本發(fā)明涉及變壓器電量測量方法，具體涉及一種基于均方根的變壓器更換節(jié)約電力電量單邊測量方法，該測量方法屬于變壓器計量
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：在電力系統(tǒng)中，配電變壓器作為承擔(dān)電壓、電流和功率轉(zhuǎn)換的主要設(shè)備，其數(shù)量十分龐大，并呈逐年上升趨勢。盡管每臺變壓器的損耗較小，但由于其龐大的基數(shù)以及長時間處于運行狀態(tài)，所以配電變壓器每年造成的總損耗十分驚人。同時，部分地區(qū)仍然使用型號較老的變壓器，其損耗明顯高于新型變壓器，因此，通過更換新型配電變壓器來提高電網(wǎng)整體能效水平、降低能量損耗成為必然選擇。而為了能夠有序、合理的進行變壓器更換，分析更換項目的經(jīng)濟效益，同時指導(dǎo)電力變壓器更換的規(guī)劃設(shè)計，需要對變壓器更換前后的節(jié)約電量進行測量、計算。變壓器更換節(jié)約電力電量的測量目前尚無統(tǒng)一的參考標(biāo)準(zhǔn)。申請公布號為CN103018584A的中國發(fā)明專利申請公開了一種用于電力升壓改造節(jié)約電力及電量的測量與驗證方法，該發(fā)明專利通過在變壓器兩側(cè)裝設(shè)計量裝置，測量變壓器改造前后的運行參數(shù)，計算節(jié)約電力電量。申請公布號為CN104698269A的中國發(fā)明專利申請公開了一種變壓器改造前后節(jié)約電力電量測算裝置及測算方法，該發(fā)明專利通過在變壓器單側(cè)安裝測量裝置，通過計算變壓器更換前后平均電流、電壓來計算節(jié)約電力電量。由于電網(wǎng)中普遍使用單端測量方式，使用兩端測量的方法，需要在另一側(cè)安裝測量裝置，由于兩端測量裝置的測量誤差會疊加，因此對測量精度要求極高，實用性差。使用單端測量的方法，有利于簡化測量流程，節(jié)約測量成本。但使用單端測量方法的同時，需考慮結(jié)果的準(zhǔn)確性，從能量等效的角度分析，采用基于平均值的參數(shù)計算電力電量，在變壓器峰谷差較大時可能造成較大誤差，不適用于需要準(zhǔn)確的節(jié)能量評估值作為結(jié)算依據(jù)的節(jié)能改造項目。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提出一種基于均方根的變壓器更換節(jié)約電力電量單邊測量方法，該測量方法只需要在變壓器一側(cè)裝設(shè)計量裝置便可以實現(xiàn)。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：一種基于均方根的變壓器更換節(jié)約電力電量單邊測量方法，包括以下步驟：S1.確定節(jié)能更換項目邊界、項目基期、統(tǒng)計報告期以及典型工作周期T；S2.在變壓器一側(cè)安裝電壓互感器、電流互感器以及可設(shè)置參數(shù)和計算節(jié)約電力電量的專用表計；S3.變壓器更換項目實施前，測量基期典型工作周期內(nèi)變壓器電流電壓、空載損耗P0、負載損耗Pk、額定容量SN、最大負荷功率SIM等參數(shù)；S4.變壓器更換項目實施后，測量統(tǒng)計報告期典型工作周期內(nèi)變壓器電流電壓、空載損耗P′0、負載損耗P′k、額定容量S′N、最大負荷功率S′IM等參數(shù)；S5.專用表計啟動持續(xù)計算模塊，根據(jù)測量所得數(shù)據(jù)計算均方根電壓影響系數(shù)Ku以及均方根電流影響系數(shù)Ki；S6.專用表計根據(jù)測量所得數(shù)據(jù)以及計算所得參數(shù)計算節(jié)約電力電量。步驟S1中所述的邊界條件僅指變壓器本體，即更換后變壓器本體損耗減少而節(jié)約的電力電量，包括空載損耗和負載損耗，忽略與其相連電網(wǎng)相應(yīng)的損耗減少量。所述的基期指變壓器更換項目實施前，用于確定更換項目能耗基準(zhǔn)的時間段。所述的統(tǒng)計報告期指用于確定變壓器更換項目節(jié)約電力電量的時間段。所述的典型工作周期指能夠反映變壓器真實工作情況并且計算變壓器運行參數(shù)的時間段。步驟S2中所述的電壓互感器和電流互感器等儀器，應(yīng)滿足JJG313-2010測量用電流互感器檢定規(guī)程和JJG314-2010測量用電壓互感器檢定規(guī)程的相關(guān)規(guī)定。在合理控制成本的前提下，盡量提高測量精度。使用條件應(yīng)滿足國標(biāo)《電流互感器》、《電壓互感器》內(nèi)相關(guān)規(guī)定，日最高氣溫不超過40℃，日最低溫度不低于-25℃，日平均氣溫不超過30℃；使用地點海拔低于1000m；大氣中應(yīng)無嚴(yán)重污染。步驟S2所述的專用表計應(yīng)具備均方根值的計算能力。