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　上海電機(jī)技術(shù)高等專科學(xué)校軍工路校區(qū)原有630kVA變壓器一臺，隨著實(shí)訓(xùn)中心的數(shù)控、車工、銑工、磨工加工車間的改建和食堂、閱覽室的擴(kuò)建，實(shí)際的用電量一下子有了較大的增加，現(xiàn)有變壓器已不能滿足供電要求。因此，對供電系統(tǒng)進(jìn)行了改造。

　　在改造項(xiàng)目中，從變壓器容量、供電方式、變電所地址的選擇及運(yùn)行模式等方面進(jìn)行了計(jì)算和論證，選擇出了合理、經(jīng)濟(jì)的改造方案，取得了較好的效果，達(dá)到了安全、節(jié)能的目的。

　　"負(fù)荷計(jì)算主要用電設(shè)施有實(shí)訓(xùn)中心、1~5號教學(xué)樓、食堂、圖書館和辦公樓等，表1是主要負(fù)荷的計(jì)算。

　　表1負(fù)荷計(jì)算設(shè)備名稱裝機(jī)容量需要k/）系數(shù)車、銑床辦公樓照明教學(xué)樓照明宿舍照明閱覽室照明食堂合計(jì)通過上面的計(jì)算可知，學(xué)校負(fù)荷情況是：有功功率計(jì)算值P+s=838kW；無功功率計(jì)算值0s=786kvar，視在功率計(jì)算值S+s=1148kVA，總的功率因數(shù)7，傘=0.73 tg 2無功功率的補(bǔ)償從上面的數(shù)據(jù)不難看出，該系統(tǒng)的無功功率較大，系統(tǒng)的總功率因數(shù)如，4）只有0.73，這是不能滿足要求的，根據(jù)電網(wǎng)的管理規(guī)定，功率因數(shù)必須在0.9以上，因此，須進(jìn)行無功補(bǔ)償。按功率因數(shù)為0.9計(jì)算，則可方便地確定補(bǔ)償?shù)娜萘俊?/P>

　　實(shí)際取無功補(bǔ)償?shù)娜萘繛?00234，則補(bǔ)償后的計(jì)算負(fù)荷如果再取同時系數(shù)為0.8的話，則實(shí)際計(jì)算負(fù)荷為922x0.8=737kVA.這個數(shù)值可以作為我們選擇變壓器的依據(jù)。

　　3容量的確定有了上面的計(jì)算，變壓器容量的選擇似乎無須討論了，其實(shí)不然，要設(shè)計(jì)一個經(jīng)濟(jì)、合理的供電系統(tǒng)，還是要進(jìn)行一下具體的計(jì)算。

　　3.1變壓器的負(fù)荷率變壓器的一個重要經(jīng)濟(jì)運(yùn)行指標(biāo)，就是變壓器的效率，而變壓器的效率不僅和制造參數(shù)有關(guān)，還和變壓器的負(fù)荷率緊密相連。根據(jù)效率（力）的定義應(yīng)有下式成立：輸出輸出+損失假設(shè)：變壓器的容量為S；功率因數(shù)為70S4負(fù)荷率為E；鐵損為/1；額定負(fù)荷下的銅損為/則式可變?yōu)椋簭纳鲜娇梢钥闯觯儔浩鞯男适请S著負(fù)荷率的變化而變化的。經(jīng)計(jì)算可知，當(dāng)m=VW/7時，效率T呈最大值。實(shí)際上，通常負(fù)荷率在50%（60%之間效率最高，這個關(guān)系如所示。

　　以上是理論的分析，實(shí)際選用變壓器時，要考慮初投資等所以，變壓器的實(shí)際負(fù)荷率為：i多種因素，但一般新建變壓器的負(fù)荷率無論如何不能高于3.2容量選擇論證由上面的計(jì)算不難知道，該校變壓器的總?cè)萘繎?yīng)在800kVA左右即可滿足要求，但是，并不能做到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。那么選多大容量合適呢，我們還是計(jì)算一下再說。

