电力系统损耗论文

电力系统损耗论文（精选12篇）

电力系统损耗论文 第1篇

关键词：电力系统,损耗分析,补偿

长期以来，电力系统中存在着大量的无功负载，这些负载不但造成了国家经济的损失，而且增加了用户的负担。一些小型企业，尤其是农村的乡办乃至村办企业，由于所使用的绝大部分电气设备来自鱼龙混杂的机电市场，这些机电产品往往出自小型企业甚至手工作坊，原材料杂质多，质地不纯，因而功率因数低，功耗大。这就增大了供电系统中的电力变压器、输电线路的损失，不仅影响了电力企业的经济效益，而且给生产企业的经济效益带来了负面的效应。例如当地的一个小型造纸厂每年的电费约为40万元，这个企业所用电气设备的功率因数平均不到0.7，如果电气设备的功率因数能提高到0.9，一年下来仅电力费用就可以节约十余万元。解决这些问题的一个行之有效的方法就是进行无功功率的补偿。为了达到节能降损的效果，改善电能的质量，提高输变电设备的有功输出，使电气设备处在最佳经济状态下运行，使有限的电力更好地为社会主义建设服务，做好无功补偿工作势在必行。

一、系统损耗的原因

1. 电力调度不力、负荷分配不均，致使一些电力变压器处于轻载甚至空载状态。

供电线路不够科学，供电格局混乱，线路迂回供电，配网运行不经济;一些高损耗变压器还在运行;部分线路线号小;另外，还存在一定数量的配电变压器容量与实际用电负荷不匹配的情况，配变负荷没有在经济运行区间;一些配变三相负荷不平衡，中性点发生偏移;配网自动化水平不高。这些都导致了系统损耗。

2. 线路电压太低。

目前由区域变电所送往企事业的电网电压一般为6kV，如果能将这个电压提高到10kV，即可大幅度减少变压器及输电线路上的损耗。另外，输变电设备陈旧、线路老化现象严重，已不能满足日益发展的工业、农业和人民生活的需要。再者，变压器容量小、架空线路乃至电力电缆截面不足。尽管国家花费了一定的资金对部分地区原有的电网进行了改造，但由于在施工甚至设计过程中缺乏一定的前瞻性、预见性，因此一些局部供电网络供电质量仍旧低劣，加之小型企业不断地上马、增容，导致了线路损耗大。

3. 在经济利益的驱使下一些不正规的企业片面追求利润，致使电气设备产品原材料质地不纯。

如硅钢片、线材中含有大量杂质，制造工艺落后，从而使得一些电气产品性能低劣，功率因数大大降低，而这些产品充斥着机电市场，造成机电产品鱼龙混杂的格局，一些采购人员为获得经济回报大量采购这些产品。这些产品应用于电力系统中，毫无疑问会造成损耗的增加，给国家、企业带来巨大的损失。

4. 无功补偿容量不足。

民营企业、家用电器增长速度较快，致使线路负荷快速增加，尤其是近年来随着国家政策调整、人民生活水平提高、家用电器下乡，配电网络的无功补偿设备容量更显不足，导致了线损率的升高，电压质量也难以满足用户的要求。

二、补偿的措施和方法

1. 科学合理地进行电力调度。

我们要提高经济运行水平就要减少变压器轻载、空载和过载的机率。我们要合理选择配电变压器的容量和安装位置，尽量使得变压器的负荷率接近75%80%的运行状态，消除“大马拉小车”和三相不平衡现象。调整公用变压器三相负荷，我们应尽量采用三相平衡送电，对于三相四线制低压供电线路，变压器出口处不平衡度应不大于10%。对业扩报装，我们宜统一受理，重点处理好负荷分布，调整负荷过重或过轻的线路，合理配置公用变容量。此外，我们还要进一步加大降损后评估工作的力度。

2. 提高线路电压等级。

为提高线路电压，我们可从几个方面入手：第一，有条件的地方尽量采用高电压等级电源进行供电，提高区域变配电所的出口电压等级，即把区域变电所送往企事业的电网6KV电压提高到10KV，减少线路电流，降低线路损耗。第二，合理增加负荷量大的原有线路截面，减小线路电阻，降低线损。构建合理的供电网络，学习先进国家的成熟技术。新的城区、新的工业区一律采用高电压等级进行供电。将变配电点设置在负荷的中心位置，供电格局形成辐射状，缩短供电半径，减少供电线路的冗余。

3. 加强机电产品的生产、市场管理力度，遏制低劣产品的制造、加工、上市。

围、追、堵、截粗制滥造的电器产品在市场的流通交易，这是从长远观点看问题的战略。为国排忧，为民谋利，这应该是职能部门的义务，同时也是企事业领导、管理人员、工程技术人员的责任。我们应使机电产品采购的团购化、透明化、公开公正化。只有这样，才能使得我国的电气产品质量得到提升，功率因数得以提高。

4. 合理进行无功补偿，提高功率因数。

我们可以对增加的容量进行集中补偿，也可以针对单独大型设备进行分散补偿;可以对低压系统进行补偿，也可以根据情况对高压系统进行补偿。当然，无论采取什么样的补偿，都有很强的专业技术性。比如低压系统要避免过补偿，高压补偿要避免电容的爆炸，电信系统要避免因为补偿而出现的谐波过电压，等等。当然随着科学技术的不断发展与完善，运用先进技术与设备，及时准确地投入补偿的方法和手段越来越多，而且越来越趋于合理。

5. 加强电力系统的监管力度。

我们应调动一切先进的设备和手段，准确及时地预报局部的、区域的和系统的供电行情，监管其供电网络功率因数的数值。我们应运用现代化手段加强供电系统中设备的损耗、线路损耗的统计与计量，加强电量远传系统主站功能的开发利用，使其在系统功能上切实具备线损实时分析的功能。我们应逐步实现变电站电量远传、负载控系统和电厂电量远传等系统的信息共享，充分利用已有的数据信息资源，提高管理科技水平。

总之，随着能源的枯竭，加强电力系统中的损耗分析和补偿是一个意义远大又迫在眉睫的问题，需要每一个工程技术人员乃至公民认真对待。

参考文献

[1]高慧.配电网的网损计算与降损措施分析.安徽电力, 2005.

[2]涂光瑜, 罗毅等.配电网电能质量控制的基本策略.电气应用, 2007.

降低损耗重在管理 第2篇

有计划分类表。根据本店各柜组各类药品的销售规律，编制柜组进货计划表和销售进度表。坚持勤进快销的原则，药品仓库中畅销的品种储备充足，一般性药品严格控制合理的存量。质量管理负责人将有效期在9个月以内的药品及时公布在近效期一览表中，对有效期进入6个月内的药品填报催销表，并及时发送到相关柜组进行促销。

有月度分析，

每月进行一次全面分析或专题分析，通常情况下周转时间快、创造毛利多的畅销药品仅占20%～30%，多数药品周转相对较慢，特别是滴眼液一类的药品有效期一般在两年甚至一年以内，特别需要留神养护与管理，定期分析、排除隐患，可大大降低损耗，无形之中等于增加了效益。

有检查。质量管理负责人及各柜组长，每旬对药品的存量定额和销售主要指标完成情况进行检查，以便及时发现经营中存在的薄弱环节，做到心中有数、有的放矢，明确需要解决近效期品种数量的重点措施，更好地促进一线营业员具体操作，确保控制、督促不落空。

有记载。营业员每天必须随时记载近效期药品的销售数量，以便于抽查或定期检查时能够准确统计，各柜组还建有核算登记簿、差错登记和减值报损登记，此记录作为奖罚的重要依据，从而切实调动每个员工勤俭节约、降低损耗的积极性，发挥能动作用。

浅析输配电系统电能损耗分配办法 第3篇

关键词：输配电系统；电能损耗；电力市场；电能损耗分配

中图分类号：TM715 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）17-0124-02

如何减少电能的损耗以及如何节约能量资源已经成为电力市场的一个重要问题，也是国家大力推行的政策，可以有效的提高电能的合理分配和降低输配电成本。本文根据计算配电网的电能损耗，分析研究了减少输配电系统电能损耗的方法，具体情况如下。

1 电能损耗的计算

配电系统中以配电线路以及配电变压器所造成的电能损耗为主要损耗部分，减少电能的损耗和提高电能的管理是关键问题，而计算输配电系统的电能损耗是解决问题的主要方法，这种方法可以作为减少电能损耗工程中的主要参考指标。

1.1 输电线路造成的电能损耗

电力线路中运行情况与电能损耗的情况是与时间有很大关系的，比如某条线路在一段时间的电能损耗量是无数个阶段时间段中电能损耗量的总和。通过计算的方法发现，输电线路中有功功率越高，耗电能越高；输电线路中无功功率的平方值越大，电能耗损越大；线路电阻越大，电能损耗越大；输电电压的平方值越大，电能损耗越小。

1.2 变压器造成的电能损耗

电力线路的运行中，有功功率以及无功功率均会引起电能的损耗，所以这两种问题也是配电变压器所造成的电能损耗的一部分原因。配电变压器所造成的电能损耗和其空载情况、负载情况、电阻电压百分比值成正比关系，而与供电的功率值的平方成反比关系。

