專利名稱：變壓器損耗計量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及應用于電力行業(yè)、冶金行業(yè)變壓器功率損耗計量方法。
背景技術(shù)：
變壓器作為電力系統(tǒng)運行的主要設備，在變換電壓及傳遞功率的過程中，自身要產(chǎn)生功率損耗。變壓器的功率損耗與變壓器的技術(shù)特性有關(guān)，同時又隨著負載的變化而產(chǎn)生非線性的變化，變壓器的損耗在電網(wǎng)中的線損所占的比例較大，據(jù)統(tǒng)計，電能通過變壓器和輸電線路要損失10％左右，而變壓器損耗約占6％，中國一年在變壓器上的電能損失約470億千瓦時，變壓器能否經(jīng)濟運行，關(guān)系到企業(yè)的效益，尋找一種科學可行的方法計算變壓器的損耗，并實時控制使其經(jīng)濟運行對節(jié)能降耗意義重大。
變壓器功率損耗分兩部分，與負荷無關(guān)的損耗稱為空載損耗，隨負荷變化的稱為負載損耗?？蛰d損耗用ΔS0表示，計算式如下ΔS0=ΔP0+jI0%100S]]>負載損耗又稱短路損耗，指變壓器繞組中的損耗，它與負荷有關(guān)，當變壓器通過負荷時，有功損耗等于變壓器中的銅損，無功損耗等于繞組中的漏抗損耗。
目前變壓器功率損耗計算方法復雜，例如對于雙繞組變壓器功率損耗方法列舉幾種如下變壓器有功損耗ΔP計算方法
ΔP＝ΔP0+(P2+Q2/U2)rb×10-3或 ΔP＝ΔP0+ΔPk(Sa/Sn)2或ΔP=ΔP0+3I1a2rb1×10-3]]>或ΔP=ΔP0+3I2a2rb2×10-3]]>式中ΔP0——變壓器的空載有功損耗，KW；ΔPk——變壓器的短路損耗，KW；I1a——變壓器一次側(cè)代表日日均方根電流，A；I2a——變壓器二次側(cè)代表日日均方根電流，A；rb1——變壓器以一次側(cè)電壓為基準的每相等值電阻，Ω；Ib2——變壓器以二次側(cè)電壓為基準的每相等值電阻，Ω；rb——變壓器每相等值電阻，Ω；Sa——變壓器均方根容量，KV·A；Sn——變壓器額定容量，KV·A；U——流過功率那一點的線電壓，Kv；變壓器無功損耗ΔQ計算方法ΔQ=I0%100Sn+UK%Sn100(Sa/Sn)2]]>或ΔQ=I0%100Sn+P2+Q2U2Xb×10-3]]>
或ΔQ=I0%100Sn+3I1a2Xb1×10-3]]>或ΔQ=I0%100Sn+3I2a2Xb2×10-3]]>式中I0％——變壓器的空載電流百分比；Uk％——變壓器的短路電壓百分比；Xb——變壓器等值漏抗，Ω；Xb1——變壓器以一次側(cè)電壓為基準的每相等值漏抗，Ω；Xb2——變壓器以二次側(cè)電壓為基準的每相等值漏抗，Ω；以上計算方法復雜，且負載損耗的計算是假定變壓器端電壓在任意負載時都等于額定電壓而導出的，而實際電壓隨負載變化而變化，應用這種方法計算得出的變壓器功率損耗存在誤差，而且這種計算方法不能實時反映變壓器功率損耗值。另外，某一段時間的損失情況，不能真實反映長時間的損失變化。這樣計算的結(jié)果只能用于事后的管理，而不能作為實時控制依據(jù)。
要想模擬真實情況，計算出變壓器在某一時刻或某一段時間內(nèi)的電能損失是很困難的，因為不僅要有詳細的電網(wǎng)資料，還要有大量的運行資料，有些運行資料是很難取得的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種以同一時刻一次側(cè)變壓器的電量數(shù)據(jù)和二次側(cè)的電量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，用一次測的電量數(shù)據(jù)減去二次側(cè)電量的數(shù)據(jù)，給出變壓器電量損耗實際發(fā)生值，提供瞬時量化數(shù)據(jù)變壓器損耗計量方法。
