摘 要:中繼泵站對(duì)熱電聯(lián)產(chǎn)供熱企業(yè)供熱運(yùn)行期間起重要調(diào)峰作用,變壓器是中繼泵站內(nèi)最為重要的電力設(shè)備。而在非供暖期或未運(yùn)行的情況下降低變壓器的空載損耗及負(fù)載損耗有重大經(jīng)濟(jì)意義,變壓器的空載損耗主要是鐵損, 而負(fù)載損耗主要是銅損,本文探討了相關(guān)降低變壓器空載損耗及負(fù)載損耗的相關(guān)途徑。
關(guān)鍵詞:中繼泵站;變壓器;降低損耗;途徑
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.08.116
1 引言
我們國(guó)家要?jiǎng)?chuàng)建節(jié)約型社會(huì),所以節(jié)能、環(huán)保、高效成為了供熱企業(yè)發(fā)展新方向。目前我公司東北郊供熱管理一處設(shè)有中繼泵站3個(gè),其中變壓器屬于泵站電力體系中不可或缺的設(shè)備,減少損耗和噪音污染能夠?yàn)楣犭娏ο到y(tǒng)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。要想實(shí)現(xiàn)環(huán)保、節(jié)能減排的目標(biāo),對(duì)變壓器生產(chǎn)企業(yè)和使用人員而言,就應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)和使用低能耗、低噪音的設(shè)備。本文以我公司云峰樓中繼泵站為例,探討相關(guān)減少變壓器出現(xiàn)損耗的適宜方法。
2 降低變壓器的空載損耗的意義
空載損耗是變壓器必不可少的參考條件之一,如果變壓器開(kāi)始運(yùn)行,不管負(fù)荷的大小,空載損耗皆為定值,因此此參數(shù)和變壓器端接的負(fù)荷大小并沒(méi)有關(guān)系。目前,云峰樓中繼泵站使用的是10KV的變壓器,在非運(yùn)行期每月電損約為1300kw/h,月支出電損資金約 1190元,如果按照一臺(tái)變壓器使用壽命為30年,運(yùn)行 30年電損資金約為 42.8萬(wàn)元,由此可見(jiàn),若能降低變壓器的損耗,可以達(dá)到良好的經(jīng)濟(jì)節(jié)約效果。要降低變壓器的空載損耗,一方面要從生產(chǎn)工藝上進(jìn)行改進(jìn),另一方面通過(guò)工作原理實(shí)現(xiàn)節(jié)能。
3 空載損耗降低的主要途徑
要想減少空載損耗,就應(yīng)當(dāng)對(duì)其構(gòu)成和影響因素有一個(gè)清楚的認(rèn)知。而對(duì)于以上影響因素,需要施行有效的方法,完成降低空載損耗的目的。變壓器的空載損耗基本上涵蓋了磁滯、渦流以及附加因素等諸多方面的損耗。(單位:瓦特W)。
(1)磁滯損耗。鐵心內(nèi)部產(chǎn)生的磁滯損耗在所有的空載損耗中占據(jù)的比例是由鐵心的材質(zhì)決定的,因此它是一個(gè)變量(冷軋硅鋼片是 25%-50%)。磁滯損耗常規(guī)的計(jì)算方式:
(2)渦流損耗。根據(jù)電磁感應(yīng)定律的原理,當(dāng)交變磁在硅鋼片內(nèi)進(jìn)行流通時(shí)會(huì)存在感應(yīng)電勢(shì),進(jìn)一步促進(jìn)感應(yīng)電流的產(chǎn)生,依據(jù)焦耳定律得到計(jì)算公式:
(3)鐵心附加損耗。鐵心產(chǎn)生的附加損耗源于以下因素的影響:
1)材質(zhì)特征:例如硅鋼片的方向特征、加工特性與絕緣膜的特征等。2)設(shè)計(jì)構(gòu)造:例如心柱狀的鐵軛是不是存在沖孔 、角部接縫的結(jié)構(gòu)(對(duì)接 、搭接 、多級(jí)搭接 )、鐵心整體是否緊固等。3)工藝品質(zhì)。例如沖剪加工的精確程度及毛刺的大小 、硅鋼片運(yùn)輸及疊裝環(huán)節(jié)是否輕拿輕放與疊裝質(zhì)量等。
4 生產(chǎn)工藝上降低變壓器的損耗