2 输配电损耗的合理分配方法

对于输配电系统电能损耗的分配问题，已经引起了国内外相关学术人员的重视，首先根据现有的研究资料可把输电损耗的分配方法分为四大类：

2.1 按照比例进行分配，原理简单，为普遍运用的方法之一

此种方法是根据输电网中的损耗节点和负荷功率的大小进行正比的分配。而对于发电以及负荷功率在电网中的作用欠考虑，并且在发电方的设定以及负荷方电能损耗的比例两方面中，但需要人为地进行安排。

2.2 MW-Mile Method（MWM）的方法

此种方法首先是计算交易中造成的线路功率问题，而输配电损耗的分配是根据传输功率的值乘以线路长度的方法成正比进行。这种方法解决了部分按着比例进行分配的弊端，但是没有全面地参考无功功率在电能损耗中的影响，对于交易中的祸合作用也没有综合地分析。

2.3 微增损耗法（Incremental Transmission Loss Methods）

微增损耗法在输配电系统中已经有很长时间的应用过程，所以对其的应用和其产生的效果得到一定的认可，是一种普遍被应用的降低电能损耗的手段。而其普遍被应用在电力经济系统中。一般情况下，运用微增损耗的方法对电能损耗进行分配会造成收益盈余口，所以要对其进行相应的处理，以避免出现收益盈余口的问题，而且微增损耗法不是具备唯一性的方法。根据微增损耗法的积分对发电以及负荷方总结出了电能损耗的分配法，但对于负荷的分配系数以及损耗供给的系数需要人为地进行计算指定。

2.4 功率分解法（Power Decomposition Methods）

功率分解法是以电网中电能损耗总量的表达式或者是一段线路电能损耗的表达式为基础，并结合阻抗的问题或者是根据电路原理计算的返程来进行运算。通过运用这种方法来得出各种参数为变量的电能损耗的分解方程式。

配电系统在电能损耗的分配方法上和输电系统的电能损耗分配的原理是很接近的，但是根据其不同点也有其独有的特殊性，目前来看对于配电系统的电能损耗分配方法的探讨分析还是相对比较少的。下面根据现有的研究资料，对电能损耗合理分配问题中存在的问题进行总结，有以下两方面：

2.4.1 按照比例进行分配的问题。以上的几种方法均不能够把电能的损耗量合理、平均、同步地分配给电网中的用户及其电源负荷，都需要人为地去指定分配情况，在当今的电力市场复杂多变的现况中是很难被认可和应用的。

2.4.2 潮流与电能损耗的关系。在整个输配电系统中，一般情况下市场的每次交易都会造成电能的损耗，也有一些特殊情况除外，有些交易中甚至降低了输配电系统的总的电能损耗，可能是因为在这个交易中线路导致的潮流与主导潮流是两个反方向。

潮流与主导潮流程相反方向的现象也叫做反向潮流，它在带电力系统中是非主观存在的。在电力交易中，反向潮流表现在电能损耗分配的最终结果中，所以输电损耗是不是得到了合理的分配，其重要的判断方法就是交易中是否有反向潮流情况的发生，若存在反向潮流，在电能损耗分配的最终结果中就可能发生负值的情况。

3 对于降低网络中电能损耗的方法

在整个输配电系统网络中，降低电能的损耗也就是降低线路中电能损耗和变压器中的电能损耗，归纳方法有以下三种：

（1）有效适当地分配无功功率。在整个电网中传输无功功率的时候，会提高功率损耗率和电能损耗值，并且会造成电压的下降，所以应该安置相应的无功功率设备进行平衡和补偿。现阶段中，无功功率的调度以及随机补偿一般都是应用电子计算机进行和计算。

（2）有效减少电压的变换数量，因为实施电压的变换，会造成有功功率的消耗，一般每一变换要耗损1.5%左右的有效功率，因此要尽可能地降低变压的数量。

（3）对于整个输配系统的线路分布问题。对整体线路问题要适当地进行布设，尽可量减少重复的负荷线路和线路曲折繁琐的布线情况，以便降低输配电系统中线路造成的电能损耗，其中变压器的最适宜安置在负荷中心位

置上。

4 结语

如何减少电能的损耗以及如何节约能量资源已经成为电力市场的一个重要问题，也是国家大力推行的一项政策。因此输配电系统的电能损耗分配问题就成为了电力市场中首要需解决的问题。减少电能的损耗即节约了电力能源，在响应了国家政策的同时也为国家节约能量做出了一定的贡献，并且也帮助了企业减少输配电系统的成本。节约电能的工作不仅仅是电力部门人员的工作内容，也是有自己独立配电网企业工作中重要的内容，是首要解决的问题之一。近年来，“节能减排”的政策在国家以及相关部门的重视下，不断地开展推进，而作为能源企业之一的煤炭行业，对于电能损耗的减少是必须要坚持的。要运用当前最先进的技术手段，并不断地改革和探索对于电能损耗分配的方法，以便增强配电网电能损耗分配的问题，增强其管理指标，降低企业的能源成本，使企业的效益最

大化。

参考文献

[1] 余志伟，谢志棠，钟志勇，等.多区域电力联营体运行下的输电成本分配[J].电力系统自动化，2002，26（6）.

[2] 戴彦，倪以信.基于潮流组成分析及成本分摊的无功功率电价[J].电力系统自动化，2000，9（25）.

[3] 幸荣霞，姚爱明，谢开贵，周家启，赵渊.大电网可靠性影响分析的潮流跟踪方法[J].电网技术，2006，（10）.

[4] 荆朝霞，段献忠，文福拴，严正，倪以信，吴复立.输电系统固定成本分摊问题[J].电力系统自动化，2003，（16）.

电力系统损耗论文 第4篇

在电气系统中正是需要一个这样的系统,线损管理系统正是满足了这一要求,这个系统具有开放性、通用性以及可扩展性,并且还有可操作性和容错性的特点。在实践中这个系统将线损管理系统的管理效率进行了大大的提高,经济效益也得到了增加。

一、线损管理系统的结构

相对而言,线损管系统是比较复杂的一个系统,它要将下面许多的分支机构的电力数据进行接收之后再进行计算,并且数据要方便浏览、修改等功能进行提供,这些服务的功能都比较的高级。这个系统主要是在实际供电公司进行使用,所以这个系统将其中包含的用户进行了划分,主要分为市局、区局和供电所。要将每个月的数据及时的进行整理,将下面的单位的数据上报到上面的单位,然后再进行统计的整理。生成报表、用户管理等其他服务的功能,所以可以推断出线损管理系统是由很多个功能不同的小系统共同组成的,而这些系统需要在功能非常强大的环境下的开放式平台下才能够进行建立。并且这个平台会给我们提供需要的功能,例如应用程序接口API、封装底层的网络通讯以及数据库访问控制,这些功能使得平台能够更好的对各种高级应用程序的不同需求进行满足。在程序和系统之间还可以互相进行消息的发送来达到通讯的目的。另外,因为在下面的单位当中都有相应的数据库而且每个月都会进行传输大量的数据,因此网络数据的传输一定要具有很高的稳定性,因此Mnect这个网络数据传输程序的平台就应运而生,而且线损管理系统的设计与实现就在这个平台上面完成了。系统关系如下图所示:

二、技术的实现

在线损损耗管理系统中将使用的用户划分为三个不同的主体,分别是市局、区局以及供电所,在这个用户中对应的计算机操作系统的操作平台是不一样的,因此操作人员的水平都是各不相同的,所以在线损管理系统的软件可以看到开放性和可移植性在里面是非常重要的。Mnect这个网络数据传输程序就是为了将设计的目标达到而设计出来的。这个系统中主要是包括了信息的配置、图形的编辑以及显示和报表的制作等。

(一)数据库安全性的访问

在系统管理中,每个主体都有自己想对应的一个数据库,但是在每个月下级都会给上级将数据传输到上级的数据库当中,依靠这样的层层传输最后到达最高一级的数据库。在对最高一级的数据库访问的时候,只有本单位的才能对本单位的数据进行访问和浏览,也只有自己有相应的浏览的权利。这样能够有效的对数据库的安全性进行保护防止不利的因素进行顺海,在这里还专门使用签名的机制来对数据库的安全性进行保证。

(二)信息工具

电力系统线路损耗系统参数要对前端的工具进行相应的配置。在这个系统中三者的关系是以树形结构呈现出来的,在这里面使用手工的方法将数据录入到数据库中的,是非常复杂的而且还容易出现出现错误。利用信息配置的工具能够有效的快捷的正确的将数据添加到数据库当中,减少错误的出现,还可以对输入进去的信息进行编辑,在这里,还可以通过网络来将信息的传递进行实现,这样就能够降低对信息的初始化,对于刚开始系统的初始是非常重要的。

三、结语

在线路损耗管理系统中,能够更好的将线损率计算出来,将各个数据汇总在一起,能够对变压器更好的进行调节,对更高的线损率进行提高。

参考文献

[1]曹磊,曹兆勇,朱美琳等.电力系统线路损耗管理系统的设计与实现[J].计算机科学,2004,31(4):192-194.

