CN105846439A - 一种变压器经济运行调节方法 - Google Patents

一种变压器经济运行调节方法 Download PDF

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徐学均
徐艳军
张洪兴
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Abstract

本发明公开了一种变压器经济运行调节方法，通过对两台配变组合供电台区的变压器运行情况实时监测和历史数据分析，并且在两台变压器的总进开关之后出线开关之前设置一个联络开关，通过联络开关自动选择运行的变压器，实现台区变压器损耗最小和运行时间相对均衡。本发明采用一种全新的变压器经济运行方式的判断选择方法，能够自动的完成运行方式的选择，配电台区低压配电线路末端电压得到有效提高，电压质量得到明显改善。

Description

一种变压器经济运行调节方法
技术领域
本发明属于电学领域，具体属于变压器技术领域，涉及工业自动化控制技术，具体涉及一种变压器经济运行调节方法。
背景技术
配电变压器是在国计民生中应用十分广泛的一种耗能设备，是低压电力生产过程中的主要电器。配电变压器的数量多，容量大，安装范围广，分布不太规范，从广义的电力系统运行方面来说，变压器的电能损耗差不多占发电量的10％左右，变压器损耗约占电力系统线损的50％甚至更多，特别是农电系统，变压器的损耗甚至占到农网中线路损耗的60％-70％。因此进行变压器经济运行分析和调节，降低变压器损耗，对于实现供电企业节能降耗，提供经济效益来说是一种重要的手段。
配电变压器处于非经济运行状态容易导致的主要问题是：
1、增加变压器自身损耗以及线路损耗；
2、影响用电安全，容易导致人身事故的发生；
3、影响供电可靠性和经济性。
配电变压器经济运行判据计算方式主要是依据GB/T 13462-2008《电力变压器经济运行》标准规定的计算方法，但该计算方法仅给出理论计算公式，电网实际运行的变压器由于技术参数的不同，按公式计算求解时，可能会遇见方程式无解(即虚根或无穷大值)，或计算结果超出变压器的额定值(SN)范围(即越限)，导致求解无效。实现配电变压器经济运行根据经济运行判据进行投切变压器时，当实际负荷在临界功率定值上下波动时会导致变压器的频繁投切，其结果会诱发系统的扰动，影响变压器的使用寿命，危害用电设备的使用安全，也会导致断路器的损坏。
配电变压器经济运行的判断选择方法有多种，现有一些判断方法较为复杂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种变压器经济运行调节方法，采用一种全新的变压器经济运行方式的判断选择方法，能够自动的完成运行方式的选择，配电台区低压配电线路末端电压得到有效提高，电压质量得到明显改善。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
变压器经济运行调节方法，通过对两台配变组合供电台区的变压器运行情况实时监测和历史数据分析，并且在两台变压器的总进开关之后出线开关之前设置一个联络开关，通过联络开关自动选择运行的变压器，实现台区变压器损耗最小和运行时间相对均衡。
其中一台变压器的一侧设有第一高压侧开关(Kg1)，另一侧设有第一总进开关(Kzj1)，并且靠近第一总进开关处设有出线开关，另一台变压器的一侧设有第二高压侧开关(Kg2)，另一侧设有第二总进开关(Kzj2)，并且靠近第二总进开关处设有出线开关。联络开关(KL)用于连接两台变压器。
当联络开关处于打开状态时，只有一个变压器运行，即独立运行，当联络开关处于闭合状态时，两台变压器分列运行。
