Quais são os Indicadores de Taxa de Utilização e Métodos de Melhoria dos Transformadores de Transmissão de Energia Elétrica

1. Indicadores Relacionados à Taxa de Utilização de Transformadores de Transmissão de Energia

A taxa de utilização de transformadores de transmissão de energia precisa considerar tanto o custo de transmissão e distribuição de energia elétrica quanto a eficiência de utilização do próprio equipamento. Os principais indicadores incluem três dimensões: taxa de carga, fator de carga e taxa de vida útil do equipamento.

1.1 Taxa de Carga
Refere-se à razão entre a carga real no momento de maior carga e a capacidade nominal do transformador. Pode não só refletir a capacidade de suportar carga do equipamento em diferentes condições de trabalho, mas também a segurança operacional do equipamento. Na prática, quanto maior a taxa de carga, maior a taxa de utilização efetiva do transformador. Seu valor é determinado conjuntamente pelos critérios de segurança e pela margem de desenvolvimento, e os dois são independentes: dentro do quadro dos critérios de segurança, quanto mais objetos conectados a linha tiver, maior será a capacidade de suportar carga do sistema.

1.2 Fator de Carga
É a razão entre a carga média e a carga máxima em um intervalo de tempo específico. Pode refletir, em certa medida, as características de flutuação da carga nesse período e também o nível geral de utilização do equipamento elétrico. Geralmente, quanto maior o fator de carga, maior a taxa de utilização compreensiva do equipamento de transmissão e distribuição de energia.

1.3 Taxa de Vida Útil
É a razão entre a vida útil real do equipamento e a vida útil padrão projetada. A vida útil padrão do equipamento está claramente marcada no manual de instruções quando ele sai da fábrica. No entanto, durante a operação real, a vida útil real diferirá do valor padrão devido a fatores como o ambiente de operação, a intensidade da carga e a estabilidade da carga. Se a taxa de vida útil for maior que 1, significa que o equipamento desempenhou um papel além do esperado, o que pode melhorar indiretamente a taxa de utilização e reduzir o custo de transmissão de energia.

2. Métodos para Melhorar a Taxa de Utilização de Transformadores de Transmissão de Energia
2.1 Melhorar o Fator de Carga

Equilibre a flutuação da carga por meio das seguintes medidas para melhorar a eficiência de utilização do equipamento:

2.1.1 Reduzir a Diferença de Pico-Vale
Há características de pico-vale diário óbvias no consumo de energia residencial e industrial: o pico do consumo residencial se concentra entre 18:00 e 21:00, e o vale ocorre na madrugada; para o consumo industrial, o pico é durante o dia e o vale é à noite. Reduzir a diferença de consumo de energia entre os períodos de pico e vale pode estabilizar a curva de carga, aumentando assim o fator de carga e a taxa de utilização do transformador.

Especificamente, pode-se adotar um mecanismo de preços de energia por horário: aumentar o preço do consumo de energia durante os períodos de pico e reduzir o preço durante os períodos de vale, alcançando "corte de pico e enchimento de vale" por meio da regulação de mercado. Essa medida não só pode melhorar a taxa de utilização do equipamento, mas também a estabilidade do sistema de transmissão e distribuição de energia. Atualmente, algumas regiões na China ainda não implementaram preços por horário devido a limitações técnicas, e as empresas locais de fornecimento de energia precisam acelerar a melhoria do mecanismo.

2.1.2 Combinar Adequadamente os Tipos de Carga
Há diferenças no tempo e modo de consumo de energia dos equipamentos no terminal da rede elétrica. Ao combinar cargas em diferentes períodos, pode-se compensar a diferença de pico-vale. Idealmente, se não houver flutuação de carga ao longo do dia, a eficiência do fornecimento de energia pode atingir o nível ótimo, mas isso é difícil de alcançar na prática.

A flutuação total da carga pode ser reduzida otimizando a distribuição de tipos de empresas no parque industrial e equilibrando os períodos de consumo de energia de diferentes indústrias; no campo do consumo de energia residencial, pode-se promover que os fabricantes de equipamentos de consumo de energia desenvolvam funções de consumo de energia por horário, orientando os equipamentos a operarem mais durante o dia e consumirem menos energia à noite, garantindo o uso normal.

