变压器节能测试与改造评估

　　【摘要】：对某公司变压器改造前进行评估：两台S7变压器全部为国家明令淘汰产品，其中一台负荷率较低与国家节能监测标准要求不符。基于此采用了S13变压器来替代S7变压器进行改造，空载损耗降低了38%，负载损耗降低了12%，有效实现了能量的节约。同时又制定了变压器改造节能减排的后续跟踪方案。

　　【关键词】：变压器；改造评估；节能测试

　　Transformer Testing and Improvement of Assessment

　　ZHANG Xiao-song

　　(Shenzhen Qinghua Huanke Testing Limited, Shenzhen 518172, Guangdong, China)

　　[ Abstract ]: The assessment for a transformer befor transforming: two S7 transformers were the obsolete products, one of them is not up to   the national energy conservation standards of low loading rate. Based on this use of S13 transformer to replace the S7 transformer transformation, no-load loss is reduced by 38%, load loss is reduced by 12%, the effective realization of energy conservation, also devolped the following scheme for transforming the energy conservation and emission reduction.

　　[ Key words ]: transformer; transformation assessment test; energy conservation

　　中图分类号： TM4  文献标识码： A   文章编号： 2095-0802-(2011)11-0095-02

　　(一)变压器改造项目节能改造前评估的方案

　　某公司进厂电源电压为10kV。由两台S7-1600/10变压器，变压为400V，分别供电各车间生产动力用电和单相照明与办公用电。功率因数采用自动补偿方式。

　　⑴经过现场调查发现供变电系统存在的问题①两台S7变压器全部为国家明令淘汰的变压器；②有的变压器的负荷率较低未达到国家节能监测标准的要求[1]。

　　⑵变压器改造项目的技术方案

　　采用S13变压器替代S7变压器，空载损耗可降低38％，负载损耗可降低12％，节约电能量。

　　(二)变压器改造项目实施过程中的监测方案

　　（1）变压器改造前电能平衡测试结果

　　①经企业用电代表日(24h)测试，据测试数据计算出的#1变压器的负荷率为39.04％，#2变压器的负荷率为22.16％；#1变压器处在允许经济运行负荷运行状态范围；#2变压器处在非经济运行负荷运行状态范围，未达到国家节能监测标准GB/T 16664《企业供配电系统节能监测方法》规定的变压器负荷率应≥30％的要求[2]。

　　②经企业用电代表日(24h)测试，据测试数据计算出的#1变压器的变损率为0.84％，#2变压器的变损率为0.98％，由于运行的是国家明令淘汰的S7型变压器，因此变损率较大，并且随着负荷率变小而变损率随之增大。

　　③两台变压器的供电功率因数，由于变电系统采用自动无功补偿器，使#1变压器的功率因数为0.99，#2变压器的功率因数为0.99，均达到国家节能监测标准GB/T 16664《企业供配电系统节能监测方法》规定的≥0.9要求[3]。

　　(二)变压器改造项目竣工实施后的评估方案

　　⑴变压器改造后电能平衡测试结果

　　①经企业用电代表日(24h)测试，据测试数据计算出的#1变压器的负荷率为38.82％，#2变压器的负荷率为22.11％；#1变压器处在允许经济运行负荷运行状态范围；#2变压器处在非经济运行负荷运行状态范围，未达到国家节能监测标准GB/T 16664《企业供配电系统节能监测方法》规定的变压器负荷率应≥30％的要求。详见代表日测试数据表2-1和变压器电能利用率测算数据表2-2、表2-3。

　　②经企业用电代表日(24h)测试，据测试数据计算出的#1变压器的变损率为0.55％，#2变压器的变损率为0.53％，由于改造后运行的是国家明令推广的S11型变压器，因此变损率变小，并且随着负荷率变小而变损率随之变小。详细参见表2-1、表2-2、表2-3。

　　③变压器电能利用率：

　　经企业用电代表日(24h)测试，据测试数据计算出的#1变压器的电能利用率为99.45％，#2变压器的电能利用率为99.47％，由于运行的是国家明令推广的S11型变压器，因此电能利用率变高。详细参见表2-1、表2-2。

　　④两台变压器的供电功率因数，由于变电系统采用自动无功补偿器，仍然使#1变压器的功率因数为0.99，#2变压器的功率因数为0.99，均达到国家节能监测标准GB/T 16664《企业供配电系统节能监测方法》规定的≥0.9要求。