每台变压器对应一台智能配变终端和一台台区控制器，所述智能配变终端和台区控制器采用RJ45网口相连，智能配变终端负责采集变压器的电压、电流、功率数据；台区控制器负责对由智能配变终端传输过来的数据进行处理汇总。
执行变压器经济运行调节过程中，具有自动执行或手动执行两种方式。如选择自动执行，则由台区控制器自动执行变压器调整策略(通过控制联络开关的闭合实现两种不同运行方式的选择，包括分列运行方式和独立运行方式)，自动调整变压器运行方式，如选择手动方式，则将由主控制中心给出变压器调整方案，供用户选择手动执行变压器调节。
所述台区控制器数据经3G或GPRS通道传输给主控制中心进行显示。主控制中心会根据台区控制器传输数据提供变压器调节策略，供用户手动对变压器进行调节。
两台变压器额定容量相同时采用的变压器经济运行具体的调节方法为：
(1)首先初始化配置，输入定值参数包括变压器负载率β、变压器负载率阈值βd(所述βd在每个变压器出厂时，已经给出了，包括最佳运行区间上限值和最佳运行区间下限值，这也是经过大量实验统计得出的值，变压器在运行时最好不要超过或低于变压器负载率阈值βd)；
(2)打开智能配变终端和台区控制器对变压器的电压、电流、功率数据进行采集；
(3)监测两台变压器是否有故障信息，如果有故障信息，将其信息传送给台区控制器，如果没有故障信息，则上传检修的状态参数并且继续运行，并且运行过程中不断检测变压器的负载率β值并与变压器负载率阈值βd进行对比，当变压器的负载率β小于等于变压器负载率阈值βd时，变压器运行方式选择独立运行方式，当变压器的负载率β大于变压器负载率阈值βd时，变压器运行方式选择分列运行方式。
其中选择独立运行方式的判断步骤为：
(1)首先打开智能配变终端和台区控制器对变压器的电压、电流、功率数据进行采集，两个变压器处于独立运行状态；
(2)当符合Kg1＝1、Kzj1＝1、KL＝1、Kg2＝0、Kzj2＝0时，Kzj1有电流，Kzj2无电流时，变压器1运行，当不符合时，继续检测；
(3)当符合Kg1＝0、Kzj1＝0、KL＝1、Kg2＝1、Kzj2＝1时，Kzj1无电流，Kzj2有电流时，变压器2运行，当不符合时，继续检测；
(4)当符合Kg1＝1、Kzj1＝1、KL＝0、Kg2＝1、Kzj2＝1时，合KL；当上述条件不符合时，报检查各开关的状态；
(5)合KL后持续一段时间T1，如果KL＝0，报KL不响应，如果KL＝1，将Kzj2分闸，分闸后持续一段时间T1，如果Kzj2＝1，报Kg2不响应；如果Kg2＝0，则变压器1独立运行；
其中，Kg1表示第一高压侧开关，Kg2表示第二高压侧开关，Kzj1表示第一总进开关，Kzj2表示第二总进开关，KL表示联络开关，值为1，表示处于合闸状态，值为0，表示处于分闸状态。
其中，选择分列运行方式的判断步骤为：
(1)首先打开智能配变终端和台区控制器对变压器的电压、电流、功率数据进行采集，两个变压器处于分列运行状态；
(2)当符合Kg1＝1、Kzj1＝1、KL＝0、Kg2＝1、Kzj2＝1、Kzj1有电流、Kzj2有电流时，两个变压器继续保持分列运行状态；当不符合时，继续检测；
(3)当符合Kg1＝1、Kzj1＝1、KL＝1、Kg2＝0、Kzj2＝0时，合Kg2，当不符合时，继续进行检测；
(4)当符合Kg1＝0、Kzj1＝0、KL＝1、Kg2＝1、Kzj2＝1时，合Kg1，当不符合时，报检查各开关状态；
(5)合Kg1后持续一段时间T1，如果Kg1＝0，报Kg1不响应；如果Kg1＝1，合Kzj1；
(6)合Kzj1后持续一段时间T1，如果Kzj1＝0，报Kzj1不响应，如果Kzj1＝1，将KL分闸；
(7)KL分闸后持续一段时间T1，如果KL＝0，则两个变压器分列运行。
并且选择分列运行方式的判断步骤中，步骤(3)当符合Kg1＝1、Kzj1＝1、KL＝1、Kg2＝0、Kzj2＝0时，合Kg2后持续一段时间T1，如果Kg2＝0，报Kg2不响应；如果Kg2＝1，合Kzj2；
