Jakie są wskaźniki wykorzystania i metody poprawy transformatorów elektroenergetycznych?

1. Wskaźniki związane z wykorzystaniem transformatorów przesyłowych

Wskaźnik wykorzystania transformatorów przesyłowych musi brać pod uwagę zarówno koszty transmisji i dystrybucji energii elektrycznej, jak i efektywność wykorzystania samego sprzętu. Główne wskaźniki obejmują trzy wymiary: stopień obciążenia, współczynnik obciążenia i wskaźnik żywotności sprzętu.

1.1 Stopień obciążenia
Oznacza stosunek rzeczywistego obciążenia w momencie maksymalnego obciążenia do nominalnej pojemności transformatora. Może on nie tylko odzwierciedlać zdolność nośną sprzętu w różnych warunkach pracy, ale także bezpieczeństwo eksploatacyjne sprzętu. W praktyce im wyższy stopień obciążenia, tym wyższy skuteczny wskaźnik wykorzystania transformatora. Jego wartość jest określana przez kryteria bezpieczeństwa i margines rozwoju, które są od siebie niezależne: w ramach kryteriów bezpieczeństwa, im więcej obiektów podłączonych do linii, tym większa zdolność nośna systemu.

1.2 Współczynnik obciążenia
To stosunek średniego obciążenia do maksymalnego obciążenia w określonym przedziale czasu. Może on odzwierciedlać do pewnego stopnia charakterystykę fluktuacji obciążenia w tym okresie, a także ogólny poziom wykorzystania sprzętu elektrycznego. Ogólnie rzecz biorąc, im wyższy współczynnik obciążenia, tym wyższy kompleksowy wskaźnik wykorzystania sprzętu przesyłowego i dystrybucyjnego.

1.3 Wskaźnik żywotności
To stosunek rzeczywistej żywotności sprzętu do standardowej żywotności projektowej. Standardowa żywotność sprzętu jest jasno oznaczona w instrukcji obsługi przy wyjściu z fabryki. Jednak w praktyce rzeczywista żywotność będzie się różnić od wartości standardowej ze względu na czynniki takie jak środowisko pracy, intensywność obciążenia i stabilność obciążenia. Jeśli wskaźnik żywotności jest większy niż 1, to oznacza, że sprzęt działał poza oczekiwaniami, co może pośrednio poprawić wskaźnik wykorzystania i zmniejszyć koszty przesyłu energii.

2. Metody poprawy wskaźnika wykorzystania transformatorów przesyłowych
2.1 Poprawa współczynnika obciążenia

Zrównoważ fluktuacje obciążenia poprzez następujące środki, aby poprawić efektywność wykorzystania sprzętu:

2.1.1 Zmniejszenie różnicy między szczytem a doliną
Istnieją wyraźne dzienny szczyt i dolina w zużyciu energii elektrycznej w sektorze przemysłowym i mieszkaniowym: szczyt zużycia energii elektrycznej w sektorze mieszkaniowym koncentruje się między 18:00 a 21:00, a dolina jest wczesnym rankiem; dla zużycia energii elektrycznej w sektorze przemysłowym szczyt występuje w ciągu dnia, a dolina w nocy. Zmniejszenie różnicy w zużyciu energii między szczytem a doliną może stabilizować krzywą obciążenia, co zwiększa współczynnik obciążenia i wskaźnik wykorzystania transformatora.

Konkretnie można zastosować mechanizm cen za energię elektryczną zależnych od czasu: zwiększyć ceny za zużycie energii w godzinach szczytu i obniżyć ceny w godzinach doliny, osiągając "obcinanie szczytów i wypełnianie dolin" poprzez regulację rynkową. Ta miara może nie tylko poprawić wskaźnik wykorzystania sprzętu, ale także zwiększyć stabilność systemu przesyłowego i dystrybucyjnego. Obecnie niektóre regiony w Chinach nie wprowadziły cen zależnych od czasu ze względu na ograniczenia techniczne, a lokalne przedsiębiorstwa energetyczne muszą przyspieszyć doskonalenie mechanizmu.

2.1.2 Rzutowe dopasowanie typów obciążeń
Istnieją różnice w czasie i trybie zużycia energii elektrycznej przez urządzenia na końcu sieci energetycznej. Poprzez dopasowanie obciążeń w różnych przedziałach czasowych można zrekompensować różnicę między szczytem a doliną. Idealnie, jeśli nie ma fluktuacji obciążenia w ciągu całego dnia, efektywność dostawy energii może osiągnąć optymalny poziom, jednak w praktyce jest to trudne do osiągnięcia.

Całkowitą fluktuację obciążenia można zmniejszyć poprzez optymalizację rozkładu typów przedsiębiorstw w parku przemysłowym i bilansowanie okresów zużycia energii przez różne branże; w dziedzinie zużycia energii w sektorze mieszkaniowym producenci urządzeń zużywających energię mogą być zachęcani do opracowania funkcji zużycia energii zależnego od czasu, prowadząc do większego działania urządzeń w ciągu dnia i mniejszego zużycia energii w nocy, zapewniając jednocześnie normalne użytkowanie.