同時包含接收電壓互感器、電流互感器測量數(shù)據(jù)功能，基期、統(tǒng)計報告期、典型工作周期的設(shè)定功能，節(jié)約電力電量的計算功能，其中以及數(shù)據(jù)存儲功能。步驟S3、S4中，在變壓器更換前后，專用電表通過接收電壓互感器、電流互感器測得的變壓器電壓、電流數(shù)據(jù)，進行空載損耗、負載損耗、額定容量和最大負荷功率等參數(shù)的計算，并進行儲存。步驟S5中所述的均方根電壓影響系數(shù)Ku指典型工作周期T內(nèi)電壓均方根值與電壓額定值的比，表征實際運行中電壓偏離額定電壓的程度，可根據(jù)公式計算而得；所述的均方根電流影響系數(shù)Ki指典型工作周期T內(nèi)電流均方根值與電流額定值的比，表征實際運行中電流偏離額定電流的程度，可根據(jù)公式計算而得；專用表計具有求取均方根的功能，能夠根據(jù)互感器測得的數(shù)據(jù)計算上述參數(shù)，并且能夠根據(jù)測量時間的推移，持續(xù)對參數(shù)進行計算。步驟S6中所述的變壓器更換節(jié)約電力電量指變壓器更換前后本體損耗減少而節(jié)約的電力電量，僅考慮空載損耗PFe和負載損耗PCu，其他雜散損耗，例如引線、外殼、風(fēng)扇等所引起的損耗比例相對較小，因此不予考慮。所述節(jié)約電力指變壓器更換后的節(jié)電力是指更換前后，變壓器負荷最大時，變壓器功率損耗差值。所述節(jié)約電量指在可比情況下，節(jié)電措施實施后與實施前相比，消耗電能減少的數(shù)量。所述專用表計能夠根據(jù)互感器測得的電流電壓數(shù)據(jù)計算最大負荷功率SIM、額定容量SN、額定空載損耗功率P0、額定負載損耗功率Pk，若不具備現(xiàn)場測試條件，P0、Pk、SN的參數(shù)亦可在變壓器銘牌上獲得。所述變壓器更換節(jié)約電力可根據(jù)公式計算而得。所述變壓器更換節(jié)約電量包括空載損耗電量ΔEFe以及負載損耗電量ΔECu兩部分，空載損耗電量可根據(jù)公式計算而得，負荷損耗電量可根據(jù)公式計算而得，變壓器更換節(jié)約電量可根據(jù)公式計算而得?？紤]到變壓器運行電壓基本在額定電壓附近波動，因此可近似認(rèn)為均方根電壓影響系數(shù)Ku＝1，空載損耗電量可簡化為ΔEFe＝P0T。在這種情況下，變壓器更換節(jié)約電量可表示為本發(fā)明的基于均方根的變壓器更換節(jié)約電力電量單邊測量方法主要包括：確定項目邊界、基期、統(tǒng)計報告期、典型工作周期；在變壓器一側(cè)安裝電壓互感器、電流互感器，以及專用表計；專業(yè)表計具備求取均方根值、運行參數(shù)、電力電量的高級計算功能；通過互感器測量，專用表計計算獲得變壓器更換前后的空載損耗、負載損耗、額定容量、最大符合功率等運行參數(shù)，并進行儲存；通過收集到的數(shù)據(jù)，專用表計持續(xù)計算均方根電壓影響系數(shù)、均方根電流影響系數(shù)等運行參數(shù)；根據(jù)各項運行參數(shù)，專用表計計算變壓器更換所節(jié)約的電力電量。本發(fā)明的方法僅需在變壓器一側(cè)安裝測量裝置，簡化測量流程，節(jié)約測量成本；通過電壓均方根電流影響系數(shù)計算電力電量，測量結(jié)果精確，適用于需要準(zhǔn)確的節(jié)能量評估值作為結(jié)算依據(jù)的節(jié)能改造項目。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點和有益效果：(1)本發(fā)明提出一種基于均方根的變壓器更換節(jié)約電力電量單邊測量方法，僅需在變壓器的一側(cè)安裝測量裝置，適用于電網(wǎng)中普遍的單端計量方式，有利于節(jié)約成本，簡化測量流程，具有良好的經(jīng)濟效益和實用價值。(2)本發(fā)明提出的一種基于均方根的變壓器更換節(jié)約電力電量單邊測量方法，通過均方根電壓影響系數(shù)Ku、均方根電流影響系數(shù)Ki計算節(jié)約電力電量，從能量等效的角度分析，使用基于均方根的方法相對于基于平均值的方法，理論推導(dǎo)嚴(yán)謹(jǐn)，計量精度更高，適用于需要準(zhǔn)確計算變壓器能耗的場合。附圖說明圖1為基于均方根的變壓器更換節(jié)約電力電量單邊測量方法的流程圖。圖2為本發(fā)明的電力變壓器更換項目邊界示意圖。圖3為本發(fā)明的接線示意圖。具體實施方式下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明進行詳細說明：實施例一(1)實施例概況；本實施例中變壓器更換項目分為高效變壓器等容量更換和高效變壓器增容更換，以解決變壓器高損耗和變壓器容量不足的問題。以等容量的S15、S13型變壓器更換S7型變壓器為例，計算變壓器等容量更換后節(jié)約的電力電量，其中原S7型變壓器以0.5負載率運行，變壓器更換后負荷不變，變壓器主要技術(shù)參數(shù)見表1。表1(2)節(jié)約電力計算；步驟如圖1所示，首先確定項目邊界(如圖2所示)，基期、項目統(tǒng)計期、典型工作周期均取720小時。