¿Cuáles son los Indicadores de Tasa de Utilización y los Métodos de Mejora de los Transformadores de Transmisión Eléctrica?

1. Indicadores Relacionados con la Tasa de Utilización de los Transformadores de Transmisión Eléctrica

La tasa de utilización de los transformadores de transmisión eléctrica necesita considerar tanto el costo de transmitir y distribuir energía eléctrica como la eficiencia de utilización del propio equipo. Los indicadores principales incluyen principalmente tres dimensiones: tasa de carga, factor de carga y tasa de vida útil del equipo.

1.1 Tasa de Carga
Se refiere a la relación entre la carga real en el momento de la máxima carga y la capacidad nominal del transformador. No solo puede reflejar la capacidad de carga del equipo bajo diferentes condiciones de trabajo, sino también la seguridad operativa del equipo. En aplicaciones prácticas, cuanta mayor sea la tasa de carga, mayor será la tasa de utilización efectiva del transformador. Su valor se determina conjuntamente por los criterios de seguridad y el margen de desarrollo, y ambos son independientes entre sí: dentro del marco de los criterios de seguridad, cuantos más objetos de conexión tenga la línea, mayor será la capacidad de carga del sistema.

1.2 Factor de Carga
Es la relación entre la carga promedio y la máxima carga dentro de un rango de tiempo específico. Puede reflejar en cierta medida las características de fluctuación de la carga durante ese período y también el nivel general de utilización del equipo eléctrico. En general, cuanto mayor sea el factor de carga, mayor será la tasa de utilización integral del equipo de transmisión y distribución de energía.

1.3 Tasa de Vida Útil
Es la relación entre la vida útil real del equipo y la vida útil estándar de diseño. La vida útil estándar del equipo está claramente marcada en el manual de instrucciones al salir de fábrica. Sin embargo, durante la operación real, la vida útil real diferirá del valor estándar debido a factores como el entorno de operación, la intensidad de la carga y la estabilidad de la carga. Si la tasa de vida útil es mayor que 1, significa que el equipo ha desempeñado un papel más allá de lo esperado, lo que puede mejorar indirectamente la tasa de utilización y reducir el costo de transmisión de energía.

2. Métodos para Mejorar la Tasa de Utilización de los Transformadores de Transmisión Eléctrica
2.1 Mejorar el Factor de Carga

Equilibre la fluctuación de la carga mediante las siguientes medidas para mejorar la eficiencia de utilización del equipo:

2.1.1 Reducir la Diferencia de Pico-Valle
Existe una característica diaria de pico-valle evidente en el consumo de electricidad industrial y residencial: el pico del consumo residencial se concentra entre las 18:00 y 21:00, y el valle es a primeras horas de la mañana; para el consumo industrial, el pico es durante el día y el valle es por la noche. Reducir la brecha en el consumo de electricidad entre los períodos de pico y valle puede estabilizar la curva de carga, aumentando así el factor de carga y la tasa de utilización del transformador.

Específicamente, se puede adoptar un mecanismo de tarifa horaria: aumentar el precio del consumo de electricidad durante los períodos de pico y reducirlo durante los períodos de valle, logrando "recortar picos y llenar valles" a través de la regulación del mercado. Esta medida no solo puede mejorar la tasa de utilización del equipo, sino también la estabilidad del sistema de transmisión y distribución de energía. Actualmente, algunas regiones en China no han implementado la tarifa horaria debido a limitaciones técnicas, y las empresas locales de suministro de electricidad necesitan acelerar la mejora del mecanismo.

2.1.2 Combinar Razonablemente Tipos de Carga
Existen diferencias en el tiempo y modo de consumo de electricidad del equipo en el extremo de la red eléctrica. Al combinar cargas a lo largo de diferentes periodos, se puede compensar la diferencia de pico-valle. Idealmente, si no hay fluctuación de carga a lo largo del día, la eficiencia del suministro de energía puede alcanzar el nivel óptimo, pero es difícil de lograr en la práctica.

Se puede reducir la fluctuación total de la carga optimizando la distribución de tipos de empresas en el parque industrial y equilibrando los periodos de consumo de electricidad de diferentes industrias; en el campo del consumo residencial de electricidad, se pueden promover los fabricantes de equipos consumidores de electricidad para desarrollar funciones de consumo horario, guiando a los equipos para que operen más durante el día y consuman menos energía por la noche, asegurando su uso normal.