合Kzj2后持续一段时间T1，如果Kzj2＝0，报Kzj2不响应，如果Kzj2＝1，将KL分闸；
KL分闸后持续一段时间T1，如果KL＝0，则两个变压器分列运行。
本发明方法具有如下优点：
(1)本发明通过对两台配变组合供电台区的运行情况实时监测和历史数据分析，根据变压器经济运行理论，合理投切运行变压器，实现台区变压器损耗最小，变压器运行时间相对均衡的目标。
(2)能够根据变压器的运行负荷特点、负荷变化情况(实时负荷和历史负荷)、经济运行区间、运行状况和运行时间等，确定合理的变压器投切的方法和策略，实现配变运行最经济。
(3)台区智能终端应及时获取配变运行状态和负荷情况等信息，根据经济运行策略和预置运行方案，对台区变压器进行就地闭环控制。将投切过程的相关信息(如切换前变压器负荷、投切结果等)在本地保存一段时间，并远程上传至主站。
(4)利用远程主站管理平台，通过对配变历史数据和实时数据综合分析，制定经济运行方案，合理投切运行的配变，实现配变的经济运行和寿命最佳；能够将记录每次投切的相关的信息(如切换前变压器负荷、投切结果等)。
(5)本发明提供了一种全新的变压器经济运行方式的判断选择方法，能够自动的完成运行方式的选择，配电台区低压配电线路末端电压得到有效提高，电压质量得到明显改善。
附图说明
图1是变压器经济运行示意图；
图2是两台变压器额定容量相同时经济运行方式选择流程图；
图3是独立运行方式的判断方法流程图；
图4是分列运行方式的判断方法流程图；
图中，Kg1表示第一高压侧开关，Kg2表示第二高压侧开关，Kzj1表示第一总进开关，Kzj2表示第二总进开关，KL表示联络开关，值为1，表示处于合闸状态，值为0，表示处于分闸状态。
具体实施方式
下面将通过具体实施例对本发明进行详细的描述。提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
实施例1
变压器经济运行调节，在实际应用时要求箱变厂家预留安装智能配变终端和台区控制器位置，通过对两台配变组合供电台区的变压器运行情况实时监测和历史数据分析，并且在两台变压器的总进开关之后出线开关之前设置一个联络开关(见图1)，通过联络开关自动选择运行的变压器，实现台区变压器损耗最小和运行时间相对均衡。
每台变压器对应一台智能配变终端和一台台区控制器，所述智能配变终端和台区控制器采用RJ45网口相连，智能配变终端负责采集变压器的电压、电流、功率数据；台区控制器负责对由智能配变终端传输过来的数据进行处理汇总。通过分析计算配电变压器的总有功功率损耗和负载率数据，调整台变或配变的运行方式，使配电变压器处于经济运行区间内。
执行变压器经济运行调节过程中，具有自动执行或手动执行两种方式。如选择自动执行，则由台区控制器自动执行变压器调整策略，自动调整变压器运行方式，如选择手动方式，则将由主控制中心给出变压器调整方案，供用户选择手动执行变压器调节。
所述台区控制器数据经3G或GPRS通道传输给主控制中心进行显示。主控制中心会根据台区控制器传输数据提供变压器调节策略，供用户手动对变压器进行调节。
当在运行过程中出现功率损耗过重，超过具体限值后，采用如下措施进行调节，具体调节流程见图2。
(1)首先初始化配置，输入定值参数包括变压器负载率β、变压器负载率阈值βd；
(2)打开智能配变终端和台区控制器对变压器的电压、电流、功率数据进行采集；
(3)监测两台变压器是否有故障信息，如果有故障信息，将其信息传送给台区控制器，如果没有故障信息，则上传检修的状态参数并且继续运行，并且运行过程中不断检测变压器的负载率β值并与变压器负载率阈值βd进行对比，当变压器的负载率β小于或等于变压器负载率阈值βd时，变压器运行方式选择独立运行方式，当变压器的负载率β大于变压器负载率阈值βd时，变压器运行方式选择分列运行方式。
