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節能變壓器開發與應用

SN9系列農用變壓器是由吉林省電力科學研究院與吉林省電力有限公司農電部等單位聯合開發研制的節能型變壓器產品。該產品適合低負載率地區使用,其特點是:在與S9型變壓器制造成本基本相同的條件下,用于負載率小于50%的地區,可減少運行損耗。經計算當負載率為20%時,SN9-50/10的變壓器比S9-50/10變壓器總運行損耗降低15.3%左右。目前吉林省農村電網建設與改造工程中已廣泛采用。

  在電網整個線損中配電變壓器的損耗占較大比例,降低配電變壓器的損耗是降低電網線損的有效途徑。經調查大多數農村電網中的變壓器長期處于輕載或空載狀態,在負載率較低的農村電網中使用S9型變壓器不能充分發揮其應有的節能效果。因此,針對農村電網負載率低的特點,開發出與S9型變壓器成本相當的、適合農村電網低負載率場合使用的系列變壓器,應用到城市電網和農村電網建設與改造中,達到了投資一定,運行成本降低較大的效果。本系列農用變壓器的開發具有以下創新:

 ?。?)充分考慮農村電網負載率:

  為了掌握農村負載率的情況,我們對部分地區進行了調查,結果表明:吉林省鄉鎮企業較發達的地區,年負載率最大也不會超過15%,一般年負載率在6%~9%;吉林省農業地區,年負載率最大不會超過6%,一般年負載率在3%左右??紤]到發展的因素,吉林省農村電網的負載率在相當長的一段時期內不會超過20%.長春市揚家線的負載率在18%左右。因此,農用變壓器技術條件的編制、系列設計、技術經濟分析等,均采用20%的年負載率進行計算的。為吉林省農村電網負載的發展留有足夠的空間。

 ?。?)農用變壓器的損耗參數的設置:

  通過進行農村電網負載率的調查,結合變壓器性能參數的優化設計,以與S9型變壓器制造成本持平做為約束條件,以保證損耗比值、最低運行損耗為目標函數。確定了SN9系列變壓器的技術條件。其中空載損耗較S9型變壓器降低了約20%~25%,負載損耗較S9增加了約10%,使損耗比(負載損耗/空載損耗)提高到7左右。其它性能參數保持了S9型變壓器的性能參數。本技術條件的采用使SN9變壓器在50%以下負載率的條件下較S9型變壓器都是節能的,且負載率越低節能效果越明顯。

 ?。?)先進的設計技術:

  SN9系列農用變壓器,除了在性能參數上具有上述特點,在產品設計上也采用了新的結構技術和設計方法。利用CAD進行優化電磁計算,在規定的性能參數要求內達到經濟指標優;充分發揮了系列設計的優勢,考慮了標準零部件的采用和互用,提高了原材料的利用率;在結構設計中重點考慮了農用變壓器的使用環境,提高了農用變壓器的過載能力、抗過電壓能力;提出了重點工序的工藝要求,既保證了農用變壓器生產工藝技術與S9型變壓器的接軌,又保證了生產工藝技術的先進性。

(4)全密封技術:

  在開發普通型SN9系列變壓器的基礎上,開發了SN9-M型產品。與普通型變壓器相比,全密封變壓器的可靠性、使用壽命、運行維護等方面占有明顯優勢。SN9-M在內部結構上采用了簡單有效的器身防松、固定方式,采用新型結構的波紋油箱。另外在密封膠件防紫外線、油箱膨縮特性等采取了特殊的結構,保證了全密封變壓器膨縮器的膨縮量能滿足變壓器油在-40℃~+85℃之間溫度內體積的變化。目前許多全密封變壓器忽略了膨縮特性的校核、沒有控制注油溫度,使全密封變壓器的實際膨縮量超過了油箱膨縮器的彈性變形范圍,導致了油箱的開焊、膨脹器的永久變形。在進行全密封變壓器設計時,不但要使油箱的散熱面滿足溫升要求,更重要的是還要使油箱的膨縮量能滿足所用油在125℃溫差范圍內體積的變化量。通過對全密封變壓器油箱的膨縮特性進行試驗研究,建立校核膨縮量的計算公式,使設計、結構、工藝成為有機的整體。SN9-M全密封農用變壓器就是在進行了上述試驗研究的基礎上開發的。

  目前吉林省農村電網已有11000余臺SN9農用變壓器已在44個縣(市、區)的農村電網中使用。時間長的已運行兩年半以上,迄今為止沒有一臺燒損。目前投運的約40萬kVA的SN9變壓器,經計算已節電約200萬kW.h.

  雖然SN9農用變壓器是根據吉林省農村負載率情況而開發的,SN9-M是根據北方環境溫度而進行設計的,但也適用其它類似地區。
 

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