　　假設(shè)變壓器的負(fù)荷率為60%，根據(jù)負(fù)荷率的公式有：貝U：S=1228kVA，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，變壓器的容量應(yīng)選用足經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求，變壓器的容量應(yīng)選用1250k%A. %供電方案選擇變壓器的容量確定后，自然會提出另一個問題，那就是應(yīng)安裝一臺還是兩臺變壓器“，這個看似簡單的問題，不經(jīng)過論證并不好回答。

　　從定性的角度分析，安裝一臺1250kVA的變壓器，優(yōu)點(diǎn)：現(xiàn)有變壓器室可以滿足要求，且不必增加高壓柜，施工方便。

　　缺點(diǎn)是：低壓線路較長，尤其是離用電量較大的圖書館、食堂有300多米的距離，不太合理。如果安裝兩臺630kVA的變壓器，優(yōu)點(diǎn)是：可以使變壓器靠近負(fù)荷中心，低壓線路損耗小；從使用的角度看，兩臺變壓器相互聯(lián)絡(luò)，互為備用，可以靈活調(diào)度，更為安全、可靠。缺點(diǎn)是：需要異地再建一個變電室，初投資會略大一些。

　　經(jīng)過定量分析和技術(shù)論證（洋見5）得到的答案是：采用兩臺變壓器異地供電比一臺變壓器集中供電好，可以有明顯的節(jié)能效果，從長遠(yuǎn)看，該方案更為合理，更為經(jīng)濟(jì)，符合國家的能源政策。因此，選擇了兩臺變壓器的供電方案，供電系統(tǒng)圖如所示。

　　5節(jié)能分析節(jié)能分析主要是對8臺變壓器集中供電“和兩臺變壓器異地供電”方案的能耗比較計(jì)算，根據(jù)這個計(jì)算，選出了經(jīng)濟(jì)合理的方案。能耗計(jì)算主要包括變壓器本身的損耗和線路損耗兩部分。

　　5.1變壓器能耗選用的產(chǎn)品為S9節(jié)能型全封閉變壓器，以下就以此為依據(jù)進(jìn)行計(jì)算。

　　大家都知道變壓器的損耗包括鐵損/，和銅損/.兩部分。其鐵損只取決于變壓器的材料和制作工藝，與負(fù)荷無關(guān)，即：Wi-―.而銅損卻和負(fù)荷率m的平方成正比。

　　江諫用一臺1250k%A變壓器時的能耗如果采用一臺變壓器，只要有一處用電，變壓器就要運(yùn)行，其工作時間是每年365天，因此，其能耗計(jì)算如下：從設(shè)備手冊中查得1250k%A變壓器的損失額定值為：WF-2kW當(dāng)變壓器滿載時，損耗主要是銅損，鐵損可以忽略不計(jì)，而在輕載或空載時，鐵損是不變的，比重就大大上升了。為了減少鐵損的影響，采取了PLC控制的分時段交替運(yùn)行方略，即：在負(fù)荷輕的時段　　由于采用兩臺變壓器分時段交替作業(yè)，所以，每天有11個小時和每年3個月的假期總共5315個小時是單臺變壓器工作的，因此，可計(jì)算出其損耗如下：欄目編輯！肖朝暉從設(shè)備手冊中查得630k%A變壓器的損耗額定值為：欄目編輯！肖朝暉H卜如果負(fù)荷率也近似取/9%的話，那么，一臺630kVA變壓器的損耗為：因此，我們可以計(jì)算出一年中兩臺變壓器的能耗為：通過上面的計(jì)算我們知道采用科學(xué)、合理的管理，兩臺變壓器交替運(yùn)行比一臺大的變壓器獨(dú)立運(yùn)行節(jié)約了53436- 5.2線路損耗計(jì)算線路損耗主要集中在低壓側(cè)，低壓線路過長，會造成線路損耗過大，不但造成浪費(fèi)，嚴(yán)重時還會造成電機(jī)、用電器的起動困難或工作不正常。

