CN107807281B - 一种电网变压器损耗的评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电网变压器损耗的评价方法，其包括以下步骤，确定变压器的损耗程度，计算变压器损失率、变压器损失占比和线损率，变压器损失率、变压器损失占比和线损率分别与变压器的损耗正相关；进一步地，还包括确定容量关系，计算容量密度和容载比，容量密度和容载比与变压器的安装规模正相关；进一步地，还包括确定变压器的经济运行情况，铜铁损比越接近1越经济，铜铁损比小于1则轻载，铜铁损比大于1则重载。本发明实现了对电网变压器损耗进行综合分析评价。
Description
技术领域
本发明涉及一种变压器的评价方法，具体涉及一种电网变压器损耗的评价方法。
背景技术
线损是衡量电网运行的重要经济性指标，在电网损耗中线损主要集中于线路损耗和变压器损耗两部分，线损率是电力企业在输电过程中，线路损失的电量占总供电量的百分比，其计算公式为：线损率=(损失电量/供电量)×100%。线损率是电网运行经济性的重要指标。降低线损率是电力企业提高经济效益的重要途径。目前，电力企业的线损主要由三部分组成，即固定损失、变动损失和管理损失。固定损失和负荷变动无关。变动损失与电力企业的负荷相关，与电流的平方成正比。这两者都属于电力技术不完善所带来的损失，是电力企业无法避免的。降低这两种损失只有通过提高输电线路的电压等级来实现。管理损失的主要形式有漏抄表、电能表误差、用户违章用电或者窃电等，这种损失可以通过电力企业对变压器实行经济调度、防止线路迂回供电、配置精度高的电能计量设备和加大营业力度，堵漏增收等管理方法逐步消除。变压器损耗分为铁损和铜损，铁损和变压器型号和容量有关系，但和用电量无关，被称为不变损耗。铜损和电流用关，电流越大，损耗越大，称为可变损耗。当铁损等于铜损时，变压器效率最高。
实际在工作中，应用线损率单一指标，并不能衡量设备运行状况的优劣，也不能分析影响损耗大小的原因，因为应该提出一个综合性的评价体系，用于完善的分析评价产生损耗的原因，为降低损耗、提出改进措施提供指导。
发明内容
本发明的目的是提供一种电网变压器损耗的评价方法，实现对电网变压器损耗进行综合分析评价。
为实现上述目的，包括以下步骤，确定变压器的损耗程度，计算变压器损失率、变压器损失占比和线损率；
进一步地，变压器损失率、变压器损失占比和线损率分别与变压器的损耗正相关。
进一步地，还包括确定容量关系，计算容量密度和容载比；
进一步地，容量密度和容载比与变压器的安装规模正相关。
进一步地，还包括确定变压器的经济运行情况，
进一步地，铜铁损比越接近1越经济，铜铁损比小于1则轻载，铜铁损比大于1则重载。
进一步地，计算过程通过理论线损计算完成。
本发明积极效果如下：
本专利提出了基于三种角度衡量电网变压器损耗，使得形成一个完善的衡量变压器损失的体系，通过公式计算出的数值，能够客观科学的评价电网变压器损耗，本发明方法综合性强，能够较全面的反应电网变压器损耗情况，为实际的工程实施起到指导作用。
附图说明
图1 实施例1中各地区110kV电网理论线损率；
图2实施例1中对比各地区110kV电网线损率、变压器损失率和变压器损失占比曲线；
图3实施例1中对比各地区110kV电网变压器容量密度、铜铁损比和容载比曲线。
具体实施方式
下面将对本发明的实施例作进一步的详细叙述。
实施例1
选择某地区电网为分析对象，分析该地区110kV电网变压器损耗，选择六个地区进行对比分析。
A.确定变压器的损耗程度，计算变压器损失率、变压器损失占比和线损率；变压器损失率、变压器损失占比和线损率分别与变压器的损耗正相关。
线损是指在输送和分配电能的过程中，电力网中各个元件所产生的一定数量的有功功率损失。
线损的组成包括：⑴、固定损失：固定损失就是指与电网中的负荷电流无关，且不随其变化的一种损耗。主要包括：变压器铁损；电缆和电容器的介质损失；电度表电压线圈的损失；调相机、调压器、电抗器、互感器、消弧线圈等设备的铁损及绝缘子的损失；电晕损失，其中变压器铁损为主要部分。
⑵、可变损失：可变损失是随着负荷电流的变动而变化的，它与电流的平方成正比，电流越大，损失越大。可变损失包括：变压器的铜损；输电线路、配电线路的损失；调相机、调压器、电抗器、互感器、消弧线圈等设备的铜损；电度表电流线圈的损失；接户线的损失，其中变压器铜损与线路损失占主要部分。
