变压器增容方案

1/6变压器运行负荷分析及改善建议前言：电力变压器是工厂配电系统结构中重要的组成部分，其运行正常与否，直接影响企业的生产生活秩序。为确保电力变压器的长期稳定运行，防止、减少事故率，我们需要时刻把握变压器的运行及负荷状况，定期进行电力变压器的预防性测试，并根据生产设备负荷率及负荷增加情况，适时调整或改变变压器的负荷配置，这是企业供电系统长期稳定运行的重要手段。1.目前公司变压器的组成结构10KV进线（进线编号：F10）总进线柜+测量1#变进线柜2#变进线柜减震车间进线柜1#变压器2#变压器胶管车间素材车间容量：1600KVA容量：1250KVA3#变压器4#变压器5#变压器容量：800KVA容量：500KVA容量：1250KVA下：目前公司变压器一览表及基本参数变压器编号额定容量额定电流变压情况相数使用部门使用情况备注KVAA在用/停用1#1600230410KV/0.4KV3相胶管在用2#1250180010KV/0.4KV3相素材在用3#800115210KV/0.4KV3相减震在用4#500125010KV/0.4KV2相停用5#1250328010KV/0.22KV3相在用2014年7月22发生短路事故，2/6下图：我司目前变压器位置及供电范围2．目前各变压器运行负荷分析下图对2014年9月9日各变压器实际运行最大电流进行分析。一般情况下，变压器的负率在85%左右，最为经济安全。负荷率太低，使用效率低造成容量浪费，变压器的基本电费是固定，大约是23元/KVA,这笔费用是变压器每个月固定支出的费用，无论变压器是否运行使用或负荷率是多少，在这个条件下，当然是负荷率越高越经济。但负荷率越高，变压器的运行电流就越大，发热就越厉害，容易造成线圈匝间绝缘性降低，形成短路事故。下表：目前公司变压器运行负荷情况部门变压器编号变压情况相数输出电压U额定容量S额定电流安全运行电流（MAX）实际运行最大电流安全条件下实际运行负荷率VKVAAAA%胶管1#10KV/0.4KV3相400160023091962180091.7%素材2#10KV/0.4KV3相400125018041533140091.3%减震3#10KV/0.4KV3相400800115498180081.7%4#10KV/0.4KV2相40050012501063005#10KV/0.22KV3相220125032802788190068.1%注：①长期稳定运行的安全电流按额定电流的85%计算，变压器额定电流A=S*1000/（√3*400）②安全条件下变压器实际运行负荷率-%=实际运行最大电流/安全运行最大电流③实际运行最大电流值取自2014年9月9日各时间段电流的最大值。素材胶管减震3/6下表：变压器运行负荷及额定电流、安全运行电流对比4/6从以上数据分析，胶管车间1#变压器和素材车间2#变压器目前已处在长期安全运行技术条件的最大条件，如果需要扩大生产增加设备，变压器将无法满足扩产的需求。减震车间变压器容量目前仍有少许的盈余，但盈余不是很多，视乎未来设备负载的增加情况，是否需要作出调整。3.各部门未来三年设备负载增加情况未来三年除素材车间没有特别的设备导入计划之外，胶管和减震车间都有相应的新设备投入计划，尤其是减震车间，设备增加的幅度较大，如果未来3年内的投资计划得以实施，目前的变压器供电能力将无法满足需求，势必给生产带来很大的困扰，同时也将影响各变压器的长期稳定运行。下表：未来三年设备增加后的变压器负载率变化情况部门变压器编号相数输出电压U额定容量额定电流安全运行电流实际运行最大电流I当前运行负荷率η1目前设备负载P1当前同时系数K未来三年增加负载设备增加后总负荷P2设备增加后负荷率η2VKVAAAA%KWKWKW%胶管1#胶管3相400160023041962180091.7%29480.366513599111.9%素材2#素材3相400125018001533140091.3%13510.680135191.3%减震3#减震3相400800115298180081.7%12190.393931612108%4#减震2相40050012501063005#减震3相220125032802788190068.1%20660.3513613427113%说明：①关于同时系数，由于使用方的运行方式直接影响其大小，规范上并无强制要求同时系数的大小。一般广州市的电力设计院按不低于0.7取值。通过计算发现，我司设备同时系数比较低，这是由我司设备运行方式决定的，比如胶管车间，用电量大的挤出机50HZ的功率90KW，一般的情况才用到20HZ（螺杆转速），实际用电最多36KW。挤出机温调加热阶段的功率达到额定功率，但达到设定温度后，在保温阶段用电很少。②同时系数的计算公式K=√3∗实际运行最大电流I*380V/1000/目前设备负载P1③设备增加后的负载率计算公式η2=P2/P1*η1④以上设备总功率包含了各车间生产设备、空压机、空调、锅炉、排气、污水处理等原动设备的功率。如上表分析，鉴于一般变压器的负载率不超过85%，胶管1#变压器，在设备增加后，负载率达到111.9%。而减震车间5#变压器，设备增加后变压器的负载率将达到113%，已经超出变压器所能承载的能力，很有可能会烧毁变压器。4.改善建议5/6基于以上分析，为满足公司中远期发展计划，并确保供电系统的长期稳定运行，非常有必要对当前的变压器配置作出调整。基于经济、安全的原则，初步给出如下建议。(1)将3#变压器（800KVA）迁至胶管车间，以降低1#变压器的负载率，搬迁后新编号为6#变。⑵为确保运行安全，增加1#变压器和3#变压器的联络柜，达到相互供电的目的。其中任何一个变压器出现故障，都可以向对方供电，这是很多企业保证用电安全的普遍做法。⑶将原3#变压器增容至1250KVA,以满足设备增加的需求。编号仍为3#变。⑷将废弃原4#变压器，改为三相220v，容量为1600KVA左右，编号仍为4#变。并与5#变压器形成联络，以确保安全。下表：变压器调整后负载率变化情况部门变压器编号相数输出电压U额定容量额定电流安全运行电流实际运行最大电流I当前运行负荷率η1目前设备负载P1当前同时系数K未来三年增加负载设备增加后总负荷P2设备增加后负荷率η2变压器增加后负荷率η3VKVAAAA%KWKWKW%%胶管1#胶管3相400160023041962180091.7%29480.366513599111.9%74%6#胶管3相400800115298174%素材2#素材3相400125018001533140091.3%13510.680135191.3%减震3#减震3相40012501800153380081.7%12190.393931612108%69%4#减震3相22016004199356961%5#减震3相220125032802788190068.1%20660.3513613427113%61%说明：①变压器调整前总容量为5400KVA,调整后总容量为7750KVA，增容率为40%。可满足公司未来3~5年的发展需求。②变压器调整后，负荷率降低到一个较安全的水平，可以保证变压器安全平稳地运行。③变压器调整后的负荷率η3=设备增加后总负荷P2*1000/√3/电压U/功率因素COSφ/安全运行电流④功率因素COSφ取0.9。下图：新增胶管6#变压器位置及低压配电柜位置增加一道隔墙新增6#800KVA变压器用低压柜新增6#800KVA变压器6/6下图：新增减震3#及4#变压器位置及低压配电柜位置新增1250KVA3#变压器新增1600KVA4#变压器新增1600KVA4#变压器用低压配电室3#变压器的低压配电柜，需整体改造