用损耗怎么造句 第5篇

1、损耗不大。

2、在中子损耗机制方面，那是，那是有意义的，这些是一些能够比较的参数。

3、我们已经得到从事这项工作的一些资金，重点是技术和市场发展，并且在世界上那些人口受到饥饿威胁的地区减少产品损耗。

4、这些导致了溢出现象，这也正是粮食巨大损耗的原因。

5、尼日利亚的乡村加工中心正在帮助农民降低损耗以赚得更多。

6、“带回家的食品”应该比在一般餐馆吃饭更便宜，这是因为它们免去了服务员、洗碗工、餐桌布、盘子破损和餐具损耗等费用。

7、人体研究也能确定是否辣椒碱能如传说的那样引起听觉损耗。

8、那么，滥砍滥伐、珊瑚礁减少、淡水损耗、全球性疾病增加、污染和联合国担心的那种贫困又会怎么样呢？

9、这些审报规定的目的就是要对排放进行量化，并以此作为减少温室气体损耗发展战略的.第一步。

10、因此您应该将智能性引入您的应用程序，处理通信损耗并在多个服务器之间实现伸缩性。

11、渗透进电缆中的水分将导致电流损耗甚至对电缆本身造成伤害。

12、为了防止损耗和误放，组织实验室也利用了涉及条码和登记号的计算机追踪系统来保护实验室安全。

13、输出功率决不可能等于输入功率因为总有损耗。

14、较大文件，不那么好，除非你要求无损耗图像。

15、你能够正确地减慢中子，通过将它们散射，用一个恰当的，慢化剂，这样它们就不会损耗或者被吸收。

16、现在，K有效能够相对直接地定义，由中子的产生除以损耗。

17、作为额外收获，因为将发电地点与使用地点移到了一起，输电损耗被降至最低，而即使产生了一些热量也可以用来烧热水和加热暖气。

18、关键的C4I信息现在可以安全地无线连接到任何地方，因此不会有任何时间损耗，当关键人员需要获取信息时，他们马上就会得到。

19、部署10千兆以太网交换机，支持基于优先级的流量控制和类似于典型交换机部署的无损耗以太网。

食品的“餐前损耗” 第6篇

未进入消费渠道的食物

联合国粮食及农业组织曾在2014年发布过一份研究报告，报告显示，全球每年浪费的食物高达13亿吨，折合经济损失约7，500亿美元。这份题为《食物浪费足迹：对自然资源的影响》的报告称，世界54%的食物浪费发生在“上游”，即生产、收获后处理和储存过程；46%发生在“下游”，即加工、流通和消费阶段。

工业化国家每年大约浪费6.7亿吨粮食，发展中国家浪费粮食量为6.3亿吨，总量旗鼓相当。发达国家的食物浪费主要集中于食品销售和消费阶段，大多是由于消费者过度购买、不正确的储存和随意丢弃仍可食用的食物产生的，这也是平时大家认知范围内的浪费。而在发展中国家，95%的食物损失与浪费发生在农作物收获阶段，这些国家缺乏资金、管理和技术，以及完备的基础设施和市场体系，因而造成食品的损失和浪费。而且后者也多面临粮食供应不足甚至饥饿等问题，两相对比，更让人叹息。

全球每年产出的食物中约有三分之一因处置不当而被浪费掉，其价值相当于瑞士的国内生产总值。新华社消息称，在亚洲的工业化地区，谷物和蔬菜浪费程度严重，进而对自然资源造成极大浪费。这一地区人均浪费的谷物达80公斤，人均浪费的蔬菜超过100公斤。浪费现象主要发生于“农业生产、收获后的处理和储藏以及消费阶段”。亚洲、拉丁美洲和欧洲，水果的浪费程度非常高，造成大量水源浪费。

中国是个农业大国，其耕地面积占世界耕地面积的7%，农业人口达7亿，占产业总人口的50%。然而中国农业机械化程度低，设备和技术落后，也是不可忽视的问题。仅在中国，粮食产后储藏、运输、加工等环节损失浪费总量每年就达700亿斤以上，远超餐饮环节的“舌尖上浪费”。新华社记者在调查时发现，在部分粮食产区，农户存粮因缺乏技术和相关设施，产后损失量十分惊人，成为“餐前损耗”的主力；部分粮库仓容不足，只好采取露天储粮，造成粮食过量损耗；田间收获机械“遗漏”，加工企业过度加工精制米，也造成粮食“隐形”浪费。

除此以外，中国粮食在运输、储存、加工、销售和消费过程中，大约浪费了10%。中国国家粮食局粮食经济研究中心研究员丁声俊在接受新浪网采访时指出，按照2012的粮食产量统计，大概有1，100亿斤粮食被浪费了。

联合国粮食与农业组织和环境规划署则表示，食物浪费的影响并不止步于浪费，大量的食物浪费还将对环境造成影响。《食物浪费足迹：对自然资源的影响》报告中称，全世界每年生产但未被食用的粮食所造成的水资源浪费相当于欧洲最大河流伏尔加河一年的流量；而其生产、收获、运输、包装所需的能源则会产生33亿吨二氧化碳。如果这是一个国家的碳排放量，那这个国家将居于全球温室气体排放量第三位，仅次于美国和中国。

未达餐桌的食物去哪了？

农作物收获是粮食进入流通环节的第一关，然而在这一关，已有大量食物损耗。技术较为落后的非工业化国家，在此环节会有高达95%的食物损失与浪费。以机械收割为例，中国的粮食机收率除小麦能达到82%以外，水稻只能达到15%，玉米甚至不到2%；加上收获时烘干能力不足，很多地区甚至没有相关的烘干工具，仅靠“风吹日晒”等自然手段完成烘干（这样的粮食俗称“地趴粮”），逢雨天致使谷物发芽霉变是常有的事；而机械质量参差不齐，也造成收获损耗。黑龙江省桦川县世平水稻专业合作社理事长李世平说，在大面积机械收割的情况下，国产收割机的机械收获损失率能达到3%。

而在肉类和水产品方面，仅由于屠宰综合利用和水产捕捞船上缺少保鲜装置的问题，造成肉类和水产品的损耗就分别为1.9%和2%。

每年粮食收获后，大部分粮食需要经过农户的短期储存再进入下一个环节。而食物在储存过程中的损耗也相当高。目前中国粮食70%以上分散在亿万农户家中，然而在储存过程中，由于先期的烘干工作没有做好，粮食入库时并未降到安全水分，加之农户储存条件的限制，储存中霉变以及被老鼠等动物吃掉或污染的情况也很常见。据粮食部门测算，由于农户储存设施简陋、烘干能力不足、缺乏技术指导服务等，粮食损失比例在8%左右，每年因虫霉鼠雀造成粮食损失浪费400亿斤以上。

巴彦淖尔市是中国内蒙古自治区的“粮仓”，全市粮食仓容共13亿斤。新华社记者发现，当地粮仓大部分都是上世纪六七十年代建设的，有通风、测温设备的达标粮仓容量只有9亿斤，一些老仓已经不敢存粮了，只能放设备。

这种情况在很多技术欠发达地区并不少见，有些地区甚至将粮食直接存放在临时罩棚或露天空间里。来自国家粮食局的数据显示，仅中国境内粮食企业就有近1，800亿斤仓容属危仓老库，储粮条件差、损失大。业内人士说，正常粮仓储粮一年的损耗标准是0.2%，临时罩棚或露天茓囤的损耗会增至0.4%-1%。按这一比例，仅萝北一地，露天存储的粮食一年下来就要多损耗200万斤以上，大约相当于1万人半年的口粮。

目前，中国果蔬储藏保鲜量占总产量的比例仅有25%，且保鲜技术也欠发达，致使水果在储存过程中的损失比例达7.8%。同样的原因，也使得中国肉类和水产品在储存过程中的损失比例分别达到3.8%和4%。

除了收获和存储（包括仓储和运输过程中的存储），在食物到达餐桌之前，还会经历加工环节，其损耗量也相当惊人。粮食部门的数据显示，通常三级米的出米率会比二级米减少2%-4%，过度加工的特制精米出米率比三级米又减少约15%。中国稻谷年产量约2亿吨，可产三级米约1.4亿吨。如果都加工成特制精米，将减少约2，000万吨。加工程度越深，产业链条越长，原料损失及能源消耗量越多。然而随着人们生活水平的提高，民众对粮食的精细程度的要求也有所提高，特制精米市场需求量大，从而造成的粮食损耗也是水涨船高。据已公开的数据显示，粮食加工环节由于成品粮过度追求精、细、白，既损失营养素又明显降低出品率，每年造成粮食损失超150亿斤。

nlc202309041506

多阶段入手，多途径减少浪费

“我们所有人——农民和渔民、食品加工商和超市、地方和国家政府、个体消费者——必须在人类食物链的每一个环节作出改变，首先要防止食物浪费的发生，并尽可能加以重新利用或回收，”粮农组织总干事若泽·格拉济阿诺·达席尔瓦说。

对此，粮农组织还编制发布了一个“工具包”，用于指导如何减少食物浪费，其中包含在食物链各阶段减少粮食损失和浪费的可操作性建议。“工具包”中提到，减少粮食浪费应该从三方面努力：提高公众意识和政策扶植、加强产业链参与者的沟通和管理，以及提高各环节的技术和监管。