⑶、其它损失：其他损失又称不明损失，指的是供用电过程中的跑、冒、漏等造成的损失。
变压器损耗指某一电压等级电网中由变压器引起的变压器铜损、铁损之和，供电量指某一电压等级电网的输送电量。变压器损失率反映了在某一电网中由变压器引起的损耗占电网输送电量的比重。
B．确定容量关系，计算容量密度和容载比；
最大负荷是指代表日计算当天某一电压等级电网最大的负荷。
容量密度和容载比与变压器的安装规模正相关。
C．确定变压器的经济运行情况，
铜铁损比越接近1越经济，铜铁损比小于1则轻载，铜铁损比大于1则重载。
本专利中涉及的线损为理论线损，是指根据供电设备的参数和电力网当时的运行负荷情况，由理论计算得出的线损，又称技术线损。
理论线损是指根据供电设备的参数和电力网当时的运行负荷情况，由理论计算得出的线损。计算过程需要搭建电网的仿真模型，并据实录入供电设备参数和代表日的负荷数据，可计算出线损率，线路损耗、变压器铜损、变压器铁损、容载比等参数。现行的计算中，往往缺乏了对计算结果的深入分析，不能对电网形成综合评价。
具体步骤如下：
步骤一、结合各个指标，计算出各地区各地区110kV电网参数，参见表1。
表1
从表1中可以看出，地区A的线损率为0.97；
地区A的变压器损失率为0.44；
地区A的变压器损失占比为45%；
地区A的容量密度为2.14；
地区A的容载比为2.41；
地区A的铜铁损比为0.96。
地区B的线损率为0.94；
地区B的变压器损失率为0.45；
地区B的变压器损失占比为50.16%；
地区B的容量密度为1.18；
地区B的容载比为3.44；
地区B的铜铁损比为0.47。
地区C的线损率为0.91；
地区C的变压器损失率为0.54；
地区C的变压器损失占比为59.90%；
地区C的容量密度为1.17；
地区C的容载比为2.51；
地区C的铜铁损比为0.64。
地区D的线损率为0.82；
地区D的变压器损失率为0.47；
地区D的变压器损失占比为57.50%；
地区D的容量密度为1.54；
地区D的容载比为3.10；
地区D的铜铁损比为0.73。
地区E的线损率为0.79；
地区E的变压器损失率为0.37；
地区E的变压器损失占比为47.20%；
地区E的容量密度为1.70；
地区E的容载比为1.94；
地区E的铜铁损比为0.74。
地区F的线损率为0.78；
地区F的变压器损失率为0.44；
地区F的变压器损失占比为55.9%；
地区F的容量密度为1.61；
地区F的容载比为3.73；
地区F的铜铁损比为0.39。
步骤二、对比分析各指标数据。
图1所示，对比分析各地区110kV电网线损率，地区A电网线损率高，对六个地区线损率进行排序，地区F110kV电网线损率低。
图2所示，为各地区间线损率、变压器损失率和变压器损失占比对比图，通过对比可以发现地区C线损率偏高，主要是由于变压器损失率高所致，说明变压器损失较大，运行不经济；地区E线损率较低，变压器损失率也低；地区F线损率最低，地区F变压器损失占比偏高，但变压器损失率不高，说明变压器未经济运行。
图3所示，综合对比了变压器安装容量密度、容载比和铜铁损比三个指标。容载比变化趋势不明显，这个理论线损计算代表日选择相关，地区A铜铁损比趋近于1，说明110kV电网变压器经济运行，容量密度大而容载比适中，说明电源规划较合理；地区F铜铁损比低，容载比高，说明变压器负荷低，运行不经济。
步骤三、得出结论。通过对比分析六个地区的各个指标，可对各地区110kV电网变压器降损做如下建议：
1、地区A线损率高，但变压器损失率一般，变压器经济运行，变压器容量密度大，容载比合理，建议稳步推进电网建设，继续保持变压器经济运行。
2、地区B线损率高，变压器容量密度低，容载比大，铜铁损比较低，变压器损失占比低。说明负荷较小，电源建设也相对迟缓，建议进行电网建设时重点考虑新增变压器和促进负荷提升两方面，优化电网结构。
3、地区C线损率高，主要是由于变压器损失率高所致，变压器容量密度较小。建议在进行电网建设重点考虑新增电源布点，增加变压器安装容量，优化运行方式。
4、地区D线损率处于中间位置，变压器损失占比偏高，其余指标均处于中间位置。变压器运行不够经济，降损措施应侧重于负荷的提升。
5、地区E线损率低，但变压器容载比低，容量密度偏高，建议适当放缓电源布点，着重于负荷的提升。