2.2 Poprawa stopnia obciążenia

Popraw zdolność nośną sprzętu poprzez optymalizację sposobu połączenia i konfigurację sprzętu kompensacji mocy reaktywnej:

2.2.1 Optymalizacja sposobu połączenia
Na przykład, w przypadku sieci publicznej, różne sposoby połączenia mają znaczące różnice w wykorzystaniu i niezawodności dostawy energii, obejmując jednosprzężoną sieć pierścieniową, dwusprzężoną z jednym rezerwowym, podwójną sieć pierścieniową, wielosegmentową N-sprzężoną, trój-sprzężoną z jednym rezerwowym, radialną itp. Wśród nich: teoretyczny wskaźnik wykorzystania w trybie dwusprzężonym z jednym rezerwowym jest najwyższy i wynosi 2/3, a w trybie trój-sprzężonym z jednym rezerwowym 3/4, oba mają wysoką niezawodność; teoretyczny wskaźnik wykorzystania trybu jednoramiennego może osiągnąć 1, ale ma niską niezawodność; podwójna sieć pierścieniowa, wielosegmentowa N-sprzężona, tryby "2-1" i "3-1" mają wysoką niezawodność, ale ich teoretyczne wskaźniki wykorzystania wynoszą odpowiednio 1/2, 1/2 i 2/3. Poza trybem jednoramiennym, wszystkie pozostałe spełniają kryterium bezpieczeństwa N-1. Dlatego należy wybrać sposób połączenia o wyższym wskaźniku wykorzystania w połączeniu z rzeczywistymi wymaganiami niezawodności dostawy energii.

2.2.2 Konfiguracja sprzętu kompensacji mocy reaktywnej
W trójkącie mocy, jeśli moc czynna pozostaje niezmieniona, spadek współczynnika mocy prowadzi do wzrostu zapotrzebowania na moc reaktywną. W praktyce, sprzęt elektryczny często musi być powiększany ze względu na niedostateczne osiągnięcie mocy nominalnej, co prowadzi do zmniejszenia wskaźnika wykorzystania i zwiększenia strat liniowych. Dlatego niezbędne jest zmniejszenie redundantnej pojemności sprzętu poprzez kompensację mocy reaktywnej.
W praktyce, kompensacja na miejscu jest optymalną metodą, która może zmniejszyć straty przesyłowe mocy reaktywnej. Jednak pełna implementacja niesie ze sobą presję bezpieczeństwa i kosztów. Zaleca się połączenie trzech metod: hierarchicznej kompensacji, centralnego montażu i rozproszonego montażu, aby uniknąć nadmiernego kompensowania.

2.3 Poprawa wskaźnika żywotności

Przedłuż czas skutecznego użytkowania sprzętu poprzez monitorowanie w czasie rzeczywistym i zarządzanie cyklem życia:

2.3.1 Wzmocnienie monitorowania stanu operacyjnego
Użyj ilościowych wskaźników do oceny stanu sprzętu (np. 1 oznacza najlepszy, 0 oznacza najgorszy) i śledź fluktuacje numeryczne w czasie rzeczywistym. Jeśli wartość przekracza ustawiony zakres lub jest niższa niż próg, natychmiast określ jako anomalię i zorganizuj serwis lub wymianę.

2.3.2 Optymalizacja zarządzania środowiskiem operacyjnym
Działa transformatora łatwo jest wpływać na czynniki środowiskowe, takie jak surowe warunki pogodowe i różnice temperatur. Konieczne jest kompleksowe ocenianie otoczenia, aby dokładnie ocenić stan sprzętu. W tym samym czasie konieczne jest chronienie sprzętu przed nadmiernym starzeniem się spowodowanym czynnikami, takimi jak temperatura, wilgotność i światło, poprzez regularne kontrole (zwłaszcza po ekstremalnej pogodzie), aby zmniejszyć straty.

2.3.3 Standaryzacja zarządzania wycofywaniem z eksploatacji
Na podstawie parametrów wydajnościowych sprzętu i instrukcji obsługi, opracuj miesięczny plan wycofywania, który należy rygorystycznie wdrożyć w połączeniu z danymi monitorowania stanu. Dla transformatora, który zostanie wycofany, należy sporządzić opinię o wycofaniu, a także ukończyć procedury wewnętrzne, takie jak identyfikacja i przegląd; dla nieużywanego sprzętu, który może zostać ponownie użyty, należy go przechowywać w odpowiednim środowisku, a przed ponownym wdrożeniem wymagane jest kompleksowe badanie i próbne uruchomienie.
Po potwierdzeniu, że sprzęt jest skreślony i ukończeniu odpowiednich procedur, materiały skreślone muszą być ocenione, zarejestrowane i zlikwidowane. Specyficzne metody likwidacji obejmują recykling przez producenta, zgodne handlowanie złomem itp.