本發(fā)明涉及變壓器電量測(cè)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(cè)量方法，該測(cè)量方法屬于變壓器計(jì)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(shì)。盡管每臺(tái)變壓器的損耗較小，但由于其龐大的基數(shù)以及長(zhǎng)時(shí)間處于運(yùn)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(shí)，部分地區(qū)仍然使用型號(hào)較老的變壓器，其損耗明顯高于新型變壓器，因此，通過(guò)更換新型配電變壓器來(lái)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(jìn)行變壓器更換，分析更換項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)指導(dǎo)電力變壓器更換的規(guī)劃設(shè)計(jì)，需要對(duì)變壓器更換前后的節(jié)約電量進(jìn)行測(cè)量、計(jì)算。變壓器更換節(jié)約電力電量的測(cè)量目前尚無(wú)統(tǒng)一的參考標(biāo)準(zhǔn)。申請(qǐng)公布號(hào)為CN103018584A的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種用于電力升壓改造節(jié)約電力及電量的測(cè)量與驗(yàn)證方法，該發(fā)明專利通過(guò)在變壓器兩側(cè)裝設(shè)計(jì)量裝置，測(cè)量變壓器改造前后的運(yùn)行參數(shù)，計(jì)算節(jié)約電力電量。申請(qǐng)公布號(hào)為CN104698269A的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種變壓器改造前后節(jié)約電力電量測(cè)算裝置及測(cè)算方法，該發(fā)明專利通過(guò)在變壓器單側(cè)安裝測(cè)量裝置，通過(guò)計(jì)算變壓器更換前后平均電流、電壓來(lái)計(jì)算節(jié)約電力電量。由于電網(wǎng)中普遍使用單端測(cè)量方式，使用兩端測(cè)量的方法，需要在另一側(cè)安裝測(cè)量裝置，由于兩端測(cè)量裝置的測(cè)量誤差會(huì)疊加，因此對(duì)測(cè)量精度要求極高，實(shí)用性差。使用單端測(cè)量的方法，有利于簡(jiǎn)化測(cè)量流程，節(jié)約測(cè)量成本。但使用單端測(cè)量方法的同時(shí)，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(jì)算電力電量，在變壓器峰谷差較大時(shí)可能造成較大誤差，不適用于需要準(zhǔn)確的節(jié)能量評(píng)估值作為結(jié)算依據(jù)的節(jié)能改造項(xiàng)目。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)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(cè)量方法，該測(cè)量方法只需要在變壓器一側(cè)裝設(shè)計(jì)量裝置便可以實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)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(cè)量方法，包括以下步驟：S1.確定節(jié)能更換項(xiàng)目邊界、項(xiàng)目基期、統(tǒng)計(jì)報(bào)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(jì)算節(jié)約電力電量的專用表計(jì)；S3.變壓器更換項(xiàng)目實(shí)施前，測(cè)量基期典型工作周期內(nèi)變壓器電流電壓、空載損耗P0、負(fù)載損耗Pk、額定容量SN、最大負(fù)荷功率SIM等參數(shù)；S4.變壓器更換項(xiàng)目實(shí)施后，測(cè)量統(tǒng)計(jì)報(bào)告期典型工作周期內(nèi)變壓器電流電壓、空載損耗P′0、負(fù)載損耗P′k、額定容量S′N、最大負(fù)荷功率S′IM等參數(shù)；S5.專用表計(jì)啟動(dòng)持續(xù)計(jì)算模塊，根據(jù)測(cè)量所得數(shù)據(jù)計(jì)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(jì)根據(jù)測(cè)量所得數(shù)據(jù)以及計(jì)算所得參數(shù)計(jì)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(fù)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(xiàng)目實(shí)施前，用于確定更換項(xiàng)目能耗基準(zhǔn)的時(shí)間段。所述的統(tǒng)計(jì)報(bào)告期指用于確定變壓器更換項(xiàng)目節(jié)約電力電量的時(shí)間段。所述的典型工作周期指能夠反映變壓器真實(shí)工作情況并且計(jì)算變壓器運(yùn)行參數(shù)的時(shí)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(cè)量用電流互感器檢定規(guī)程和JJG314-2010測(cè)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(cè)量精度。使用條件應(yīng)滿足國(guó)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(guò)40℃，日最低溫度不低于-25℃，日平均氣溫不超過(guò)30℃；使用地點(diǎn)海拔低于1000m；大氣中應(yīng)無(wú)嚴(yán)重污染。步驟S2所述的專用表計(jì)應(yīng)具備均方根值的計(jì)算能力。同時(shí)包含接收電壓互感器、電流互感器測(cè)量數(shù)據(jù)功能，基期、統(tǒng)計(jì)報(bào)告期、典型工作周期的設(shè)定功能，節(jié)約電力電量的計(jì)算功能，其中以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能。步驟S3、S4中，在變壓器更換前后，專用電表通過(guò)接收電壓互感器、電流互感器測(cè)得的變壓器電壓、電流數(shù)據(jù)，進(jìn)行空載損耗、負(fù)載損耗、額定容量和最大負(fù)荷功率等參數(shù)的計(jì)算，并進(jìn)行儲(chǔ)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(shí)際運(yùn)行中電壓偏離額定電壓的程度，可根據(jù)公式計(jì)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(shí)際運(yùn)行中電流偏離額定電流的程度，可根據(jù)公式計(jì)算而得；專用表計(jì)具有求取均方根的功能，能夠根據(jù)互感器測(cè)得的數(shù)據(jù)計(jì)算上述參數(shù)，并且能夠根據(jù)測(cè)量時(shí)間的推移，持續(xù)對(duì)參數(shù)進(jìn)行計(jì)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(fù)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(duì)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(fù)荷最大時(shí)，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(shí)施后與實(shí)施前相比，消耗電能減少的數(shù)量。