‘三西’地区农业建设项目”，拉开了通过资源开发的方式开展扶贫的先河。

由此，可以看出低压侧无手动投入补偿电容前，低压侧功率因数超过标准值0.9 以上，表面来看功率因数已达到要求，无需无功补偿。但是，由于变压器处于轻载状态，即使低压侧功率因数较高，而从高压供电计量点来看，因变压器的无功消耗占系统总功率较大，所以从高压侧来看，系统的功率因数同样不能达到0.9 标准以上要求。