實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是這樣解決的
1、一種變壓器損耗計量計算方法，包括下述步驟a、采集變壓器一次側(cè)和二次側(cè)有功功率P、無功功率Q、總功率S、功率因數(shù)COSΦ的實時動態(tài)數(shù)據(jù)；b、用一次側(cè)電量數(shù)據(jù)減去二次側(cè)相應電量數(shù)據(jù)，計算給出變壓器的有功損耗ΔP、無功損耗ΔQ、功率因數(shù)變化ΔCOSΦ，總功損耗ΔS影響變壓器經(jīng)濟運行的電量；c、用有功損耗ΔP除以同一時刻一次側(cè)的有功功率，計算單位有功電量的有功損耗ΔP/P1；d、用總功損耗ΔS除以同一時刻一次側(cè)的總功率，計算單位負荷的總功損耗ΔS/S1；e、用無功損耗ΔQ除以同一時刻一次側(cè)的無功功率，計算單位無功電量的無功損耗ΔQ/Q1；f、變壓器節(jié)能運行管理軟件建立ΔP/P1、ΔS/S1、ΔQ/Q1等參數(shù)的動態(tài)數(shù)據(jù)庫，分別計算出ΔP/P1、ΔS/S1、ΔQ/Q1參數(shù)在變壓器經(jīng)濟運行狀態(tài)時的最小值，將變壓器運行電參數(shù)的瞬時值和最小值比較，給出差值，差值超出一定范圍后輸出控制信號或報警信號，使變壓器的運行操作滿足無限趨近于優(yōu)化經(jīng)濟運行參數(shù)；其計算公式為有功損耗ΔP＝P1-P2無功損耗ΔQ＝Q1-Q2總功損耗ΔS＝S1-S2功率因數(shù)降低值ΔCOSΦ＝COSΦ1-COSΦ2單位有功電量的有功損耗率ΔP/P1=P1-P2P1×100%]]>
單位負荷的總功損耗率ΔS/S1=S1-S2S1×100%]]>單位無功電量的無功損耗率ΔQ/Q1=Q1-Q2Q1×100%.]]>式中各符號代表的意義為ΔP-冶煉變壓器損耗，P1-一次側(cè)有功功率、P2-二次側(cè)有功功率；ΔQ-無功損耗，Q1-一次側(cè)無功功率、Q2-二次側(cè)無功功率；ΔS-總功損耗，S1-一次側(cè)總功率、S2-二次側(cè)總功率；ΔCOSΦ-瞬時功率因數(shù)變化值，COSΦ1-一次側(cè)功率因數(shù)、COSΦ2-二次側(cè)功率因數(shù)；S-總功率；P-有功功率；Q-無功功率。
依據(jù)分別連在變壓器一次側(cè)和二次側(cè)的采集器采集的變壓器一次側(cè)和二次側(cè)有功功率P、無功功率Q、總功率S、功率因數(shù)COSΦ的實時動態(tài)數(shù)據(jù)，用一次側(cè)電量數(shù)據(jù)減去二次側(cè)相應電量數(shù)據(jù)，計算給出變壓器及其二次側(cè)產(chǎn)生的有功損耗ΔP、無功損耗ΔQ、功率因數(shù)變化ΔCOSΦ，總功損耗ΔS等影響變壓器經(jīng)濟運行的電量參數(shù)，用有功損耗ΔP除以一次側(cè)相應瞬時有功功率，計算單位有功電量的有功損耗率ΔP/P1；用總功損耗除以相應一次側(cè)的瞬時總功率計算單位負荷的總功損耗率ΔS/S1；用無功損耗除以相應一次側(cè)的瞬時無功功率，計算單位無功的無功損耗率ΔQ/Q1。
與采集器相連的變壓器節(jié)能運行管理軟件建立ΔP/P1、ΔS/S1、ΔQ/Q1等參數(shù)的動態(tài)數(shù)據(jù)庫，計算出ΔP/P1、ΔS/S1、ΔQ/Q1等參數(shù)在變壓器經(jīng)濟運行狀態(tài)時的最小值，將變壓器運行電參數(shù)的瞬時值和最小值比較，給出差值，差值超出一定范圍后輸出控制信號或報警信號，使變壓器的運行操作滿足無限趨近于優(yōu)化經(jīng)濟運行參數(shù)。