2.2 Mejorar la Tasa de Carga

Mejore la capacidad de carga del equipo optimizando el modo de cableado y configurando equipos de compensación de potencia reactiva:

2.2.1 Optimizar el Modo de Cableado
Tomando como ejemplo la red pública, diferentes modos de cableado tienen diferencias significativas en la tasa de utilización del suministro de energía y la confiabilidad, que incluyen principalmente tipo de red anillo simple, dos suministros y uno de reserva, tipo de doble red anillo, N-conexión de múltiples secciones, tres suministros y uno de reserva, tipo radial, etc. Entre ellos: la tasa de utilización teórica de la línea del modo de dos suministros y uno de reserva es la más alta, 2/3, y la del modo de tres suministros y uno de reserva es 3/4, y ambas tienen alta confiabilidad; la tasa de utilización teórica del modo radial simple puede alcanzar 1, pero la confiabilidad es baja; el tipo de doble red anillo, N-conexión de múltiples secciones, "2-1" y "3-1" tienen alta confiabilidad, pero las tasas de utilización teóricas son 1/2, 1/2 y 2/3 respectivamente. Excepto el modo radial simple, el resto cumple con el criterio de seguridad N-1. Por lo tanto, es necesario seleccionar un modo de cableado con una tasa de utilización más alta, combinándolo con los requisitos reales de confiabilidad del suministro de energía.

2.2.2 Configurar Equipos de Compensación de Potencia Reactiva
En el triángulo de potencia, si la potencia activa permanece invariable, una disminución del factor de potencia llevará a un aumento en la demanda de potencia reactiva. En la operación real, a menudo es necesario expandir el equipo eléctrico debido a no alcanzar la potencia nominal, lo que reducirá la tasa de utilización e incrementará la pérdida de línea. Por lo tanto, es necesario reducir la capacidad redundante del equipo a través de la compensación de potencia reactiva.
En la práctica, la compensación local es el método óptimo, que puede reducir la pérdida de transmisión de potencia reactiva. Sin embargo, existe presión de seguridad y costos en su implementación completa. Se recomienda combinar los tres métodos de compensación jerárquica, instalación centralizada y descentralizada para evitar la sobrecorrección.

2.3 Mejorar la Tasa de Vida Útil

Extienda el tiempo de servicio efectivo del equipo a través del monitoreo en tiempo real y la gestión del ciclo de vida completo:

2.3.1 Fortalecer el Monitoreo del Estado Operativo
Utilice indicadores cuantitativos para evaluar el estado del equipo (por ejemplo, 1 representa el mejor y 0 el peor), y siga las fluctuaciones numéricas en tiempo real. Si el valor excede el rango establecido o es inferior al umbral, determine inmediatamente que es anormal y programe mantenimiento o reemplazo.

2.3.2 Optimizar la Gestión del Entorno Operativo
La operación del transformador se ve fácilmente afectada por factores ambientales como el clima severo y las diferencias de temperatura. Es necesario evaluar integralmente el entorno circundante para juzgar con precisión el estado del equipo. Al mismo tiempo, es necesario proteger el equipo de un envejecimiento excesivo causado por factores como la temperatura, la humedad y la luz a través de inspecciones regulares (especialmente después del clima extremo) para reducir las pérdidas.

2.3.3 Estandarizar la Gestión de Desmantelamiento
Basándose en los parámetros de rendimiento del equipo y el manual de instrucciones, desarrolle un plan mensual de desmantelamiento, y aplíquelo estrictamente en combinación con los datos de monitoreo del estado. Para el transformador determinado para ser desmantelado, se debe escribir una opinión de desmantelamiento, y completar procedimientos internos como la identificación y revisión; para el equipo inactivo que pueda reutilizarse, se debe almacenar en un entorno adecuado, y se requiere una inspección y prueba integral antes de su recomisionamiento.
Después de confirmar que el equipo está desmantelado y completar los trámites pertinentes, los materiales desmantelados deben evaluarse, archivarse y deshacerse. Los métodos específicos de disposición incluyen la reciclaje por parte del fabricante, el comercio de chatarra conforme, etc.