其中选择独立运行方式的判断方法(见图3)为：
(1)首先打开智能配变终端和台区控制器对变压器的电压、电流、功率数据进行采集，两个变压器处于独立运行状态；
(2)当符合Kg1＝1、Kzj1＝1、KL＝1、Kg2＝0、Kzj2＝0时，Kzj1有电流，Kzj2无电流时，变压器1运行，当不符合时，继续检测；
(3)当符合Kg1＝0、Kzj1＝0、KL＝1、Kg2＝1、Kzj2＝1时，Kzj1无电流，Kzj2有电流时，变压器2运行，当不符合时，继续检测；
(4)当符合Kg1＝1、Kzj1＝1、KL＝0、Kg2＝1、Kzj2＝1时，合KL；当上述条件不符合时，报检查各开关的状态；
(5)合KL后持续一段时间T1，如果KL＝0，报KL不响应，如果KL＝1，将Kzj2分闸，分闸后持续一段时间T1，如果Kzj2＝1，报Kg2不响应；如果Kg2＝0，则变压器1独立运行；
其中，Kg1表示第一高压侧开关，Kg2表示第二高压侧开关，Kzj1表示第一总进开关，Kzj2表示第二总进开关，KL表示联络开关，值为1，表示处于合闸状态，值为0，表示处于分闸状态。
其中，选择分列运行方式的判断方法为：
(1)首先打开智能配变终端和台区控制器对变压器的电压、电流、功率数据进行采集，两个变压器处于分列运行状态；
(2)当符合Kg1＝1、Kzj1＝1、KL＝0、Kg2＝1、Kzj2＝1、Kzj1有电流、Kzj2有电流时，两个变压器继续保持分列运行状态；当不符合时，继续检测；
(3)当符合Kg1＝1、Kzj1＝1、KL＝1、Kg2＝0、Kzj2＝0时，合Kg2，当不符合时，继续进行检测；
(4)当符合Kg1＝0、Kzj1＝0、KL＝1、Kg2＝1、Kzj2＝1时，合Kg1，当不符合时，报检查各开关状态；
(5)合Kg1后持续一段时间T1，如果Kg1＝0，报Kg1不响应；如果Kg1＝1，合Kzj1；
(6)合Kzj1后持续一段时间T1，如果Kzj1＝0，报Kzj1不响应，如果Kzj1＝1，将KL分闸；
(7)KL分闸后持续一段时间T1，如果KL＝0，则两个变压器分列运行。
并且选择分列运行方式的判断步骤中，步骤(3)当符合Kg1＝1、Kzj1＝1、KL＝1、Kg2＝0、Kzj2＝0时，合Kg2后持续一段时间T1，如果Kg2＝0，报Kg2不响应；如果Kg2＝1，合Kzj2；
合Kzj2后持续一段时间T1，如果Kzj2＝0，报Kzj2不响应，如果Kzj2＝1，将KL分闸；
KL分闸后持续一段时间T1，如果KL＝0，则两个变压器分列运行。
本发明变压器经济运行调节效果：
1、配电台区线损率下降：以台区月均电量5300kWh计算，线损率下降1.69个百分点，月均减少线损电量90kWh。
2、配电台区低压配电线路末端电压得到有效提高，电压质量得到明显改善，消除了因电压偏低而造成客户家用电器无法使用的情况，居民生产、生活用电得到了保障，取得了用户一致好评，提高了客户满意率。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种变压器经济运行调节方法，其特征在于，所述调节方法通过对两台配变组合供电台区的变压器运行情况实时监测和历史数据分析，并且在两台变压器的总进开关之后出线开关之前设置一个联络开关，通过联络开关选择两台变压器是独立运行方式还是分列运行方式，从而实现台区变压器损耗最小和运行时间相对均衡。
2.根据权利要求1所述的变压器经济运行调节方法，其特征在于，每台变压器对应一台智能配变终端和一台台区控制器，所述智能配变终端和台区控制器采用RJ45网口相连，智能配变终端负责采集变压器的电压、电流、功率数据；台区控制器负责对由智能配变终端传输过来的数据进行处理汇总。
3.根据权利要求2所述的变压器经济运行调节方法，其特征在于，执行变压器经济运行调节过程中，具有自动执行或手动执行两种方式。
