[实用新型]一种通过新计算方法实现变压器节约用电的装置

说明书

涉及领域 

本实用新型涉及一种变压器节约用电的新计算方法及装置，主要是通过计算临界负荷电流，灵活对变压器进行投切，最大程度降低变压器的电能损耗。 

背景技术

变压器是电力工程中的主要设备，在传输电能的过程中，变压器自身要产生有功功率损耗和无功功率损耗，变压器总的电能损耗约占发电量的10％左右。目前，国内大多数用户的变压器是在非经济状态(自然状态)下运行，传统的认识认为，变压器的负载率越高越经济，两台以上运行的变压器只有在一台满载后，才能投入另一台，这样变压器损耗较大，不利于节能降耗。 

发明内容

本实用新型旨在说明一种变压器节约用电的新计算方法。装置包括两个变压器的三相电流采集模块、CPU逻辑控制器和被控制对象开关三部分，通过两个变压器的三相电流采集模块，将两个电流互感器的电流数据传入CPU逻辑控制器，CPU逻辑控制器对电流数据进行逻辑处理，CPU逻辑控制器与被控制对象开关相连，CPU逻辑控制器的输出信号决定被控制对象开关的接通与断开。 

该方案首先可依据设备参数计算出准确的负载损耗曲线，然后根据变压器容量和有功功率损耗的关系，通过对变压器有功损耗的计算和分析，提出了一种计算临界负荷电流法。然后根据临界负荷电流，可灵活对变压器进行投切，最大程度降低变压器的电能损耗，实现了节约用电的目的。 

1.变压器负荷与有功损耗的计算依据的理论基础 

变压器的有功功率损耗：P＝P₀+P_L       (1) 

其中P——变压器的总损耗功率；P₀——变压器的空载损耗功率；P_L——变压器在一定负载电流下的负载损耗功率。 

负载损耗P_L可用负荷电流I表示：P_L＝I²R (2)    其中R——变压器绕阻的等值电阻。 

变压器铭牌中会给出了空载损耗P₀和额定负载损耗P_K， 

其中变压器的额定负载损耗P_K，P_K＝I_n²R  (3)    其中I_n——变压器额定负荷电流。 

可推出变压器当在负荷电流为I时的总损耗值为：P＝P₀+(I²/I_n²)P_K    (4) 

2.两台相同容量的变压器分别带相同负荷时的计算 

在负荷性质比较重要的变配电场所，大都是选用两台变压器供电，一般来说其容量的选择是根据最大的负荷来考虑的。而两台变压器的容量相同的。现假设两台变压器分列运行时每台带的负荷电流均为I(两台变压器的负荷电流之和不得大于其中一台的额定电流)。 

此时两台变压器的损耗之和P_2T为：P_2T＝2P_T＝2[P₀+(I²/I_n²)P_K]         (5) 

如果两台变压器的负荷由其中一台运行，另一台变压器停运备用。 

此时带负荷的一台变压器损耗P_1T为：P_1T＝P_O+(4I²/I_n²)P_K              (6) 

令P_2T＝P_1T，由(1)式和(2)式可求得两台变压器分列运行和一台变压器带全部负荷时总损耗相等的临界负荷电流量I′，即：