高節能盧科爾配電變壓器盧本平(河北省電力公司,河北石家莊050021)能、高工效和低成本的特點,是電力系統節能的有力措施。
1盧科爾配電變壓器盧科爾(lucore)配電變壓器是多邊形截面卷鐵心(簡稱多邊形鐵心)的商標專利名稱,它是由對稱的2組梯形、并加矩形硅鋼片條連續卷繞而成(見圖1)。多邊形鐵心變壓器具有以下特點:a.變壓器的空載性能好,優于疊鐵心和矩形鐵心。
b .鐵心截面系數較高(、表2),在邊數等于正12時系數為95 .5,相當于11級梯形鐵心截面系數,可滿足配電變壓器的需要在邊數大于正15時,其鐵心截面系數超出梯形鐵心截面系數97 的極限水平,可達到99 ,有利于開發較大容量卷鐵心變壓器。其鐵心截面不限于正多邊形,可以綜合優化鐵心截面。
級數系數邊數系數c.鐵心硅鋼片規格少,制作工效比梯形卷鐵心高。如正12邊形鐵心需6(9)種規格的硅鋼片,同等截面系數的11級梯形鐵心需22(33)種規格硅鋼片。而疊鐵心和矩形鐵心的制作均需在線圈裝配后進行復歸,其工效較低,且疊鐵心的硅鋼片規格數以千計。
d .鐵心的硅鋼片可以分段套裁,原料利用率較高,變壓器總成本低。
2不同類型三相變壓器的比較從S9型10 kV、 kVA各類鐵心三相變壓器(a)六級梯形(b)十邊形(c)十二邊形(d)圓形(e)矩形(f)單相二柱(g)三相三柱(h)三相五柱的損耗和重量計算比較,可以看出:a.卷鐵心變壓器的原料總重量低于疊鐵心。
b .雖然圓卷鐵心變壓器的鐵心和線圈重量均最小,但是原料總重量卻高于梯形和多邊形卷鐵心。
c.雖然正20邊和正24邊形鐵心的截面系數大于正16邊形,但正16邊形鐵心變壓器的原料總重量卻最低。所以,過高的截面系數不一定經濟。
d .綜合衡量變壓器的鐵心截面,以正12邊形為優。與正16邊形鐵心比較,雖然原料總重量增加0 .9(多6 kg),而工效卻提高33 其與梯形卷鐵心比較,原料總重量減少1 .1,工效提高1 .7倍與疊鐵心比較,原料總重量減少7 .6,工效提高數十倍。
e .三相三柱正12邊形鐵心與疊鐵心變壓器相比較,在總損耗相同時,原料總重量減少7 .6在原料總重量約相等時,總損耗減少11 .2.
f .三相五柱正12邊形鐵心與三相三柱疊鐵心變壓器相比較,在總損耗相同時,原料總重量減少1 1 .7 在原料總重量約相等時,總損耗減少3節能變壓器的節約價值配電變壓器是電力系統中數量最多的用電設備,其損耗對電力系統的經濟效益有直接的影響。
我國配電變壓器的年增長容量約為6 000萬kVA ,以10 W/kVA損耗率計算的功率損失每年增加約60萬kW ,為數可觀。國產變壓器的損耗過高,與美國GE公司生產的50 kVA和100 kVA單相卷鐵心變壓器相比較, S9變壓器的總損耗高出89 .4和配電變壓器供給1 kW功率線損需要的發電功率和設備容量分別約為1 .36 kW和1 .63 kW ,其需要的發電和高壓輸變電設備總費用約需1萬元/kW,年電費約需0 .2萬元/kW , 10 a總費用約需3萬元/如果每年新增的6 000萬kVA配電變壓器都采取盧科爾(lucore)配電變壓器,在與S9疊鐵心變壓器同等成本條件下,可以使其額定損耗率比S9疊鐵心變壓器減少2~4 W/kVA.如以其實際運行平均損耗率減少1 W/kVA計算,電力系統可節約發電設備容量約10萬kW ,節約輸變電設備容量約40萬kVA ,設備總價值約6億元可減少的系統總功率約8萬kW,電量損失約7億kWh/a ,10 a節約的電費約12億元。其10 a節約價值約18億元,并且是年年遞增。