本計算方法當一次側(cè)及二次側(cè)的有功功率P、無功功率Q、總功率S取值瞬時值時，可以用以計量瞬時損耗率；當一次側(cè)及二次側(cè)的有功功率P、無功功率Q、總功率S取值平均值時可以用以計算一段時間內(nèi)的平均損耗。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果為本發(fā)明為變壓器損耗提供瞬時量化數(shù)據(jù)，為能耗實時動態(tài)控制提供依據(jù)。根據(jù)計算結(jié)果，使變壓器節(jié)能運行管理軟件實現(xiàn)了對變壓器損耗系統(tǒng)最低損耗的實時控制，動態(tài)實時顯示變壓器的運行參數(shù)與變壓器的最低損耗和需量的差值，超出范圍后報警并指導變壓器節(jié)能運行，使變壓器的運行操作滿足無限趨近于優(yōu)化經(jīng)濟運行參數(shù)，從而最大限度地降低變壓器的電能損失和提高其電源側(cè)的功率因數(shù)，進而實現(xiàn)增加產(chǎn)量、節(jié)能降耗的效果。
通過大量準確直觀的數(shù)據(jù)為電力主管人員科學計算供電可靠性、變壓器改造提供了最基本的資料，為電網(wǎng)運行質(zhì)量更加優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定的高級應用軟件，提供了可靠依據(jù)。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的內(nèi)容作進一步說明計算公式有功損耗ΔP＝P1-P2無功損耗ΔQ＝Q1-Q2總功損耗ΔS＝S1-S2功率因數(shù)降低值ΔCOSΦ＝COSΦ1-COSΦ2單位有功電量的有功損耗率ΔP/P1=P1-P2P1×100%]]>單位負荷的總功損耗率ΔS/S1=S1-S2S1×100%]]>單位無功電量的無功損耗率ΔQ/Q1=Q1-Q2Q1×100%]]>
實施例11.計算瞬時功率損失以12500KVA礦熱爐變壓器舉例計算同一時刻采集器1及采集器2采集的變壓器一次側(cè)和二次側(cè)瞬時有功功率P、瞬時無功功率Q、瞬時總功率S、瞬時功率因數(shù)COSΦ，分別為S1＝12500KV·A，P1＝10000KW，Q1＝7500Kvar，COSΦ1＝0.8，S2＝11000KV·A，P2＝9130KW，Q2＝6135Kvar，，COSΦ2＝0.83這一時刻的瞬時功率損失計算如下有功損耗ΔP＝P1-P2＝10000-9130＝870KW無功損耗ΔQ＝Q1-Q2＝7500-6135＝1365Kvar總功損耗ΔS＝S1-S2＝12500-11000＝1500KV·A功率因數(shù)改變值ΔCOSΦ＝COSΦ1-COSΦ2＝0.8-0.83＝-0.03單位有功電量的有功損耗率ΔP/P1=P1-P2P1×100%]]>=87010000×100%=8.7%]]>單位負荷的總功損耗率ΔS/S1=S1-S2S1×100%]]>=150012500×100%=12%]]>單位無功電量的無功損耗率ΔQ/Q1=Q1-Q2Q1×100%]]>=13657500×100%=18.2%]]>計算平均功率損失當采集器1及采集器2采集的數(shù)據(jù)是一段時間的平均值時，用以上公式計算結(jié)果則是平均功率損耗值。
權(quán)利要求
