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正视单相配电变压器的应用

正视单相配电变压器的应用

点击数:7821 次   录入时间:03-04 11:43:36   整理:http://www.55dianzi.com   电工基础

  根据表1所示,我们可以看到,同是11型号的100 kVA容量的三相卷铁芯密封变压器与单相卷铁芯变压器除了重量明显差异外,技术指标差别并不明显。所以一直认为的单相变压器比三相变压器变损小、节能的结论是没有依据的。

  单相供电方式是否线损低

  根据电路原理,同样的距离输送同样的功率P,功率因数为1,三相供电方式与单相供电方式的线路损失如下。

  假设使用同截面的导线,导线电阻为R

  单相变压器两线方式供电,输送功率P时,相线、中性线中电流为I,产生的线路损失为P单损 = 2I2R

  三相变压器三相四线方式供电,输送功率P时,线路中相电流为I/3,理想状态下中性线无电流,相线P相损 =(I/3)2R = I2R/9

  本方式下线路损失为P三损 = 3×(I/3)R = I2R/3

  通过计算可见,三相供电方式的线路损失是最低的,单相供电的方式比三线制的损耗高6倍。由此可见,单相供电方式在与三相供电方式在降低线路损失方面并无优势。

  单相变压器的优点在哪里

  单相变压器具有的经济意义如下:第一,相同容量的单相变压器比三相变压器用铁减少20%,用铜减少10%。尤其是采用卷铁芯结构时,变压器的空载损耗可下降15%以上,这将使单相变压器的制造成本和使用成本同时下降,从而获得最佳的寿命周期成本。第二,在电网中采用单相供电系统,可节省导线33%63%,按经济电流密度计算,可节约导线重量42%,按机械强度计算,可降低导线消耗66%。因此可降低整个输电线路的建设投资。这在我国地域广阔的农村和城镇的路灯照明及居民生活用电方面是很有意义的。第三,单相变压器由于结构简单,适合大批量的现代化生产,有利于提高产品质量和效益。第四,适于引入新技术、新材料、新工艺,获得技术加分,党的十六届五中全会提出把节约资源作为基本国策,“十一五”规划《纲要》进一步把“十一五”时期单位GDP能耗降低20%左右作为约束性指标。在这个大背景下,降损附加值高的新产品将大有所为。

  在线损理论计算时可以发现,80%的线路损失发生在20%的主干线上,因此缩短低压主干线距离,就可以大大减少低压线损,由于单相变压器重量轻,可以灵活安装在电杆上使用,便于深入负荷中心,就近降压供电,提高供电质量。

  一般单相变压器在小范围内供电,发生故障波及面小,利于提高供电可靠性。同时,因为单相变压器重量轻,安装维护方便,使用灵活,可以单相使用,也可以三台组成三相变压器使用。

  变压器小容量化的代价

  轻负荷地区进行单相供电制建设,可减少建设投资。大负荷地区进行单相供电制的改造,必须有较大的经济投入。

  笔者看到,有的单相变压器在居民小区的试点,实行的是将大变压器化成多个小变压器,临近负荷安装,缩短低压主干线距离,由于电源点到负载的距离是一定的,缩短低压供电距离,必然要延长高压输电距离,此种改造需要大量的投资,例如原来3个单元30户人家使用160 kVA三相变压器1台,改用350 kVA单相变压器供电,表2列出两种改造方案的用料及损耗变化,很明显的增加了建设投入。其一,为了减少低压主干线的线损,要将高压线路引入负荷中心,增加高压线路建设投资。其二,采用多台小容量变压器后的空载损耗和负荷损耗,都比原先单台大容量变压器多。其三,多台小容量变压器的购置资金也大于单台大容量变压器的购置资金。

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