首先，生产者、消费者、加工企业、物流和冷藏等环节的相关人员应一起树立正确食品消费观，提高减少食品浪费的意识；除消费者以外的其他利益相关者，更应该意识到减少浪费是节约成本提高利益的重要因素。中国国家粮食局科学研究院的人士在接受新华社采访时说，“色香味”这些最普通的感官指标，长期以来影响着中国消费者的选择，导致存在众多消费误区。例如，精制粉加工造成大量营养素损失，标准粉中维生素B含量相当于精制粉的2倍。过度追求“色香味”，将为各种非法添加大开方便之门，大大提高舌尖上的风险系数。

其次，针对餐前浪费，政府和相关组织部门的规定和官方推广活动能促使相关从业人员重视减少食品浪费。以中国为例，为降低农民存粮损失，中国于2010年启动了农户科学储粮专项工作，采取中央、地方补助和农户自筹相结合的方式为农户建造小型铁皮粮仓。国家发改委人士表示，截至2014年4月，实施的“粮食收储供应安全保障工程”累计为677万农户配置了标准化储粮装具，每年可减少粮食损失15亿斤。

技术促进进步，相关技术的开发、推广和普及，能有效减少食品浪费。国家在关注粮储安全的同时，也需加强节粮科技支撑，组织科研单位深入开展节粮减损适度加工技术、超标粮食消减技术、安全储粮技术等相关研究。全球范围内相关的研究和推广活动有很多，例如，部分新兴经济体（如印度）已经开始采用一些入门级新技术，诸如运输过程中食物温度的控制等。

另外，在技术研发和推广过程中，将技术与当地条件合理匹配也是帮助推广技术，减少食物浪费的一个重要手段。“我们没法把目前在欧美使用的复杂的低温拖挂车系统很快应用到新兴经济体。这些国家中的大多数，其公路没法承受重型卡车，也缺乏支持低温拖挂车系统的技术条件，经济上也承担不起。所以我们要把技术规模缩小到与当地条件匹配的程度——更小的系统、更简单的操作、更大的适应性。”美国冷链运输企业联合技术公司首席可持续官约翰·曼迪克在接受美国《国家地理》杂志采访时如是说。

汽轮机转子寿命损耗在线监测系统 第7篇

汽轮机转子是高速旋转部件,由于技术水平有限,对热应力进行直接测量非常困难[2,3],因此笔者采用检测调节级后蒸汽温度、压力等汽轮机运行工况并建立数学模型的方法,计算转子温度场和热应力场,实现对机组运行情况的监控。求解温度场与应力场的理论计算有两种方法[4,5]:一是有限元法[6],将转子几何体进行离散化,用代数方程代替微分方程,计算精度提高,但过程繁琐且时间长,很难满足工程需要[7];二是解析法,但该方法假设条件过于理想,且迭代过程复杂,精度相对较差。

笔者设计汽轮机转子寿命损耗在线监测系统时,采用有限元法,以转子应力集中区的应力表征汽轮机转子的受力情况,在减少计算量的同时满足了实时计算的要求,并用Matlab和组态王软件进行软件开发。

1 转子温度场和集中应力的计算①

1.1 转子温度场

在运用有限元方法进行汽轮机转子温度场的计算时,将汽轮机转子视为一根无限长、中心开孔、初温均匀的圆柱体[8],这样计算就满足了一维非稳态导热问题的条件。该圆柱体的边界条件:绝热条件是中心孔,对流换热条件是圆柱体外表面。综上,汽轮机转子温度场的计算模型如下:

式中a———导温系数;

R———转子任意点的半径,m;

R1———转子内径,m;

R2———转子外径,m;

t———转子温度,℃;

t0———转子初始温度,℃;

tf———蒸汽温度,℃;

α———放热系数,W/(m2·K);

λ———转子材料的热导率,W/(m·K);

τ———时间,s。

但是计算机难以直接求解这样的微分方程,需要将该计算模型进行离散化,将偏微分方程转换为代数方程。离散化方法:取汽轮机转子任一垂直于轴线的截面,将该截面沿径向等厚地分成n层,以分层圆上的一点温度代表这一层的温度。如果分层足够多,就可以求得足够精确的温度场。

1.2 转子应力场

汽轮机在运行过程中,转子除了承受热应力外还承受旋转产生的离心切向应力,其数量级较大,不能忽略,因此,对转子进行寿命评估时,需综合考虑热应力和离心力。实际运行过程中,在汽轮机转子外表面的叶轮根部圆角、轴肩及槽沟等部位都存在着不同程度的应力集中现象。因此,只需计算应力集中区的应力即可获得汽轮机转子的受力和应变情况。

根据热弹性理论,转子热应力σth的计算式如下:

式中E———材料弹性模量,MPa;

tm———外表面或中心部位温度,℃;

tv,m———体积平均温度,℃;

β———线膨胀系数,℃-1;

υ———泊松比。

体积平均温度的计算式如下:

任意转速N下的离心切向应力σt的计算式为:

式中N0———额定转速,N0=3kr/min;

σ0———额定转速N0下的离心切向应力,MPa。

根据第四强度理论,合成应力由Von-Mises公式确定,当量合成应力σeq的计算式如下:

对于机组安全性的判定使用应力裕度系数K表示,其计算如下:

式中σ———计算应力值,MPa;

[σ]———许用应力,由材料和工作温度确定,MPa。

应力裕度系数能反映当前机组应力水平和超限范围,控制人员可以据此合理控制机组的启停或增减负荷等,确保安全运行,延长使用寿命。

2 寿命损耗计算

汽轮机在运行过程中,针对转子的实际受力情况可知其寿命损耗应包括低周疲劳损耗和高温蠕变损耗两部分。

2.1 低周疲劳损耗

计算出热应力后,可进一步求得转子全应变。根据Miner法则,并结合转子材料的低周疲劳曲线,即可得到转子的低周疲劳损耗。但对于长周期服役机组,转子材料硬度会下降[9],进行寿命评估时必须考虑硬度下降带来的影响。为评价材料的软化程度,引入Larson-Miller参数P[10]:

计算时,首先计算转子监测部位的全应变Δεt[11]:

再依据考虑硬度修正的低周疲劳寿命预测Manson-Coffin公式,计算致裂循环周次Nc:

式中C2———弹性应变系数;

HV———维氏硬度,N/mm2;

α2———弹性项指数;

βi———材料的疲劳特性常数,i=1,2,3,4。

按照线性累计法则,汽轮机服役期内,转子累计疲劳寿命损耗[12]Φc为:

式中n———循环次数;

Nci———不同工况下致裂循环周次。

2.2 高温蠕变损耗

蠕变寿命损耗按温度分段进行统计,汽轮机服役期内,累计蠕变寿命损耗Φf为:

式中Tri———不同工况(温度和工作应力)下材料的蠕变断裂时间,s;

ti———与Tri相同工况下的累计时间,s。

对于一定工作应力σ下的转子,其LarsonMiller参数P计算如下:

其中A(σ)、B(σ)与应力、材料性质等因素有关。

依据线性累计法则,转子总寿命损耗M为:

当累计寿命损耗M=1时,表明转子的无裂纹寿命已经耗尽,转子表面有可能出现宏观裂纹,应引起重视并在检修时进行仔细排查。

3 转子寿命监测系统

汽轮机转子寿命监测系统(图1)采用组态王和Matlab软件构建开发,二者通过OPC接口通信,其中组态王为OPC服务器,负责接收寿命损耗计算结果并将计算结果及其趋势显示在显示界面;Matlab为OPC客户,负责得到基本工况数据后进行转子温度场、应力场和寿命损耗的计算。

3.1 计算单元读取数据

出于对数据安全的考虑,监测系统没有直接从数据库中读取主蒸汽温度、压力等基础数据,而是在数据库通过Web Service服务器端发布数据接口后,计算单元通过数据接口读取数据。读取数据的方式是在Matlab中使用Web服务。

在Matlab中,用createclassfromwsdl函数调用Web服务,这个函数的功能是创建一个基于Web服务程序接口方法的Matlab类,创建完成后即可在Matlab程序中调用Web服务程序接口。

3.2 Matlab计算单元

汽轮机转子寿命监测系统Matlab计算单元工作流程如图2所示。

3.3 OPC通信

OPC(OLE for Process Control)是把OLE(Object Linking and Embedding)应用于工业控制领域的技术,采用客户/服务器体系,目的是在客户和服务器之间建立通信和数据交换的工业标准机制[13]。OPC规范基于微软现有的OLE、组件对象模型COM(Component Object Model)和分布式组件对象模型DCOM(Distributed COM)技术[14~16]。OPC由OPC服务器和OPC客户组成,OPC服务器是数据的供应方,负责为OPC客户提供所需的数据;OPC客户是数据的使用方,功能是处理OPC服务器提供的数据[13]。