所述專用表計(jì)能夠根據(jù)互感器測(cè)得的電流電壓數(shù)據(jù)計(jì)算最大負(fù)荷功率SIM、額定容量SN、額定空載損耗功率P0、額定負(fù)載損耗功率Pk，若不具備現(xiàn)場(chǎng)測(cè)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(jì)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(fù)載損耗電量ΔECu兩部分，空載損耗電量可根據(jù)公式計(jì)算而得，負(fù)荷損耗電量可根據(jù)公式計(jì)算而得，變壓器更換節(jié)約電量可根據(jù)公式計(jì)算而得?？紤]到變壓器運(yùn)行電壓基本在額定電壓附近波動(dòng)，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(jiǎn)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(cè)量方法主要包括：確定項(xiàng)目邊界、基期、統(tǒng)計(jì)報(bào)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(jì)；專業(yè)表計(jì)具備求取均方根值、運(yùn)行參數(shù)、電力電量的高級(jí)計(jì)算功能；通過(guò)互感器測(cè)量，專用表計(jì)計(jì)算獲得變壓器更換前后的空載損耗、負(fù)載損耗、額定容量、最大符合功率等運(yùn)行參數(shù)，并進(jìn)行儲(chǔ)存；通過(guò)收集到的數(shù)據(jù)，專用表計(jì)持續(xù)計(jì)算均方根電壓影響系數(shù)、均方根電流影響系數(shù)等運(yùn)行參數(shù)；根據(jù)各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)，專用表計(jì)計(jì)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(cè)量裝置，簡(jiǎn)化測(cè)量流程，節(jié)約測(cè)量成本；通過(guò)電壓均方根電流影響系數(shù)計(jì)算電力電量，測(cè)量結(jié)果精確，適用于需要準(zhǔn)確的節(jié)能量評(píng)估值作為結(jié)算依據(jù)的節(jié)能改造項(xiàng)目。本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)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(cè)量方法，僅需在變壓器的一側(cè)安裝測(cè)量裝置，適用于電網(wǎng)中普遍的單端計(jì)量方式，有利于節(jié)約成本，簡(jiǎn)化測(cè)量流程，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和實(shí)用價(jià)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(cè)量方法，通過(guò)均方根電壓影響系數(shù)Ku、均方根電流影響系數(shù)Ki計(jì)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(duì)于基于平均值的方法，理論推導(dǎo)嚴(yán)謹(jǐn)，計(jì)量精度更高，適用于需要準(zhǔn)確計(jì)算變壓器能耗的場(chǎng)合。附圖說(shuō)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(cè)量方法的流程圖。圖2為本發(fā)明的電力變壓器更換項(xiàng)目邊界示意圖。圖3為本發(fā)明的接線示意圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明：實(shí)施例一(1)實(shí)施例概況；本實(shí)施例中變壓器更換項(xiàng)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(wèn)題。以等容量的S15、S13型變壓器更換S7型變壓器為例，計(jì)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(fù)載率運(yùn)行，變壓器更換后負(fù)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(jì)算；步驟如圖1所示，首先確定項(xiàng)目邊界(如圖2所示)，基期、項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)期、典型工作周期均取720小時(shí)。安裝互感器、專用電表等設(shè)備(如圖3所示)?？紤]到運(yùn)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(jì)算公式為：ΔE=P0T+PkKi2T,]]>式中，額定空載損耗功率P0和負(fù)載損耗Pk可從變壓器銘牌數(shù)據(jù)或者現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量得到。根據(jù)變壓器的負(fù)荷情況，計(jì)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(fù)荷下的視在功率SIM＝189kW，按照單邊測(cè)量節(jié)電力公式進(jìn)行計(jì)算：Δ(ΔP)=ΔP-ΔP′=(P0+PkSIM2SN2)-(P0′+Pk′SIM′2SN′2).]]>計(jì)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(jì)算；按照節(jié)電量計(jì)算公式：Δ(ΔE)=ΔE-ΔE′=(P0T+PkKi2T)-(P0′×T+Pk′Ki2T),]]>計(jì)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(shí)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(shí)施例二(1)實(shí)施例概況；本實(shí)施例中變壓器更換項(xiàng)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(wèn)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(jì)算更換后節(jié)約電量。變壓器運(yùn)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(shí)間/h01234567電流/p.u.0.350.20.150.140.150.180.250.5時(shí)間/h89101112131415電流/p.u.0.590.680.710.610.60.650.680.68時(shí)間/h1617181920212223電流/p.u.0.630.530.520.50.490.490.450.4表3(2)節(jié)約電量計(jì)算；取統(tǒng)計(jì)報(bào)告期為720小時(shí)，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(jì)算公式Δ(ΔE)=ΔE-ΔE′=(P0-P0′)T+(Pk-Pk′)I2U2SN2T,]]>計(jì)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(jì)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(fù)載損耗電量的公式直接推導(dǎo)而得，忽略測(cè)量裝置的測(cè)量誤差時(shí)，可認(rèn)為計(jì)算結(jié)果是準(zhǔn)確值，而基于平均電流的計(jì)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(jì)算方法會(huì)存在一定的誤差，當(dāng)變壓器峰谷差進(jìn)一步增大時(shí)，誤差也會(huì)隨之增加。以上所述，僅為本發(fā)明專利較佳的實(shí)施例，但本發(fā)明專利的保護(hù)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(hù)范圍。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3