安裝互感器、專用電表等設(shè)備(如圖3所示)?？紤]到運行電壓一般在額定電壓附近，因此均方根電壓影響系數(shù)Ku近似取為1，利用變壓器損耗計算公式為：ΔE=P0T+PkKi2T,]]>式中，額定空載損耗功率P0和負載損耗Pk可從變壓器銘牌數(shù)據(jù)或者現(xiàn)場測量得到。根據(jù)變壓器的負荷情況，計得均方根電流影響系數(shù)為0.6。由于是等容更換，假定更換前后最大負荷下的視在功率SIM＝189kW，按照單邊測量節(jié)電力公式進行計算：Δ(ΔP)=ΔP-ΔP′=(P0+PkSIM2SN2)-(P0′+Pk′SIM′2SN′2).]]>計算后，得到315kVA容量的S7型變壓器更換為等容量的S13型變壓器，節(jié)約的電力為：Δ(ΔP)=(8621000+49701000×18923152)-(3401000+36501000×18923152)=0.997kW,]]>同樣，315kVA容量的S7型變壓器更換為等容量的S15型變壓器，節(jié)約的電力為：Δ(ΔP)=(8621000+49701000×18923152)-(1701000+36501000×18923152)=1.167kW,]]>(3)節(jié)約電量計算；按照節(jié)電量計算公式：Δ(ΔE)=ΔE-ΔE′=(P0T+PkKi2T)-(P0′×T+Pk′Ki2T),]]>計算后，得到315kVA容量的S7型變壓器更換為等容量的S13型變壓器，節(jié)約的電量為：Δ(ΔE)=(8621000×720+49701000×0.62×720)-(3401000×720+36501000×0.62×720)=718kWh,]]>同樣，315kVA容量的S7型變壓器更換為等容量的S15變壓器，節(jié)約的電量為：Δ(ΔE)=(8621000×720+49701000×0.62×720)-(1701000×720+36501000×0.62×720)841kWh,]]>(4)節(jié)約電力電量匯總；本實施例節(jié)約電力電量匯總?cè)绫?所示，表2是315KVAS7型變壓器更換為等容量S13或S15變壓器節(jié)約的電力電量表。表2實施例二(1)實施例概況；本實施例中變壓器更換項目為高效變壓器等容量更換，以等容量的S13型變壓器更換S7型變壓器，以解決變壓器高損耗問題。變壓器主要技術(shù)參數(shù)見表1。分別使用基于平均電流的方法以及本發(fā)明中基于均方根的方法計算更換后節(jié)約電量。變壓器運行電壓在額定電壓附近，一天內(nèi)電流標(biāo)幺值如表3所示，表3是變壓器一天24h電流標(biāo)幺值表。時間/h01234567電流/p.u.0.350.20.150.140.150.180.250.5時間/h89101112131415電流/p.u.0.590.680.710.610.60.650.680.68時間/h1617181920212223電流/p.u.0.630.530.520.50.490.490.450.4表3(2)節(jié)約電量計算；取統(tǒng)計報告期為720小時，根據(jù)基于平均電流的方法，得到平均電流的值為I‾=ΣIT=0.46,]]>根據(jù)基于平均電流的節(jié)約電量計算公式Δ(ΔE)=ΔE-ΔE′=(P0-P0′)T+(Pk-Pk′)I2U2SN2T,]]>計算得到節(jié)約電量為：Δ(ΔE)＝(0.862-0.34)×720+(4.97-3.65)×0.462×720＝576.94kWh，根據(jù)本發(fā)明中基于均方根方法，得到均方根電流影響系數(shù)Ki為Ki=∫0Ti2dtTIN=0.50,]]>計算得到節(jié)約電量為：Δ(ΔE)＝(0.862-0.34)×720+(4.97-3.65)×0.502×720＝613.71kWh，由于本發(fā)明中基于均方根的變壓器更換節(jié)約電力電量方法是在能量等效的基礎(chǔ)上，根據(jù)變壓器空載損耗電量和負載損耗電量的公式直接推導(dǎo)而得，忽略測量裝置的測量誤差時，可認(rèn)為計算結(jié)果是準(zhǔn)確值，而基于平均電流的計算結(jié)果偏少了36.77kWh。由上述分析可以看出，基于平均電流的計算方法會存在一定的誤差，當(dāng)變壓器峰谷差進一步增大時，誤差也會隨之增加。以上所述，僅為本發(fā)明專利較佳的實施例，但本發(fā)明專利的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員在本發(fā)明專利所公開的范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明專利的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都屬于本發(fā)明專利的保護范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3