本设计中,以组态王为OPC服务器,以Matlab为OPC客户,Matlab将每次收到的基本工况数据和计算结果不断地写入组态王。OPC通信流程如图3所示。

3.4 将计算结果存入实时数据库

将数据存入数据库是组态王6.55的自有功能,此处不再赘述。需要注意的是:链接数据库之前需要配置ODBC数据源。

3.5 组态王工程的Web发布

Web发布也是组态王6.55的自有功能。但应该注意以下3点:

a.发布前,先添加Windows IIS服务。

b.组态王Web发布需要两个组态王工程,一个是数据服务器,一个是Web服务器。数据服务器负责提供数据,所以与Matlab进行OPC通信的是数据服务器,与实时数据库相连,不断将数据写入实时数据库的也是数据服务器。Web服务器负责提供画面、显示控件,所以最终通过浏览器浏览的是Web服务器的画面。

c.Web服务器发布完成后,需运行数据服务器,使Web服务器的画面中存在数值,同时也使OPC通信和数据库链接正常进行。

4 应用

目前,笔者设计研发的汽轮机转子寿命损耗在线监测系统已在某电厂投入运行,运行状况良好,系统界面如图4~6所示。

5 结束语

在汽轮机转子寿命评估理论分析的基础上,借鉴过程仿真和热力系统分析方法,采用模块化设计,开发了基于SIS数据平台的汽轮机转子寿命损耗在线监测系统。以转子应力集中区的应力表征汽轮机转子受力情况,减少了计算量,实现了实时计算,兼顾了理论创新和工程应用的需要;在计算单元和显示单元之间建立了OPC通信,使系统具有良好的人机交互界面,也弥补了组态王数据处理能力不足的缺点。

降低线路损耗提高电力企业经济效益 第8篇

1 察哈尔供电分局部分高损台区和线路线损状况

2014年1月份, 部分高损台区和线路线损统计如下 (表1) 。

2 针对高损台区和线路现状, 对其进行主要原因分析

(1) 部分计量表计灵敏度不高, 还存在停走、卡字、卡盘、电子表误发脉冲和液晶无显示等情况, 造成计量不准。

(2) 部分变台由于负荷的突增和突减, 形成小马拉大车和大马拉小车的现象, 使得台区损耗增大。

(3) 部分线路无功设备多、无功消耗大, 有功出力不足, 线路和变压器的利用率降低, 损耗增大。

(4) 部分变台三相负荷不平衡, 中性线电流增大, 线路损耗增加。

(5) 由于线路处于偏远地区, 部分用户存在窃电行为, 造成电量丢失。

3 采取有效降损措施, 降低台区及线路损耗, 达到提高企业经济效益的目的

(1) 加强计量管理, 做好每月电费核对工作。定期检查电能表和互感器, 消除错接线、错倍率现象。确保计量准确。2014年3月对巴音线黄土场台和直属队台的350块老旧表计进行了更换, 减少了由于表计不准而造成的电量丢失。

(2) 合理选择变压器, 降低不变损耗。按照变压器现有负荷情况, 对低负载和过负荷运行的变压器重新进行了调整。主要有:黄茂营线查干台由100k VA更换为200k VA, 红土湾台由80k VA更换为100k VA, 高宏店线袈裟庙台由50k VA更换为100k VA, 尽量使得变压器在经济状态下运行, 从而降低变压器损耗。

(3) 加装无功补偿, 减少无功损耗。配电线路的无功补偿要通盘考虑, 按照“全面规划、合理分布、分级补偿、就地平衡”的原则, 尽量减少无功电流在设备上穿越。视负荷大小, 对10k V配电线路采用分散补偿的方式, 配变和大型电动机采用随机补偿的方式, 来达到就地平衡的目的。2014年上半年, 水源线、高宏店线和黄茂营线共加装无功补偿装置4580k Var。

(4) 加强需求侧管理, 确保三相负荷平衡。建立负荷测试记录, 及时收集配网和变台负荷基础资料和变动资料, 为理论计算和负荷调度提供准确数据。另外, 依据用户用电量的变动, 计量装置和三相负荷要进行及时调整, 以减少线路和配变损耗。2014年上半年我局新区营业站管辖的水源线城路村台和府西线计生委台进行了三相负荷调平。

(5) 抓好抄核收工作, 开展营业普查工作。采取定期查和突击查相结合, 互查与自查相结合, 全面查与个别查相结合, 进行营业普查, 发现问题及时解决。2014年上半年水源线、高宏店线和黄茂营线共查处违章用电2起, 追补电量1.44万k Wh。

另外, 在上述五种主要降损措施的基础上, 我局还采取了定期召开线损分析会、加强高次谐波整治和合理选择新上变台和新建线路电源点、走向、容量、导线线径等, 使其运行更加经济合理, 把线损工作从源头上做好。

4 效益分析

2014年6月份, 上述台区和线路线损统计如下 (表2) :

经过以上几种降损措施的实施, 我局6月份4条线路和2个台区的线损相对于1月份都有了一定程度的下降, 按6月份供电量189.5020万k Wh和平均电473.87/元k Wh来计算, 每月多售电量0.709万k Wh, 创造效益0.336万元。这样全局23条线路全年创造效益278.2万元。

结语

降损是一项系统工程, 在新上、改建台区和线路时, 要综合考虑投资和运行效益, 选择最佳方案, 把理论线损降到最低。同时还应通过科学管理, 建立健全各种规章制度和奖罚细则, 以健全的组织体系做保障, 降低管理线损。只有从技术和管理两方面双管齐下, 寻找降损途径, 才能更加有效地提高企业经济效益, 这也是察哈尔供电分局今后努力的方向。

参考文献

[1]邹宁.浅议降低线路损耗的方法和措施[J].机电信息, 2012 (09) .

电力系统损耗论文 第9篇

电网中非线性负载引起的电力谐波加剧配电变压器损耗,导致其带负载能力下降,造成电能的巨大浪费[1]。影响变压器谐波附加损耗的因素众多,且部分因素存在模糊性和不确定性,降低了状态评估的准确性,长期以来,国内外判断是否为高损耗配电变压器的方法是通过空载试验和短路试验离线测量其铜耗和铁耗大小,与国家制定的标准比较,对其进行静态评估,离线测量方式忽略了电网负载引起的谐波对变压器造成的损耗,因此研究在线测量变压器谐波损耗,可以为变压器的降损节能以及判定高损耗变压器提供数据参考,具有重要的现实意义。

文献[2]分析了变压器附加损耗的涡流场,得出通过改变变压器结构件比例降低附加损耗的措施,但这些参数不能直接从变压器铭牌数据获得。文献[3]提出了利用变压器电路模型计算其谐波附加损耗的方法,并分析了变压器谐波附加损耗与谐波电流畸变率的关系,但计算精度存在较大误差。文献[4]得出谐波次数与变压器模型参数之间的关系曲线,但只是从理论上分析了谐波状态下的变压器参数变化。文献[5]针对谐波次数和变压器负载不平衡引起的谐波损耗进行了分析,提出了变压器谐波损耗在线监测的简化模型。

由于配电变压器谐波附加损耗受负载大小和类型的影响,不是一个固定值,目前的研究现状并不能解决如何有效获取变压器运行时的谐波附加损耗的问题。本文在文献[5]的基础上,引入Γ型电路模型对变压器谐波损耗模型进行优化,并利用绕组损耗与涡流损耗的比例关系,有效补偿谐波对变压器铁芯造成的损耗,探索了一种更为有效的变压器谐波附加损耗监测方法。

1 模型建立

根据变压器开路试验和短路试验计算变压器的等效电路参数,图1中的激磁电阻Rm和激磁电抗Xm通过变压器开路试验计算而得;原端电阻R1、副端电阻R2、原端电抗X1和副端电抗X2由短路试验计算而得,在文献[5]中对开路试验和短路试验的原理进行了说明,这里就不再详细介绍。

在不考虑铁芯磁饱和及非线性等因素影响下,利用电路叠加原理,把电源中的各次谐波分量看成是一系列独立电源,分别叠加到变压器上[3],根据集肤效应理论得到各次谐波附加损耗模型的电阻值和电抗值,由此建立第h次谐波作用下的变压器等效电路模型,如图2所示。

图2中,Ih1、Rh1、Xh1为变压器一次侧第h次谐波电流、绕组电阻和绕组电抗;Ih21、Rh21、Xh21、Uh21为变压器二次侧归算到一次侧的第h次谐波电流、绕组电阻、绕组电抗和谐波电压;hR(m)、Xh(m)为第h次谐波作用下变压器一次侧的激磁电阻和激磁电抗;Uh1为变压器一次侧第h次谐波电压。

以50Hz时的电阻和电抗为基准,各次谐波电阻值为所对应基波参数值的倍,各次谐波作用下的电感值近似为基波电感值,由电抗与电感的关系式:XL=jωL和ω=2πf,得到变压器在谐波作用下电抗与基波电抗的比值关系,具体计算公式如下[6]

其中:Rh为导体中第h次谐波电流所对应的电阻;R1为基波电阻;Xh为第h次谐波电流所对应的电抗;X1为基波电抗;h为谐波次数。

本文引入变压器Γ型等效电路构建变压器的简化谐波损耗模型,将模型中的一次侧电阻和电抗全部归算到变压器二次侧,如图3所示。

根据式(1),以变压器基本参数为基准,图3中参数Rh12、Xh12、Rh2、Xh2、Rh(m)12、Xh(m)12的计算关系式如下:

