煤矿配电变压器运行电能损耗计算方法探讨
2016-06-14 07:25 [煤炭论文] 来源于：互联网 作者：互联网
导读：[摘要]在对煤矿配电变压器运行电能损耗常用计算方法进行简单阐述后，对降低配电变压器运行损耗的技术措施进行了认真分析研究。最后，对煤矿配电变压器容量的节能经济选择提出几点建议。 [关键词]煤矿；配电变压器；运行损耗 配电变压器的运行损耗主要包括有
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[摘要]在对煤矿配电变压器运行电能损耗常用计算方法进行简单阐述后，对降低配电变压器运行损耗的技术措施进行了认真分析研究。最后，对煤矿配电变压器容量的节能经济选择提出几点建议。
[关键词]煤矿；配电变压器；运行损耗
配电变压器的运行损耗主要包括有功损耗和无功损耗两大部分。在煤矿35kV及以下供电系统中，通常采用高供低压计量方式，而上级供电公司往往只按照配电变压器的额定容量来收取相应的变损电费，或简单根据配电变压器产品型号相关技术数据，以配电变压器长期处于满负荷运行工况状态下来计算配电变压器有功电能损耗。上述配电变压器运行损耗计算方式中，由于忽略配电变压器运行过程中负荷无功功率在传输、分配、消耗过程中所引起的配电变压器运行电能损耗量。同时，加上煤矿配电变压器在运行过程中，其需求侧负荷始终处于较大波动范围，满负荷运行工况较少；另外，在电能交换过程中也会引起有功电能损耗，这样简单按照长期满负荷或变压器计算数据来定配电变压器运行损耗，而不计无功功率损耗，就会与煤矿配电变压器实际损耗值间偏离较大。因此，对煤矿配电变压器运行电能损耗计算方法进行分析，并对配电变压器常用节能技术措施进行探讨，就显得非常有工程实践应用研究价值。
1、变压器运行电能损耗常用计算方法
1.1 公式计算法
公式计算法是根据需求侧电力用户当月实时抄表的有功、无功电量、以及变压器容量及铭牌参数，按照相应的计算公司计算出配电变压器该月运行有功电能损耗和无功电能损耗。其具体计算公式在文献[1]中给予详细的分析探讨。公式计算法是其计算结果较为准确，比较符合公平、透明等电能损耗计量原则，尤其针对特定的配电变压器的运行损耗的计量收费较合适。但由于目前供电企业需求侧用电营销管理系统和工作技术水平参差不齐，对煤矿配电变压器的基础档案存在不齐全、技术性能参数不准确、以及技术升级改造后更新较为缓慢等问题。如果采用公式计算法，不仅其计算工作量较大，不能有效提高工作人员的工作效率，同时其计算结果准确性、实时性、可靠性均较低，另外，在计算公平性、公开透明性等方面，不能很好满足人性化智能营销服务需求，不适合用电营销MIS系统在大范围内对大批量复杂用电电力用户配电变压器运行损耗电量的计算。
1.2 固定系数法
固定系数法是简单地根据配电变压器当月的抄表电量乘以一个固定的电能损耗比例系数，即变损=固定空载损耗+抄表电量×铜损系数（%），由此获得配电变压器的计算变损损耗。此法计算较为简单，同时能够向电力用户做出合理解释，基本能够反映配电变压器运行损耗电量随电力用户用电量增加而增加间的规律特性。但由于配电变压器运行损耗电量与实际用电量间并不能完全符合线性关系，尤其当电力用户用电量偏低时，不能准确反映配电变压器运行的固定损耗电量，计算结果误差较大。
1.3 固定费用法
固定费用法就是根据煤矿配电变压器运行工况和井下供电系统的实际情况，按照预先设定的损耗计量条件，计算出不同容量配电变压器在运行过程中对应的损耗费用，进而按照容量每月收取固定的损耗费用。此法与固定系数法一样存在损耗计量较为简单等优点。但由于整个计算过程中，不能真实反映损耗电量随用电量增长间的关系，也就是没有体现损耗电量按实际不同用电类别进行合理分摊原则，公平性较差。
1.4 查表法
查表法是根据煤矿配电变压器额定容量与实际用电量间的关系，通过查相应容量配电变压器电能损耗关系表，进而获得配电变压器的实际损耗电量，由此来计算配电变压器的运行损耗费用。此种方法较公式计算法其计算精确度稍差，但相比较为简单、便于操作，同时也比较容易被电力用户理解和接受。因此在现代电力营销MIS管理系统中，被广泛用于大批量电力用户配电变压器运行损耗费用计量领域。
2、降低配电变压器运行损耗的技术措施
在煤矿变电所运行维护过程中，降低配电变压器运行损耗，提高电能转换效率，已成为煤矿电力工作人员研究的一个重要内容。从大量实际工作经验可知，降低配电变压器运行损耗可以从以下多个方面进行：
（1）对于煤矿变电所优化规划过程中，对于井下配电变压器其负荷率应按照额定容量的70%-80%进行选择较合适，而对于煤矿井上总降压配电变压器而言，应尽量按最大需求容量选择配电变压器型号选择。（2）用技术经济比较法来优选配电变压器容量。在额定电压允许情况下，对于煤矿井下供电系统应尽量提高电压进行供电系统规划，是煤矿井下供电系统降低线损率的有效技术措施。对于35kV及以上供配电网络而言，每提高运行电压1%，则其可以达到的降损效果约1.2%，也就是提高运行电压，其所达到的节能效果将为明显。（3）采用节能型动态无功实时补偿装置，通过合理的无功分散和就地集中补偿方式相结合，有效提高煤矿井下负荷功率因数，减少无功损耗，有效提高配电变压器的运行效率。（4）尽量平衡三相负荷，力求运行过程中三相负荷始终保护基本平衡，以减少负荷不对称引起配电变压器发生附加铜损。（5）通过增加无功补偿装置，提高配电变压器功率因数。提高后的配电变压器功率因数通常不宜超过0.96，而应以达到0.9～0.96范围内为最佳。
3、煤矿配电变压器容量的节能经济选择
有关煤矿配电变压器经济容量的选择，除了按照电力系统配电变压器型号容量选型设计手册中介绍的相关选择技术原则外，还应按照按近、中期电力负荷预测结果（即采用单耗法），来计算煤矿配电变电所的用电负荷总量Sy，如若配电变压器型号选择为SFZ10系列的配电变压器，则其容量应选择为：SN=Sy/k，其中k为经济容量系数，为k=0.43-0.455。在获得配电变压器容量后，用年费用最小法来进行技术、经济等方面的选择，优选出工程经济使用年限n=25年的最经济最节能的煤矿配电变压器经济容量。
为了确保煤矿配电变电所母线电压不超过其运行额定电压的1.1倍，以及在不发生补偿谐振的前提下，应加大煤矿变电所低压母线上动态无功电源补偿容量，以降低配电变压器阻抗上的电压损耗，即通过无功补偿达到ΔUT=（PR+QX）/U为零或负值的情况，这样可以有效提高S*=kU*2中的U*值,这样可以确保煤矿配电变压器在不同运行工况下，其始终运行在最小损耗曲线上，从而达到节能降耗的目的。
参考文献
[1]刘跃群.谈配电变压器损耗电量的计算[J].电力职业技术学刊,2010，(01):1-2.
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