6、地区F线损率低，容载比高，铜铁损比低，变压器运行不经济，发展电网时应注重负荷的提升，适当放缓电源建设速度。
本发明通过公式计算出的数值，能够客观科学的评价电网变压器损耗，本发明方法综合性强，能够较全面的反应电网变压器损耗情况，为实际的工程实施起到指导作用。
具体的，
（1）本专利提出了基于三种角度衡量电网变压器损耗，使得形成一个完善的衡量变压器损失的体系。
（2）基于变压器损耗角度，本专利提出了变压器损失率概念，通过
计算变压器损失率、变压器损失占比和线损率，可以衡量一个地区电网变压器损耗占总损耗的多少。
（3）基于变压器安装规模角度，本专利提出了变压器容量密度概念，容量密度和容载比可以从容量上反映某一地区安装变压器的多少。
（4）从变压器运行角度，结合铜铁损比指标，反映地区的电网变压器运行的经济性。
采用上述技术方案产生的有益效果在于基于不同角度综合了多项指标，可以对电网变压器损耗情况做出一个完善的评价，可以用于同一地区内各电压等级变压器损耗的评价，也可用于不同地区之间的变压器损耗对标分析，可以对提出降损措施提供理论指导。
实施例2
选择某地区电网为分析对象，分析该地区110kV电网变压器损耗，选择六个地区进行对比分析。
A.确定变压器的损耗程度，计算变压器损失率、变压器损失占比和线损率；变压器损失率、变压器损失占比和线损率分别与变压器的损耗正相关。
线损是指在输送和分配电能的过程中，电力网中各个元件所产生的一定数量的有功功率损失。
线损的组成包括：⑴、固定损失：固定损失就是指与电网中的负荷电流无关，且不随其变化的一种损耗。主要包括：变压器铁损；电缆和电容器的介质损失；电度表电压线圈的损失；调相机、调压器、电抗器、互感器、消弧线圈等设备的铁损及绝缘子的损失；电晕损失，其中变压器铁损为主要部分。
⑵、可变损失：可变损失是随着负荷电流的变动而变化的，它与电流的平方成正比，电流越大，损失越大。可变损失包括：变压器的铜损；输电线路、配电线路的损失；调相机、调压器、电抗器、互感器、消弧线圈等设备的铜损；电度表电流线圈的损失；接户线的损失，其中变压器铜损与线路损失占主要部分。
⑶、其它损失：其他损失又称不明损失，指的是供用电过程中的跑、冒、漏等造成的损失。
变压器损耗指某一电压等级电网中由变压器引起的变压器铜损、铁损之和，供电量指某一电压等级电网的输送电量。变压器损失率反映了在某一电网中由变压器引起的损耗占电网输送电量的比重。
B．确定容量关系，计算容量密度和容载比；
最大负荷是指代表日计算当天某一电压等级电网最大的负荷。
容量密度和容载比与变压器的安装规模正相关。
C．确定变压器的经济运行情况，
铜铁损比越接近1越经济，铜铁损比小于1则轻载，铜铁损比大于1则重载。
本专利中涉及的线损为理论线损，是指根据供电设备的参数和电力网当时的运行负荷情况，由理论计算得出的线损，又称技术线损。
理论线损是指根据供电设备的参数和电力网当时的运行负荷情况，由理论计算得出的线损。计算过程需要搭建电网的仿真模型，并据实录入供电设备参数和代表日的负荷数据，可计算出线损率，线路损耗、变压器铜损、变压器铁损、容载比等参数。现行的计算中，往往缺乏了对计算结果的深入分析，不能对电网形成综合评价。
具体步骤如下：
步骤一、结合各个指标，计算出各地区各地区110kV电网参数，参见表2。
表2
从表2中可以看出，地区H的线损率为0.99；
地区H的变压器损失率为0.45；
地区H的变压器损失占比为41.23%；
地区H的容量密度为2.22；
地区H的容载比为2.36；
地区H的铜铁损比为0.97。
地区I的线损率为0.95；
地区I的变压器损失率为0.45；
地区I的变压器损失占比为52.74%；
地区I的容量密度为1.13；
地区I的容载比为3.53；
地区I的铜铁损比为0.42。
地区G的线损率为0.90；
地区G的变压器损失率为0.58；
地区G的变压器损失占比为60.45%；
地区G的容量密度为1.10；
地区G的容载比为2.47；
地区G的铜铁损比为0.71。
地区K的线损率为0.83；
地区K的变压器损失率为0.47；
地区K的变压器损失占比为57.10%；
地区K的容量密度为1.47；
地区K的容载比为3.15；
地区K的铜铁损比为0.80。
地区L的线损率为0.79；
地区L的变压器损失率为0.33；
地区L的变压器损失占比为45.20%；
地区L的容量密度为1.65；