在简化的第h次谐波作用下的变压器等效电路模型中(图3),可以非常简便地测量变压器二次侧谐波电流Ih2,并计算出第h次谐波作用下的变压器绕组损耗Pw(h),如式(3)所示:

由于在简化的第h次谐波作用下的变压器等效电路模型中(图3)不能计算出第h次谐波作用下铁芯的涡流损耗,本文对变压器铁芯中涡流损耗的补偿方法如下

负载情况下变压器损耗标幺值PLL(pu)计算公式如下[7]

其中,I h(pu)为变压器二次侧第h次谐波电流的标幺值;PEC-R(pu)为变压器涡流损耗系数;h为谐波次数。

PEC-R(pu)的取值标准如表1所示[8]。

由式(4)可以看出PLL(pu)由两部分组成,是变压器在谐波状态下的绕组损耗标幺值,而是变压器在谐波状态下的涡流损耗标幺值,可以看出绕组损耗标幺值与谐波电流标幺值平方成正比,涡流损耗标幺值与PEC-R(pu)、谐波电流标幺值平方、谐波次数的平方成正比。PLL(pu)是各次谐波共同作用下的叠加值,因此根据经验公式(4)可以近似认为第h次谐波作用下,绕组损耗与涡流损耗的比值如式(5)所示:

根据式(3)、(4)、(5),可以得出第h次谐波作用下的近似涡流损耗PEC(h),如式(6)所示:

将变压器二次侧的各次谐波看作是独立的电源,共同作用在变压器上,利用电路叠加定理,可以得到三相变压器总谐波附加损耗计算关系式:

其中,Iah2、Ibh2、Ich2为变压器二次侧a、b、c相第h次谐波电流有效值。

2 系统搭建

整个系统由数据采集终端和上位机分析软件构成,通过四路数据采集通道对变压器副端电流信号进行采集与处理,并利用串口将采集到的数据传输到计算机进行分析,实现配电变压器谐波附加损耗的在线检测。

2.1 硬件实现

为了实现对变压器原副端电流信号的实时采集,搭建了以DSP2812为核心的数据采集系统,硬件结构如图4所示。

数据采集终端从变压器二次侧的电流互感器上采集电流信号,通过前端处理电路将信号变为A/D芯片可以处理的电平,低通滤波器滤除高频干扰信号后由DSP2812进行数字化采集与FFT频谱分析,最后通过串口与上位机进行通信。

由于TI公司专门设计了可以被C语言直接调用的FFT库函数,从而可以很方便地实现变压器二次侧谐波电流的幅值计算[9]。

对于基波频率为f的信号,经过N点FFT变换后所对应的频谱位置K的计算关系式如下:

其中:fs为采样频率;N为FFT变换点数,由式(8)就可以计算出不同频率的谐波电流信号在FFT变换后所对应的频谱位置,并根据采集幅值的大小计算出各次谐波电流有效值。

2.2 软件实现

综合考虑软件的各项功能、组织结构、扩充性要求和开发环境的方便程度,软件开发采用面向对象的思想和模块化程序设计方法,选择Windows操作系统作为运行平台,选择Microsoft Visual C++作为开发工具。

软件按功能可以划分为5个模块:人机交互界面、数据显示模块、串口操作模块、变压器参数设置模块,系统软件的具体功能划分如图5所示。

1)人机交互界面:处于系统最顶层,是操作员工作方式时用户操作界面管理的核心,操作员通过按钮对系统进行各项操作,人机交互界面相应地调用下层功能模块以实现操作员的操作指令。

2)数据显示模块:变压器各次谐波电流和谐波附加损耗以表格的形式显示,总谐波附加损耗以图形的方式显示。数据保存在图像数据库中,可随时进行查询。

3)串口操作模块:实现串口的端口选择、波特率大小选择、数据位、停止位和校验位的选择。

4)变压器参数设置模块:通过设置参数,数据分析软件在后台建立相应的谐波附加损耗模型,实现不同型号的变压器谐波附加损耗在线监测。

3 模型验证原理

电网的功率流程如图6所示,变压器总损耗P3、输入功率P1、输出功率P2满足式(9)的关系,而P3由变压器的基波损耗P21与各次谐波附加损耗组成,P21可通过式(10)计算。

P1-P2=P3=P21+总谐波附加损耗(9)

其中:PFe为变压器铁耗;PCu为变压器铜耗;I21、I2N分别为变压器二次侧基波电流与额定电流。

变压器铁耗计算关系式如下[3]:

其中:KB、KI为常数;f为电源频率;1E为原边感应电动势;K为变压器变比;n为磁滞系数。

由式(11)可以看出,变压器铁耗与变压器一次侧的电压平方成正比,配电变压器负载端引起的谐波经过变压器隔离后对高压侧电压幅值的影响很小,因此可以近似地认为变压器铁耗为固定值。当实验变压器在同一状态下,一方面通过仪表测量P1、P2和I21,则可以通过式(9)和式(10)式计算出仪表测量的变压器总谐波附加损耗,将其作为标准与监测系统测量的结果进行比较,如果两者相等或者接近,就可以证明本文所提出的变压器谐波附加损耗模型建立的正确性[10],验证方法如表2所示。

4 试验与数据分析

为验证本文所提出的变压器谐波附加损耗在线监测方法的正确性,进行了模拟变压器谐波附加损耗在线监测实验,实验接线如图7所示。实验变压器参数如下,额定容量:5 k VA,短路损耗:160W,空载损耗:75 W,额定频率:50 Hz。

图7中变压器负载为可控硅控制的大功率用电设备和实验电炉,调节可控硅通断频率,控制用电设备的输出功率,并通过变化两种负载功率大小的比例关系,实现变压器负载谐波功率的调节。试验中,模拟了变压器在不同负载下的运行情况,并测量了四组数据,如表3~6所示。

分析实验数据得出监测系统测量误差率曲线,如图8所示,由于第一次测量数据时变压器谐波损耗占总损耗的比例较小,导致监测系统测量误差较大,但仍小于5%,随着变压器负载谐波功率的增加,系统测量误差率有所降低,在1.8%上下浮动,最小误差率为0.95%。

监测系统测量结果虽然和标准值存在一定差异,考虑到实验变压器输入电源存在一定谐波,其中一部分并不能反映在变压器二次侧,而是造成了变压器内部损耗,就可以说明本系统的测量结果是可信的。在本文提出的变压器模型中,是根据每一相谐波电流来计算,只要监测系统采集变压器各相谐波电流幅值的精度满足要求,就能较为精确地反映当前变压器在三相平衡或者不平衡运行时的谐波附加损耗。

利用测量数据分析了谐波附加损耗与变压器总损耗比例关系(如图9所示),在非线性负载作用下两者之间的比值最高时达到了52.5%。

5 结语

针对变压器谐波损耗的在线监测方法,本文提出了变压器谐波附加损耗简化模型,基于该模型设计并实现了在线检测三相配电变压器谐波附加损耗的装置,该装置实时在线分析变压器的运行状态,预测变压器突发性事故。该监测系统的研制能为高损耗变压器的判定提供参考数据,有助于配电网的降损和节能。

摘要：配电变压器谐波损耗在线监测是指导高损耗变压器判定以及保障变压器经济运行的重要手段。引入Γ型电路模型对变压器谐波附加损耗模型进行改进,并利用绕组损耗与涡流损耗的比例关系,补偿谐波对变压器铁芯造成的损耗,有效提高了该算法的精确性。基于此方法设计了变压器谐波附加损耗在线监测系统,系统硬件主控制器为DSP2812,实现模拟量检测,并通过串口与上位机通信,为监测变压器谐波附加损耗提供实时数据,系统软件采用VisualC++6.0开发,包括:数据显示模块、串口操作模块和变压器参数设置模块。试验分析表明了监测系统计算结果的正确性。

关键词：配电变压器,谐波,简化模型,在线监测,附加损耗

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电力系统损耗论文 第10篇

纯净变压器油是一种分子分散系, 也就是通常所说的溶液。但它在炼制过程中不可避免地会混入大分子, 如:石蜡大分子、含硫化合物、含氧化合物等缩合物胶质及沥青。它们的分子量很大, 形成大分子溶液, 具有与胶体很相似的某些性质, 变压器油本身不带有电荷, 纯净变压器油介质损耗因数是很小的。由于变压器油由多种成分组成, 根据化学中相似者相溶原则, 变压器油特别容易被杂质污染。在精炼、运输、储藏和使用过程中受到如粉尘、金属粒子、微生物等的污染, 在变压器油中形成胶体, 产生带电粒子, 引起变压器油介质损耗因数升高;变压器油中小的极性分子如水分、低分子酸、金属离子污染也会引起介质损耗因数升高。应根据胶体性质来判断引起油介质损耗因数升高的主要原因是胶体杂质还是极性溶质。

(一) 极性溶质引起油介质损耗因数升高分析

引起变压器油介质损耗因数升高的极性溶质有水、有机酸、无机酸、金属离子等。

1. 水分的影响可以测试油的水分含量来判

断, 一般大型变压器微水不超过15μL/L, 主要由水分引起的油介质损耗因数升高不多。但绝缘油进水受潮后, 水分溶解在油中, 在电场作用下形成电导电流, 微量的溶解水分可以使油介质损耗因数显著升高。