2.2 Melhorar a Taxa de Carga

Aumente a capacidade de suportar carga do equipamento otimizando o modo de conexão e configurando equipamentos de compensação de potência reativa:

2.2.1 Otimizar o Modo de Conexão
Tomando a rede pública como exemplo, diferentes modos de conexão têm diferenças significativas na taxa de utilização do fornecimento de energia e na confiabilidade, incluindo principalmente tipo de rede anelar única, dois-suprimentos-e-um-reserva, tipo de rede anelar dupla, N-conexões multi-segmentadas, três-suprimentos-e-um-reserva, tipo radial, etc. Entre eles: a taxa de utilização teórica do modo dois-suprimentos-e-um-reserva é a mais alta, 2/3, e a do modo três-suprimentos-e-um-reserva é 3/4, ambos com alta confiabilidade; a taxa de utilização teórica do modo radial único pode chegar a 1, mas a confiabilidade é baixa; o modo anelar duplo, N-conexões multi-segmentadas, "2-1" e "3-1" têm alta confiabilidade, mas as taxas de utilização teóricas são 1/2, 1/2 e 2/3, respectivamente. Exceto pelo modo radial único, todos os demais atendem ao critério de segurança N-1. Portanto, é necessário selecionar um modo de conexão com uma taxa de utilização mais alta, combinado com os requisitos reais de confiabilidade do fornecimento de energia.

2.2.2 Configurar Equipamentos de Compensação de Potência Reativa
No triângulo de potência, se a potência ativa permanecer inalterada, uma diminuição do fator de potência levará a um aumento na demanda de potência reativa. Na operação real, o equipamento elétrico frequentemente precisa ser expandido devido a não atingir a potência nominal, o que reduzirá a taxa de utilização e aumentará a perda de linha. Portanto, é necessário reduzir a capacidade redundante do equipamento por meio de compensação de potência reativa.
Na prática, a compensação local é o método ótimo, que pode reduzir a perda de transmissão de potência reativa. No entanto, há pressões de segurança e custo na implementação total. Recomenda-se combinar os três métodos de compensação hierárquica, instalação centralizada e instalação descentralizada para evitar a supercompensação.

2.3 Melhorar a Taxa de Vida Útil

Estenda o tempo de serviço efetivo do equipamento por meio do monitoramento em tempo real e da gestão do ciclo de vida completo:

2.3.1 Fortalecer o Monitoramento do Estado Operacional
Use indicadores quantitativos para avaliar o estado do equipamento (por exemplo, 1 representa o melhor e 0 o pior), e acompanhe as flutuações numéricas em tempo real. Se o valor exceder o intervalo definido ou for inferior ao limite, determine imediatamente como anormal e programe manutenção ou substituição.

2.3.2 Otimizar a Gestão do Ambiente Operacional
A operação do transformador é facilmente afetada por fatores ambientais, como clima severo e variações de temperatura. É necessário avaliar integralmente o ambiente circundante para julgar com precisão o estado do equipamento. Ao mesmo tempo, é necessário proteger o equipamento de envelhecimento excessivo causado por fatores como temperatura, umidade e luz por meio de inspeções regulares (especialmente após climas extremos) para reduzir as perdas.

2.3.3 Padronizar a Gestão de Descomissionamento
Com base nos parâmetros de desempenho do equipamento e no manual de instruções, desenvolva um plano mensal de descomissionamento e implemente-o estritamente, combinando com os dados de monitoramento de condição. Para o transformador determinado para descomissionamento, deve-se escrever uma opinião de descomissionamento e completar procedimentos internos, como identificação e revisão; para equipamentos ociosos que podem ser reutilizados, devem ser armazenados em um ambiente adequado, e uma inspeção e teste abrangentes são necessários antes de recomissão.
Após confirmar que o equipamento foi descartado e concluir os procedimentos relevantes, os materiais descartados precisam ser avaliados, arquivados e descartados. Os métodos específicos de descarte incluem reciclagem pelo fabricante, comércio de sucata conforme regulamentação, etc.