1.一種變壓器損耗計量計算方法，其特征在于包括下述步驟a、采集變壓器一次側(cè)和二次側(cè)有功功率P、無功功率Q、總功率S、功率因數(shù)COSΦ的實時動態(tài)數(shù)據(jù)；b、用一次側(cè)電量數(shù)據(jù)減去二次側(cè)相應電量數(shù)據(jù)，計算給出變壓器的有功損耗ΔP、無功損耗ΔQ、功率因數(shù)變化ΔCOSΦ，總功損耗ΔS影響變壓器經(jīng)濟運行的電量；c、用有功損耗ΔP除以同一時刻一次側(cè)的有功功率，計算單位有功電量的有功損耗ΔP/P1；d、用總功損耗ΔS除以同一時刻一次側(cè)的總功率，計算單位負荷的總功損耗ΔS/S1；e、用無功損耗ΔQ除以同一時刻一次側(cè)的無功功率，計算單位無功電量的無功損耗ΔQ/Q1；f、變壓器節(jié)能運行管理軟件建立ΔP/P1、ΔS/S1、ΔQ/Q1等參數(shù)的動態(tài)數(shù)據(jù)庫，分別計算出ΔP/P1、ΔS/S1、ΔQ/Q1參數(shù)在變壓器經(jīng)濟運行狀態(tài)時的最小值，將變壓器運行電參數(shù)的瞬時值和最小值比較，給出差值，差值超出一定范圍后輸出控制信號或報警信號，使變壓器的運行操作滿足無限趨近于優(yōu)化經(jīng)濟運行參數(shù)；其計算公式為有功損耗ΔP＝P1-P2無功損耗ΔQ＝Q1-Q2總功損耗ΔS＝S1-S2功率因數(shù)降低值ΔCOSΦ＝COSΦ1-COSΦ2單位有功電量的有功損耗率ΔP/P1=P1-P2P1×100%]]>單位負荷的總功損耗率ΔS/S1=S1-S2S1×100%]]>單位無功電量的無功損耗率ΔQ/Q1=Q1-Q2Q1×100%]]>式中各符號代表的意義為ΔP-冶煉變壓器損耗，P1-一次側(cè)有功功率、P2-二次側(cè)有功功率；ΔQ-無功損耗，Q1-一次側(cè)無功功率、Q2-二次側(cè)無功功率；ΔS-總功損耗，S1-一次側(cè)總功率、S2-二次側(cè)總功率；ΔCOSΦ-瞬時功率因數(shù)變化值，COSΦ1-一次側(cè)功率因數(shù)、COSΦ2-二次側(cè)功率因數(shù)；S-總功率；P-有功功率；Q-無功功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器損耗計量計算方法，其特征在于本計算方法可用以計量瞬時損耗率或計算一段時間內(nèi)的平均損耗。
全文摘要
本發(fā)明公開了電力、冶金行業(yè)變壓器功率損耗計量方法。依據(jù)實測的變壓器一次側(cè)和二次側(cè)有功功率P、無功功率Q、總功率S、功率因數(shù)COSΦ的實時動態(tài)數(shù)據(jù)，以同一時刻一次側(cè)的電量數(shù)據(jù)減去二次側(cè)電量的數(shù)據(jù)，給出變壓器電量損耗實際發(fā)生值，并用此值除以相應一次側(cè)的數(shù)據(jù)，計算各電量參數(shù)的單位損耗率，變壓器節(jié)能管理軟件根據(jù)計算結(jié)果建立各參數(shù)的動態(tài)數(shù)據(jù)庫，計算出各參數(shù)在變壓器經(jīng)濟運行狀態(tài)時的最小值，差值超出一定范圍后輸出控制或報警信號，實現(xiàn)了對變壓器損耗的實時控制。使變壓器的運行操作滿足無限趨近于優(yōu)化經(jīng)濟運行參數(shù)，進而實現(xiàn)增加產(chǎn)量、節(jié)能降耗的效果。為電力主管人員科學計算供電，為電網(wǎng)運行質(zhì)量更加優(yōu)質(zhì)提供了可靠依據(jù)。
文檔編號G01R27/26GK1651925SQ200510041720
公開日2005年8月10日 申請日期2005年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月23日
發(fā)明者白玉龍, 王昀睿 申請人:西安瑞馳冶金設備有限責任公司