　　在設(shè)計(jì)中，采用兩臺變壓器供電，使食堂、宿舍、閱覽室的線路至少分別縮短了約15m，不妨就這三項(xiàng)來計(jì)算一下線路損耗。

　　為了清楚起見，再把前面的負(fù)荷計(jì)算表整理如表2.表2部分負(fù)荷計(jì)算電流名稱計(jì)算電流電纜宿舍照明閱覽室食堂從電纜手冊中查到銅芯電纜的電阻分別是‘50mm2電纜的R――芯電纜的電阻私）；P―線路損耗功率）；把表2的數(shù)據(jù)代人公式3）既得上述三項(xiàng)的線路損失為’如果按每年工作270天計(jì)算，則節(jié)約的電能為：合并以上兩項(xiàng)計(jì)算結(jié)果不難看出，采用兩臺變壓器供電比一臺變壓器集中供電每年可節(jié)約用電14380+80352=94732kWh，如果按1.2元/kWh計(jì)算，則每年可節(jié)約11.37萬元。對于能源緊張且快速發(fā)展的上海，這些電能的社會效益和所創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益就不可低估了。

　　6PLC控制程序兩臺變壓器分時段運(yùn)行，可以節(jié)能，但如果由人工切換，勢必會帶來很大的不便。因此，采用了小型PLC定時程序控制。

　　達(dá)到了準(zhǔn)確、方便、安全及節(jié)約人力的目的。

　　將每天的24個小時分為兩個時段，從早晨8點(diǎn)鐘到晚上9點(diǎn)鐘，兩臺變壓器器同時工作，而在其他時段只有一臺變壓器運(yùn)行，另一臺完全切除。

　　在編制程序時，考慮到PLC的固有計(jì)時器一般只有幾分鐘伽：FX小型機(jī)為327.67秒），是不能滿足我們長達(dá)13個小時的要求，為此，我們用了一個300秒的計(jì)時器；0）和兩個計(jì)數(shù)器<0）。其中C.的計(jì)數(shù)值為156，也就是說每300秒計(jì)一次數(shù)，當(dāng)C.動作時剛好是13個小時，而Q的計(jì)數(shù)值為132，即當(dāng)計(jì)數(shù)到設(shè)定值時正好是11個小時。

　　程序功能是這樣的，當(dāng)手動/自動選擇開關(guān)信號X0閉合時，計(jì)時器Td開始計(jì)時，而Td每動作一次計(jì)數(shù)器Cd就計(jì)一次數(shù)，當(dāng)Cd計(jì)數(shù)到156時，>0輸出，而>0的輸出動作使中的1TM、2TM的聯(lián)絡(luò)開關(guān)3QM閉合，同時使2TM高壓側(cè)開關(guān)2QM斷開，兩段母線均由1TM供電。C.計(jì)數(shù)結(jié)束時，Q開始計(jì)數(shù)，當(dāng)G計(jì)數(shù)到132而動作時，輸出，的作用恰與>.相反，它會使聯(lián)絡(luò)開關(guān)3QM斷開，2TM的高壓側(cè)開關(guān)2QM閉合，實(shí)現(xiàn)兩臺變壓器的同時運(yùn)行。兩臺變壓器分時控制的程序梯形如所示。

　　程序梯形結(jié)論經(jīng)過一段時間的運(yùn)行，證明選擇是正確的，達(dá)到了預(yù)期的效果。我們的經(jīng)驗(yàn)可以為類似工程提供一點(diǎn)兒借鑒。當(dāng)然，并非所有情況都是如此，由于負(fù)荷率、鐵損、銅損的額定值及工作時間的不同，兩臺變壓器分散供電不一定比一臺變壓器集中供電節(jié)能，要具體情況具體分析。