2. 酸性物质影响可以通过酸值、p H值的变化

来观察判断, 不一定要等到酸值不合格, 只要油介质损耗因数超标、酸值有显著变大即可得出判断。酸性物质的来源主要是有机酸在变压器运行中氧化产生的, 少量的无机酸则是变压器油炼制中不完全而残留的。

3. 金属微粒影响可以通过油中金属微粒分析来判断。

金属微粒对油介质损耗因数的影响除其自身外, 主要还是运行条件下铜、铝、铁有催化作用, 使绝缘油在温度、电场、氧气等因素作用下迅速老化, 产生大量极性物质, 酸值也相应变化, 水分增加、胶体增多, 油介质损耗因数迅速增大。

(二) 油中胶体引起油介质损耗因数升高分析

由于变压器油是一种复杂的混合物, 属于溶液, 实际上形成了多种稳定剂, 一旦有1~100μm粒子溶入变压器油, 便极易形成胶体。

1. 变压器出厂前的残油或固体材料中存在着溶胶杂质, 注油后使油受到一定的污染。

在油循环时, 循环回路、储油罐内不洁净或储油罐内有被污染的残油, 也会使油受到污染。曾经有变压器油枕橡胶隔膜、真空加热滤油过程中橡胶油管、变压器中含有极性物质醇酸树脂的绝缘漆溶解使变压器中的油介质损耗因数升高等情况发生。

2. 微生物细菌感染。

微生物细菌感染主要来自变压器在安装和大修中苍蝇、蚊虫和细菌的侵入, 使变压器油在油罐中遭到微生物污染。微生物分子大小在1~100μm, 形状有线形、球形, 能够透过滤纸。在绝缘油中繁殖的主要是些生命力很强的细菌类、霉菌类和酵母菌, 它们是极毛杆菌、枯草杆菌、大肠杆菌、粪弧菌、黄色葡萄球菌、伤寒杆菌、曲霉、青霉、毛霉、啤酒酵母等, 大多数生活在油的下部沉积中。由于在油中有水、空气、碳化物、有机物、各种矿物质, 构成了菌类生长、代谢、繁殖的基础条件。水分对微生物来说具有非常重要的意义, 各种营养必须溶解于水, 才能被细胞利用。酶的反应也必须在有水的情况下才能进行。

温度条件是微生物发育的重要因素之一, 微生物在0~70℃温度下存活, 绝大部分在3~45℃下存活, 喜温的微生物能在60℃生活, 高于70℃后将不能发育, 绝大部分微生物被杀死。大多数微生物生长的p H值范围是4~9, 最适宜的接近7, 酵母和霉菌则适宜酸性。变压器油的p H值一般大于5, 所以适宜微生物生长。

3. 曾经有检修单位在吊罩检查时发现有蚊虫

状生物附着在绕组的表面, 在油样中检出细菌平均数达0.3个/m L。由于变压器运输和吊罩的时间较短, 油在变压器中条件也更为苛刻, 感染微生物的可能性较小, 细菌感染主要发生在变压器厂储存油罐中。变压器厂进油量大, 存放时间长, 防潮效果不好, 特别是进油后一般不会滤油, 而变压器油在运输过程中存在大量的清洗油罐残留水, 与空气隔绝不严格, 温度在常温下, 形成了微生物最适宜生长的条件。当老的变压器油未用完又有新的进油, 与原有已被污染油混合, 反复感染致使油不合格。

4. 介质损耗升高的原因是微生物还是溶解胶体可以通过显微镜下检测细菌数来区分。

或者使用红外分光光度计检测油的组分情况。

二、油介质损耗因数增大的防范措施

首先应分析引起介质损耗因数增大的原因, 抓住主要因素, 采取相应措施。

1.对于水分含量高引起的变压器油介质损耗超标, 可以采用真空滤油机加热变压器油, 以脱去水分来降低变压器油介损。

2.由于其他原因造成油介质损耗因数升高时, 不能采用普通滤油纸和真空滤油的方法来处理, 可采用吸附的方法。针对不同的原因采用不同吸附剂。对于极性溶质一般采用强极性吸附剂, 如三氧化二铝或细孔硅胶, 它们对油中极性有很强的吸附能力;对于胶体溶质可用粗孔硅胶, 也可采用吸附滤板等新型净化材料。用它来代替普通的滤油纸, 可以滤掉半径较大的粒子和胶体, 提高变压器油的介损。另外, 真空滤油机、吸附罐、压力式滤油机等循环过滤处理设备的应用, 也能有效降低变压器油介损。

对油进行处理时, 需要注意的问题: (1) 吸附剂使用量为处理油量的1%。 (2) 一定要使用真空滤油机加热, 一是脱除水;二是升温提高吸附效果。 (3) 油处理系统应使用尼龙管或聚乙烯管, 不能使用橡胶管。 (4) 及时取样实验, 若滤油合格即可结束工作, 过深精滤也会影响油质。

3.油介损超标的变压器油也可采用更换变压器油的方法。但一定要注意不能把故障油抽出后, 立即换上合格变压器油 (曾经有过换油后, 很快出现新油油介损上升, 一年后介损再次变为不合格的案例) , 需要对变压器芯体在真空状态下, 用不少于总油量10%的合格变压器油热油喷淋, 以尽量置换绝缘纸中的劣化油。具体方法是:首先放尽劣化的变压器油, 热油循环喷淋时, 分别用2台真空滤油机和2根淋管通过法兰进入主变压器固定在线圈上部, 用合格油加温对变压器的器身自上而下进行循环喷淋。

热油喷淋时, 进、出油口的温度分别为90℃和75℃, 本体温度表显示温度为60℃左右, 本体的真空度为-0.025MPa左右, 持续12 h, 停止热油喷淋。本体抽真空, 真空度为-0.1MPa, 8 h后用高纯空气破真空至常压 (或-0.025MPa) , 时间为2 h, 如此为一个循环。进行二次循环后, 对变压器油进行试验, 如果油介损合格即可换上合格变压器油。如不合格需再换上新油并再次进行上述工作直至合格。如此可保证新换上变压器油运行正常。

对油介损超标的变压器油也可以采用在线处理的方法。由于油介损超标的处理办法主要是在较高温度下进行吸附, 而运行变压器一般情况下本体的温度在60℃左右, 适合油介损专用吸附剂温度条件, 因而可将变压器吸附罐中的吸附剂换成专门针对油介损处理的吸附剂。一般运行3个月后, 需更换吸附剂, 同时进行油介损试验, 判断吸附效果。进行几次更换后, 即可使变压器油介损降至合格。

摘要：当变压器油介质损耗因数升高到一定程度时, 会引起变压器绝缘下降, 影响变压器安全运行。因此发现油介质损耗因数超标或增长较快时, 应分清引起升高的原因, 再采取相应的措施。文章分析引起油介质损耗升高的各种原因, 并提出应采取的措施。

电机铁芯损耗曲线的拟合 第11篇

关键词:电机铁耗拟合曲線

中图分类号:TP2文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)05(c)-0116-01

概述

随着电机功率的提高,从电磁设计到机械加工,都具有很高的难度,众所周知,随着电机容量的增大,电磁负荷增加,电机的发热及冷却成为电机设计最为关心的问题。电机发热主要由铁芯产生的热量和绕组产生的热量。

1 铁心损耗的计算原理

铁耗是由交变磁场在铁心内产生的。目前工程上普遍采用的是由Bertotti等人首先提出的铁心损耗分离理论,它根据铁磁材料在交变磁场作用下产生损耗发热的机理不同,进而进行分离后分别考虑,最后叠加求得铁磁材料总损耗。因此,对导磁又导电的材料,根据 Bertotti铁耗分离理论,铁耗一般由3部分组成,即磁滞损耗、涡流损耗和附加损耗,如式(1)。

(1)

式中:式中,为单位重量铁心总损耗;为单位重量磁滞损耗;为单位重量涡流损耗;为单位重量附加损耗。

根据Steinmetz方程,磁滞损耗和附加损耗可以统称为Steinmetz损耗,可以用式(2)表示:

(2)

式中,、和是取决于材料性能的常数,当时,表示不考虑附加损耗,只考虑钢片在工频下的损耗。

在一般电机的频率范围内,磁场在钢片上可以认为均匀分布的,涡流损耗可以通过解析方法计算得到,单位重量内的涡流损耗为

(3)

式中,为钢片的电阻率,为钢片的密度,为钢片的厚度。

由上式可知,涡流损耗系数与磁通密度、频率及材料厚度的平方成正比。在厚度一定的情况下,

(4)

其中

(5)

一般情况下,附加损耗比较小,计算中不予考虑。因此,式(1)又可简化为

(6)

对电机中常用的硅钢薄板,当频率不是很高时,如工频或几百赫兹以下,铁耗可简化为:

(7)

式中,为硅钢片在1T、50Hz情况下的单位重量的铁心损耗,一般由硅钢片制造厂商提供。

从以上分析可以看出,式(7)较简单,一般在工程上使用。式(6)是计算铁芯损耗较为准确的公式,但式中出现了、、和四个未知数。我们可以通过实验,在不同频率下测得这种硅钢片材料损耗的一系列曲线,然后用式(6)拟合出这条曲线,从而得到这四个未知参数的值。这样,计算铁芯损耗的时候,就可以省去通过磁密查曲线的过程,根据计算得到的磁密,通过式(6)就可以直接得到,大大简化了编程及计算过程。