4.根据权利要求3所述的变压器经济运行调节方法，其特征在于，所述台区控制器数据经3G或GPRS通道传输给主控制中心进行显示。
5.根据权利要求2所述的变压器经济运行调节方法，其特征在于，具体调节方法为：
(1)首先初始化配置，输入定值参数包括变压器负载率β和变压器负载率阈值βd；
(2)打开智能配变终端和台区控制器对变压器的数据进行采集；
(3)监测两台变压器是否有故障信息，如果有故障信息，将其信息传送给台区控制器，如果没有故障信息，则上传检修的状态参数并且继续运行，并且运行过程中不断检测变压器的负载率β值并与变压器负载率阈值βd进行对比，当变压器的负载率β小于或等于变压器负载率阈值βd时，变压器运行方式选择独立运行方式，当变压器的负载率β大于变压器负载率阈值βd时，变压器运行方式选择分列运行方式。
6.根据权利要求5所述的变压器经济运行调节方法，其特征在于，所述变压器的数据包括电压、电流、功率。
7.根据权利要求5所述的变压器经济运行调节方法，其特征在于，所述方法适合于两台变压器额定容量相同的情况。
8.根据权利要求5所述的变压器经济运行调节方法，其特征在于，所述独立运行方式的判断方法为：
(1)首先打开智能配变终端和台区控制器对变压器的电压、电流、功率数据进行采集，两个变压器处于独立运行状态；
(2)当符合Kg1＝1、Kzj1＝1、KL＝1、Kg2＝0、Kzj2＝0时，Kzj1有电流，Kzj2无电流时，变压器1运行，当不符合时，继续检测；
(3)当符合Kg1＝0、Kzj1＝0、KL＝1、Kg2＝1、Kzj2＝1时，Kzj1无电流，Kzj2有电流时，变压器2运行，当不符合时，继续检测；
(4)当符合Kg1＝1、Kzj1＝1、KL＝0、Kg2＝1、Kzj2＝1时，合KL；当上述条件不符合时，报检查各开关的状态；
(5)合KL后持续一段时间T1，如果KL＝0，报KL不响应，如果KL＝1，将Kzj2分闸，分闸后持续一段时间T1，如果Kzj2＝1，报Kg2不响应；如果Kg2＝0，则变压器1独立运行；
其中，Kg1表示第一高压侧开关，Kg2表示第二高压侧开关，Kzj1表示第一总进开关，Kzj2表示第二总进开关，KL表示联络开关，值为1，表示处于合闸状态，值为0，表示处于分闸状态。
9.根据权利要求5所述的变压器经济运行调节方法，其特征在于，所述分列运行方式的判断方法为：
(1)首先打开智能配变终端和台区控制器对变压器的电压、电流、功率数据进行采集，两个变压器处于分列运行状态；
(2)当符合Kg1＝1、Kzj1＝1、KL＝0、Kg2＝1、Kzj2＝1、Kzj1有电流、Kzj2有电流时，两个变压器继续保持分列运行状态；当不符合时，继续检测；
(3)当符合Kg1＝1、Kzj1＝1、KL＝1、Kg2＝0、Kzj2＝0时，合Kg2，当不符合时，继续进行检测；
(4)当符合Kg1＝0、Kzj1＝0、KL＝1、Kg2＝1、Kzj2＝1时，合Kg1，当不符合时，报检查各开关状态；
(5)合Kg1后持续一段时间T1，如果Kg1＝0，报Kg1不响应；如果Kg1＝1，合Kzj1；
(6)合Kzj1后持续一段时间T1，如果Kzj1＝0，报Kzj1不响应，如果Kzj1＝1，将KL分闸；
(7)KL分闸后持续一段时间T1，如果KL＝0，则两个变压器分列运行。
10.根据权利要求9所述的变压器经济运行调节方法，其特征在于，步骤(3)当符合Kg1＝1、Kzj1＝1、KL＝1、Kg2＝0、Kzj2＝0时，合Kg2后持续一段时间T1，如果Kg2＝0，报Kg2不响应；如果Kg2＝1，合Kzj2；
合Kzj2后持续一段时间T1，如果Kzj2＝0，报Kzj2不响应，如果Kzj2＝1，将KL分闸；
KL分闸后持续一段时间T1，如果KL＝0，则两个变压器分列运行。
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