地区L的容载比为1.93；
地区L的铜铁损比为0.81。
地区M的线损率为0.75；
地区M的变压器损失率为0.41；
地区M的变压器损失占比为56.31%；
地区M的容量密度为1.62；
地区M的容载比为3.89；
地区M的铜铁损比为0.34。
步骤二、对比分析各指标数据。
对比分析各地区110kV电网线损率，地区H电网线损率高，对六个地区线损率进行排序，地区M110kV电网线损率低。
通过对比可以发现地区G线损率偏高，主要是由于变压器损失率高所致，说明变压器损失较大，运行不经济；地区E线损率较低，变压器损失率也低；地区M线损率最低，地区M变压器损失占比偏高，但变压器损失率不高，说明变压器未经济运行。
综合对比了变压器安装容量密度、容载比和铜铁损比三个指标。容载比变化趋势不明显，这个理论线损计算代表日选择相关，地区H铜铁损比趋近于1，说明110kV电网变压器经济运行，容量密度大而容载比适中，说明电源规划较合理；地区M铜铁损比低，容载比高，说明变压器负荷低，运行不经济。
步骤三、得出结论。通过对比分析六个地区的各个指标，可对各地区110kV电网变压器降损做如下建议：
1、地区H线损率高，但变压器损失率一般，变压器经济运行，变压器容量密度大，容载比合理，建议稳步推进电网建设，继续保持变压器经济运行。
2、地区I线损率高，变压器容量密度低，容载比大，铜铁损比较低，变压器损失占比低。说明负荷较小，电源建设也相对迟缓，建议进行电网建设时重点考虑新增变压器和促进负荷提升两方面，优化电网结构。
3、地区G线损率高，主要是由于变压器损失率高所致，变压器容量密度较小。建议在进行电网建设重点考虑新增电源布点，增加变压器安装容量，优化运行方式。
4、地区K线损率处于中间位置，变压器损失占比偏高，其余指标均处于中间位置。变压器运行不够经济，降损措施应侧重于负荷的提升。
5、地区L线损率低，但变压器容载比低，容量密度偏高，建议适当放缓电源布点，着重于负荷的提升。
6、地区M线损率低，容载比高，铜铁损比低，变压器运行不经济，发展电网时应注重负荷的提升，适当放缓电源建设速度。
本发明通过公式计算出的数值，能够客观科学的评价电网变压器损耗，本发明方法综合性强，能够较全面的反应电网变压器损耗情况，为实际的工程实施起到指导作用。
具体的，
（1）本专利提出了基于三种角度衡量电网变压器损耗，使得形成一个完善的衡量变压器损失的体系。
（2）基于变压器损耗角度，本专利提出了变压器损失率概念，通过
计算变压器损失率、变压器损失占比和线损率，可以衡量一个地区电网变压器损耗占总损耗的多少。
（3）基于变压器安装规模角度，本专利提出了变压器容量密度概念，容量密度和容载比可以从容量上反映某一地区安装变压器的多少。
（4）从变压器运行角度，结合铜铁损比指标，反映地区的电网变压器运行的经济性。
采用上述技术方案产生的有益效果在于基于不同角度综合了多项指标，可以对电网变压器损耗情况做出一个完善的评价，可以用于同一地区内各电压等级变压器损耗的评价，也可用于不同地区之间的变压器损耗对标分析，可以对提出降损措施提供理论指导。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明专利的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (5)
1.一种电网变压器损耗的评价方法，其特征在于：包括以下步骤，确定变压器的损耗程度，计算变压器损失率、变压器损失占比和线损率；
还包括确定容量关系，计算容量密度和容载比；
还包括确定变压器的经济运行情况，
。
2.根据权利要求1所述的一种电网变压器损耗的评价方法，其特征在于：变压器损失率、变压器损失占比和线损率分别与变压器的损耗正相关。
3.根据权利要求1所述的一种电网变压器损耗的评价方法，其特征在于：容量密度和容载比与变压器的安装规模正相关。
4.根据权利要求1所述的一种电网变压器损耗的评价方法，其特征在于：铜铁损比越接近1越经济，铜铁损比小于1则轻载，铜铁损比大于1则重载。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种电网变压器损耗的评价方法，其特征在于：计算过程通过理论线损计算完成。
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