2 损耗参数的计算

从式(6)可以看出,为确定各参数的值,需要一系列的铁芯损耗实验值作为已知条件拟合得到。根据数学理论可以知道,符合这些实验值的参数值有很多,为比较准确分离Steinmetz损耗和涡流损耗,需要不同频率、不同厚度时的铁损值做曲线拟合,拟合得到的参数值能比较正确地模拟铁芯损耗的实际情况。本文以M250-50硅钢片为例,介绍各损耗系数的求解方法。附表为M250在厚度为0.5mm和0.35mm时的损耗曲线。

根据前面的分析,附表的数据应满足式(6),因此,根据附表就可以拟合出各个参数的值。本例采用专业的曲线拟合软件1stOpt进行数据拟合,需要做以下方面的工作:

(1)定义s、f、B为自变量,P为因变量,、、和为参数,以式(6)作为拟合函数;

(2)以实验测得的结果作为已知数据,如附表;

(3)使用“标准麦夸特法+通用全局优化法”,修正参数值,进行拟合迭代,不断比较近似度,最后达到设定的收敛标准。

经过反复迭代,最后得到各参数值如下:

3 结论

图1即为硅钢片M250-50在频率为50Hz时损耗曲线拟合前后的对照,从图1可以看出,拟合程度很高,可以用该公式及计算出来的参数代替原曲线。

需要注意的一点,由于上述曲线是在径向磁场的作用下测得,对于铁芯来讲,由于电机漏磁场的作用,还会在铁芯表面产生周向涡流,因此,实际的铁芯损耗应该比计算的结果大。

参考文献

[1]谢德馨、姚缨英、白保东.三维涡流场的有限元分析[M].机械工业出版社,2001.

[2]汤蕴璆.电机内的电磁场[M].第二版.北京:科学出版社,2001.

[3]莫会成、闵琳等.电机用硅钢片铁耗研究[J].微电机,2008

大型电力变压器拉板涡流损耗的研究 第12篇

在变压器运行中,由于漏磁场的作用会在变压器金属结构件中产生涡流损耗[1]。铁芯拉板位于铁芯叠片和线圈之间,该处是电力变压器中的高漏磁区域,容易造成涡流损耗的过度集中,引起局部过热[2]。因此分析拉板的涡流分布,采取相应措施避免由此产生的局部过热,对变压器的正常运行具有重要意义。本文通过对变压器结构进行合理的简化,建立了求解电力变压器拉板的三维漏磁场模型,结合1台180 MVA变压器,用ANSYS有限元法获得了拉板涡流损耗密度分布,并计算分析了拉板不同开槽数、开槽长度和开槽宽度对拉板涡流损耗分布的影响。

1模型建立

由于变压器结构复杂,不具有整体轴对称性,漏磁场产生区域的几何形状极不规则,二维模型只能视为某些局部场域的近似,特别是在不能忽略端部效应时,无法全面反映涡流损耗的分布情况。因此采用三维模型计算拉板的涡流损耗。

根据变压器结构特点,作以下几点假设:

1) 近似认为金属结构件材料为线性、均匀、各向同性。

2) 变压器箱体关于绕组中心连线前后对称。

3) 箱盖、箱底与侧壁为直角连接。

4) 忽略拉板的固定孔。

模型如图1所示,其中绕组、拉板模型如图2所示。

利用SOLID117单元计算拉板涡流损耗,不考虑拉板涡流的去磁作用及位移电流的影响。涡流区(油箱、拉板、压板)的自由度设置为AZ,非涡流区(绕组、铁芯、油)的自由度设置为AZ,VOLT[3]。由于集肤效应,磁场将从导体表面沿垂直方向向内部衰减,形成透入深度的现象。大型电力变压器的拉板一般使用低导磁或非导磁材料[4],其透入深度为几十毫米,大于拉板厚度,所以划分网格时分层较少。变压器油箱使用低碳钢材料,其透入深度为2.03 mm,小于油箱厚度,故油箱厚度方向应多层剖分使每层厚度小于其透入深度。由于油箱、拉板、绕组几何形状规则,并考虑到所关心区域的计算精度,所以选用扫略网格剖分方式进行剖分,其余部分选用自由网格剖分方式,相应的有限元剖分单元数为145 339,节点数为318 649。选用三维谐波场对涡流场进行计算分析,在绕组上施加电流密度载荷;在油箱外表面和轴对称面施加磁力线平行边界条件,满足第一类边界条件;在其它边界面施加磁力线垂直边界条件,满足第二类边界条件。

2计算原理

在三维涡流场的研究中通常把区域分成涡流区和非涡流区两部分,如图3所示。

V1-涡流区域(含有导电媒质,不含源电流);V2-非涡流区域(包含源电流);σ-电导率;S1-涡流区域的边界;S2-非涡流区域的边界;μ0-非涡流区域的磁导率

在涡流区采用矢量磁位undefined和标量电位φ作为未知函数,在非涡流区只用undefined作未知函数。由麦克斯韦方程组可知,在V1内:

undefined

在V2内:

undefined

将undefined、undefined、undefined、undefined代入(1)、(2)式可以得出:

在V1内:

undefined

在V2内:

undefined

式中:undefined为磁位;undefined为磁感应强度;undefined为磁场强度;undefined为电场强度;undefineds为源电流密度;undefinede为涡流密度;φ为电位。由于矢量磁位undefined的定义已经保证了undefined的无散性,所以不用将undefined标示出来。

通过式(3)可以确定undefined、φ的解,进而求解出undefinede,将undefinede代入下式计算涡流损耗:

undefined

式中:n为积分点个数;{undefinede}为积分单元i的电流密度;undefined为{undefinede}的复共轭;voli为积分单元i的体积。

3计算结果与分析

对1台180 MVA/220 kV三绕组变压器高-中运行时的拉板磁通密度、涡流密度、涡流损耗密度进行计算分析。

1) 拉板不开槽、开1～3槽对涡流分布的影响。拉板开槽数变化时,涡流密度和涡流损耗密度分布分别如图4、图5所示。

图4、图5中拉板长2.51 m,宽0.3 m,厚0.01 m,沿拉板高度方向在其上开有长2.46 m、宽0.015 m的通槽,表1为拉板开槽数改变时磁通密度幅值和涡流损耗值的变化。

从图4、图5、表1可以看出,拉板开槽可减小拉板涡流损耗密度,拉板环流区也明显减小。这是由于拉板处于绕组漏磁场的辐向漏磁通过的位置,拉板开槽以后,通过分隔开的每一部分的辐向磁通减少,其感应电动势减少,另外拉板开槽使其内阻增大,而涡流回路长度几乎没有变化,因此涡流密度降低,涡流损耗也降低。开槽还可以抑制环流的产生。最大的涡流损耗密度出现在对应绕组端部的拉板边缘,是拉板最易产生局部过热的位置,拉板开槽后,涡流损耗密度明显下降,其中开一槽效果最为明显,随着开槽数的增加效果稍有下降。开三槽的涡流损耗密度趋于平均,没有局部过大的涡流损耗密度。由于在拉板上开槽会降低拉板的机械强度,所以开槽数不宜过多。

2) 拉板开三槽时开槽长度和宽度变化对涡流分布的影响。随拉板开槽长度改变时各物理量幅值变化如表2所示。随拉板开槽宽度改变时各物理量幅值的变化如表3所示。

由表2可以看出槽长度的增加可以减小拉板的涡流密度。但损耗值不是随槽长的增加而线性减小,槽长增加到一定值后,损耗减小效果降低。

由表3可以看出增加槽宽度可以减小拉板的涡流密度。但槽宽变化对拉板损耗的降低效果没有槽长变化时大。受温升和机械强度的影响,设计产品时要根据实际情况合理设计拉板的开槽,开槽数不宜过多,且开槽长度一定要超过绕组高度。

4 结论

通过运用建立的电力变压器铁芯拉板三维漏磁场模型对变压器漏磁场、涡流密度和涡流损耗密度的计算分析,并经算例验证,其结果为拉板开槽数、开槽长度、开槽宽度的增加可有效地减小拉板涡流损耗,进而避免了涡流产生的变压器过热。

摘要：针对电力变压器金属构件中涡流产生的过热问题,建立了电力变压器铁芯拉板三维漏磁场模型,并用AN-SYS有限元法计算法,分析了拉板不同开槽数、开槽长度及开槽宽度对其涡流损耗分布的影响,其结果为拉板开槽数、开槽长度和开槽宽度的合理增加,可以有效地减小拉板涡流损耗。

关键词：变压器,涡流损耗,拉板,漏磁场

参考文献

[1]路长柏.电力变压器理论与计算[M].沈阳:辽宁科学技术出版社,2007.

[2]谢毓城.电力变压器手册[M].北京:机械工业出版社,2003.

[3]阎照文.ANSYS10.0工程电磁分析技术与实例详解[M].北京:中国水利电力出版社,2006.