　　表2-1.某公司用电代表日负荷率测算数据表

　　序

　　号时  间

　　范  围＃1变压器（216线）＃2变压器（217线）

　　有功电量kWh无功电量Kvar功率因数cosФ有功电量kWh无功电量Kvar功率因数cosФ

　　010：00-11：00870.00173.000.98560.0085.000.98

　　111：00-12：00905.00173.000.98475.0075.000.98

　　212：00-13：00805.00138.000.99360.0030.001.00

　　313：00-14：00970.00210.000.98560.0085.000.97

　　414：00-15：00840.00125.000.99475.0060.000.99

　　515：00-16：00900.00210.000.97490.0080.001.00

　　616：00-17：00770.00140.000.98420.0075.000.97

　　717：00-18：00700.00105.000.99420.0060.000.99

　　818：00-19：00870.00172.000.98520.0070.001.00

　　919：00-20：00630.00105.000.99520.0070.000.99

　　1020：00-21：00765.0070.001.00260.0040.000.99

　　1121：00-22：00480.00102.000.98340.0020.001.00

　　1222：00-23：00385.0035.001.00320.0010.001.00

　　1323：00-24：00350.0070.000.98200.0010.001.00

　　1424：00-1：00420.0070.000.99220.0010.001.00

　　151：00-2：00385.0035.001.00240.0010.001.00

　　162：00-3：00480.0035.001.00180.0010.001.00

　　173：00-4：00310.0065.000.95200.0010.001.00

　　174：00-5：00350.0070.000.99160.0010.001.00

　　195：00-6：00320.0035.001.00160.0010.001.00

　　206：00-7：00380.0035.000.99140.0010.001.00

　　217：00-8：00315.0070.000.98140.0010.000.92

　　228：00-9：00770.00125.000.99580.0030.001.00

　　239：00-10：00730.00105.000.99500.0030.001.00

　　合计W=14700.0Q=2473.0cosФ=0.99W=8440.0Q=910.0cosФ=

　　0.99

　　表2-2.#1变压器电能利用率测算数据表

　　变  压  器  试  验  报  告  数  据

　　编号变压器

　　型  号额定

　　容量额定

　　电流额定电压空载

　　损耗短路

　　损耗空载

　　电流短路

　　电压

　　1#S13-1600/10Se (kVA)I1e/I2e (A)V1e/V2e

　　(V)△P0

　　(kW)△Pk

　　(kW)I0

　　(%)Uk

　　(%)

　　单列台数11600/10/0.41.1714.50.64.5

　　测算项目

　　序

　　号项目符  号计量单位数据来源及计算公式计算结果

　　并列运行

　　1输入有功电量WbrkWh测  试14700.0

　　2输入无功电量WqkVar测  试2473

　　3测试时间th测  试24

　　4

　　视在功率均方根值

　　Sck

　　kVA

　　621.17

　　5

　　均方根电流值

　　Ick

　　A

　　/

　　6变压器负荷率βb%βb＝(Sck/Se)×10038.82

　　7变压器有功损耗量 △WbskWh△Wbs＝(△P0＋β2×△Pk)×t80.52

　　8变压器电能损失率△ηb%△ηb＝(△Wbs/Wbr)×100％0.55

　　9变压器输出有功电量WbckWh△Wbc＝ (Wbr－△Wbs)14619.48

　　10变压器电能利用率ηb%ηb＝(△Wbc/Wbr)×100％99.45

　　⑵变压器改造项目节能量的计算

　　实施变压器改造项目节能量：国家明令淘汰的S7-1600/10的空载损耗为2.65kW，负载损耗为16.5kW，已知节能型S13相同规格的变压器的空载损耗为1.17kW,负载损耗为14.5kW,则其节电量为：

　　[((2.65-1.17)＋0.38822×(16.50－14.50))＋((2.65-1.17)＋0.22112×(16.50－14.50))]×8760h/10000＝2.9426万kWh/a

　　⑶对变压器改造项目节能减排效果的评价

　　减排二氧化碳量：

　　2.9426万kWh/a×9.987tco2/万kWh =29.388tco2/a；

　　减排二氧化硫：

　　2.9426万kWh/a×0.0917tso2/万kWh =0.270tso2/a。

　　环境评估：环境效益显著。

　　(四)变压器改造节能减排效果的后续跟踪方案

　　⑴建议这两台同型号、同功率、同组别的S13-1600/10变压器，实施并列运行方式改造；

　　⑵如果企业生产规模目前没有增加，建议停开一台变压器，既节约电能量节省电费，又节省容量费。

　　参考文献：

　　[1]姜子刚、赵旭东主编．节能技术（上）．中国标准出版社．2010：66-68．

　　[2]辛定国，等. GB/T15316-2009 节能监测技术通则，中国标准出版社：2009 .

　　[3]张建国，等．节能项目节能量与减排量计算及价值分析，中国能源，2009.5．