(1)采用有性能保障的硅鋼片。通常意義而言,硅鋼片性能與單位損耗具有正相關(guān)的關(guān)聯(lián),所以,可以有效降到空載損耗以及鐵心質(zhì)量。選擇HI-B類(lèi)型的高導(dǎo)磁硅鋼,其在高斯方位織構(gòu)度方面有很高的性質(zhì)。依據(jù)磁通密度和磁滯損耗間存在的關(guān)聯(lián),有效提升其高斯方位織構(gòu)度和磁導(dǎo)率,則能夠?qū)崿F(xiàn)減少鐵損的目標(biāo)。它的其它特征為由于表面產(chǎn)生了玻璃膜與絕緣涂層,使得其表面獲得了大于其自身性能的彈性張力,能夠在一定程度上提升它的磁性能,進(jìn)而降低異常渦流導(dǎo)致的損耗。其能有效促使變壓器實(shí)現(xiàn)大容量與小型化的兼?zhèn)?,還能夠顯著減少損耗與消除噪音。
(2)完善鐵心構(gòu)造, 降低工藝系數(shù)。1)卷鐵心變壓器。卷鐵心與以往的疊鐵心的鐵心四角減少大、 小各4個(gè)尖角, 故鐵重減小。此外,由于卷鐵心不具備疊接接縫,連續(xù)卷繞又充分利用硅鋼片的取向性,且成自然緊固狀態(tài),無(wú)需夾件緊固,防止夾緊導(dǎo)致的損耗提升,疊裝系數(shù)提升3%~5%,卷鐵心在退火之后更加容易恢復(fù)磁性能。卷鐵心與疊鐵心對(duì)比而言,空載損耗通常能夠減少20%~35%,空載電流減少60%~80%。2)R 型卷鐵心變壓器。因其鐵心截面占空系數(shù)接近 100%, 相同橫截面積的 R 型鐵心比階梯形截面卷鐵心的周長(zhǎng)減少 4% ~ 6%, 節(jié)省銅材3%~ 4% , 比普通卷鐵心變壓器更節(jié)能。3)單相柱上變壓器。以容量恒定不變?yōu)榍疤?,這種類(lèi)型的變壓器較三相變壓器而言鐵重輕20% , 銅重輕10%。特別是選擇卷鐵心的情況下,產(chǎn)生的負(fù)載損耗與空載電流能夠依次降低15%與40%。假如利用一線一地制進(jìn)行供電,還能夠額外降低輸電導(dǎo)線的損耗。
5 通過(guò)工作原理實(shí)現(xiàn)節(jié)能
(1)調(diào)容量變壓器調(diào)容量變壓器是將儀器中常用的換檔方法應(yīng)用于變壓器, 變壓器本身?yè)p耗隨容量的增大而增加, 將線圈的繞制和聯(lián)接方式加以特別而簡(jiǎn)單的改動(dòng), 配上調(diào)容轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān), 使得一臺(tái)變壓器具有 2種額定容量, 從而在使用中就可以根據(jù)負(fù)載的大小隨時(shí)變換變壓器容量( 無(wú)勵(lì)磁或有載調(diào)節(jié)) , 避免大馬拉小車(chē)0現(xiàn)象, 達(dá)到節(jié)能的目的。
(2)工作原理和損耗對(duì)比通過(guò)調(diào)容開(kāi)關(guān)的轉(zhuǎn)換( 無(wú)勵(lì)磁調(diào)節(jié)稱(chēng)無(wú)載調(diào)容變壓器, 有載調(diào)節(jié)稱(chēng)有載調(diào)容變壓器) 來(lái)變換繞組的聯(lián)結(jié)方式, 使繞組一二次側(cè)進(jìn)行串并聯(lián)或星角轉(zhuǎn)換, 讓電壓不變而容量變換。當(dāng)小檔容量時(shí),繞組全部串聯(lián), 因?yàn)殍F損與繞組匝數(shù)平方成反比,所以此時(shí)鐵損只有全容量時(shí)的 25%。
6 結(jié)論
綜上所述,若要降低中級(jí)泵站的空載損耗。第一,改變變壓器出廠時(shí)的工藝,變壓器鐵心每層疊片數(shù)目的方式,可以減少鐵心空載損耗。降低鐵心搭接面積,同樣能夠達(dá)到減少空載損耗的目標(biāo)。采用搭接面積的尺寸,疊片數(shù)量,墊塊的層級(jí)等因素皆和空載損耗的多少有關(guān)系,可按照產(chǎn)品的構(gòu)成來(lái)選擇搭接面積的尺寸。鐵心選擇多級(jí)接縫能夠減少空載損耗,可以按照損耗標(biāo)準(zhǔn)與施工的期限,科學(xué)選擇結(jié)構(gòu)。第二,在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中通過(guò)調(diào)容量來(lái)降低變壓器的空載,從而降低變壓的損耗,達(dá)到高效節(jié)能,節(jié)省經(jīng)濟(jì)損失。
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作者簡(jiǎn)介:居彤(1989-),男,陜西洛南人,本科,助理工程師,研究方向:集中供熱,換熱站自動(dòng)控制,建筑節(jié)能。