Что представляют собой показатели коэффициента использования и методы улучшения трансформаторов электропередачи?

1. Показатели, связанные с коэффициентом использования трансформаторов электропередачи

Коэффициент использования трансформаторов электропередачи необходимо рассматривать с учетом как затрат на передачу и распределение электроэнергии, так и эффективности использования самого оборудования. Основные показатели включают три аспекта: коэффициент нагрузки, коэффициент загрузки и коэффициент жизненного цикла.

1.1 Коэффициент нагрузки
Это отношение фактической нагрузки в момент максимальной нагрузки к номинальной мощности трансформатора. Он не только отражает способность оборудования выдерживать нагрузку при различных условиях работы, но и операционную безопасность оборудования. В практических применениях, чем выше коэффициент нагрузки, тем выше эффективный коэффициент использования трансформатора. Его значение определяется совместно критериями безопасности и запасом развития, и эти два фактора независимы друг от друга: в рамках критериев безопасности, чем больше объектов подключения имеет линия, тем выше способность системы выдерживать нагрузку.

1.2 Коэффициент загрузки
Это отношение средней нагрузки к максимальной нагрузке в течение определенного периода времени. Он может отражать характеристики колебаний нагрузки в этот период и общую степень использования электрооборудования. Обычно, чем выше коэффициент загрузки, тем выше общий коэффициент использования оборудования для передачи и распределения электроэнергии.

1.3 Коэффициент жизненного цикла
Это отношение фактического срока службы оборудования к стандартному сроку службы, указанному в инструкции по эксплуатации при выпуске из завода. Однако в реальной эксплуатации фактический срок службы может отличаться от стандартного значения из-за таких факторов, как условия эксплуатации, интенсивность нагрузки и стабильность нагрузки. Если коэффициент жизненного цикла превышает 1, это означает, что оборудование работало лучше, чем ожидалось, что может косвенно повысить коэффициент использования и снизить затраты на передачу электроэнергии.

2. Методы повышения коэффициента использования трансформаторов электропередачи
2.1 Повышение коэффициента загрузки

Сбалансировать колебания нагрузки с помощью следующих мер для повышения эффективности использования оборудования:

2.1.1 Снижение разницы между пиковыми и минимальными нагрузками
В потреблении электроэнергии в промышленности и быту наблюдаются явные суточные пики и минимумы: пик потребления электроэнергии в быту приходится на 18:00-21:00, а минимум - в ранние утренние часы; для промышленного потребления пик приходится на дневное время, а минимум - ночью. Уменьшение разницы в потреблении электроэнергии между пиковыми и минимальными периодами может стабилизировать кривую нагрузки, что, в свою очередь, увеличит коэффициент загрузки и коэффициент использования трансформатора.

Конкретно, можно применить механизм тарифов, зависящих от времени: увеличить стоимость электроэнергии в пиковые периоды и снизить в минимальные, и достичь "сглаживания пиков и заполнения минимумов" через рыночное регулирование. Эта мера не только повысит эффективность использования оборудования, но и улучшит стабильность системы передачи и распределения электроэнергии. В настоящее время некоторые регионы Китая еще не внедрили тарифы, зависящие от времени, из-за технических ограничений, и местным энергетическим предприятиям необходимо ускорить улучшение механизма.

2.1.2 Рациональное сочетание типов нагрузок
Есть различия во времени и режимах потребления электроэнергии оборудованием на конечных точках электросети. Сочетая нагрузки в разные временные периоды, можно компенсировать разницу между пиковыми и минимальными нагрузками. Идеально, если за день не будет колебаний нагрузки, эффективность подачи электроэнергии достигнет оптимального уровня, но это трудно реализовать на практике.

Общие колебания нагрузки можно уменьшить, оптимизировав распределение типов предприятий в промышленном парке и сбалансировав временные периоды потребления электроэнергии различных отраслей; в сфере бытового потребления электроэнергии производителей оборудования можно побуждать к развитию функций, зависящих от времени, направляя оборудование на более активную работу днем и меньшее потребление энергии ночью, обеспечивая при этом нормальное использование.

2.2 Повышение коэффициента нагрузки

Повысить способность оборудования выдерживать нагрузку путем оптимизации схемы подключения и установки оборудования для компенсации реактивной мощности:

2.2.1 Оптимизация схемы подключения
На примере общественной сети, различные схемы подключения имеют значительные различия в коэффициенте использования и надежности, включая одиночную кольцевую сеть, двухисточниковую с резервом, двойную кольцевую сеть, многоподразделенную N-связь, трехисточниковую с резервом, радиальную схему и т.д. Из них: теоретический коэффициент использования двухисточниковой схемы с резервом является самым высоким (2/3), а трехисточниковой с резервом - 3/4, обе имеют высокую надежность; теоретический коэффициент использования одиночной радиальной схемы может достичь 1, но надежность низкая; двойная кольцевая, многоподразделенная N-связь, "2-1" и "3-1" схемы имеют высокую надежность, но теоретические коэффициенты использования составляют 1/2, 1/2 и 2/3 соответственно. Кроме одиночной радиальной схемы, все остальные соответствуют критерию N-1. Поэтому необходимо выбирать схему подключения с более высоким коэффициентом использования, учитывая реальные требования к надежности питания.

2.2.2 Установка оборудования для компенсации реактивной мощности
В треугольнике мощностей, если активная мощность остается неизменной, снижение коэффициента мощности приведет к увеличению потребности в реактивной мощности. В реальной эксплуатации часто требуется расширение электрического оборудования, поскольку оно не достигает номинальной мощности, что снижает коэффициент использования и увеличивает потери в линии. Поэтому необходимо снизить избыточную мощность оборудования с помощью компенсации реактивной мощности.
На практике, наилучшим методом является местная компенсация, которая может снизить потери при передаче реактивной мощности. Однако полное внедрение имеет проблемы с безопасностью и затратами. Рекомендуется комбинировать три метода: иерархическую компенсацию, централизованную установку и децентрализованную установку, чтобы избежать чрезмерной компенсации.

2.3 Повышение коэффициента жизненного цикла

Продлить эффективный срок службы оборудования с помощью мониторинга в реальном времени и управления полным жизненным циклом:

2.3.1 Усиление мониторинга состояния эксплуатации
Использовать количественные показатели для оценки состояния оборудования (например, 1 означает наилучшее состояние, 0 - наихудшее) и отслеживать колебания числовых значений в реальном времени. Если значение превышает заданный диапазон или ниже порогового значения, немедленно определить его как аномальное и организовать ремонт или замену.

2.3.2 Оптимизация управления эксплуатационной средой
Работа трансформатора легко подвержена влиянию окружающей среды, такой как экстремальная погода и перепады температур. Необходимо провести всестороннюю оценку окружающей среды, чтобы точно определить состояние оборудования. Одновременно необходимо защищать оборудование от преждевременного старения, вызванного такими факторами, как температура, влажность и свет, через регулярные осмотры (особенно после экстремальной погоды), чтобы снизить потери.

2.3.3 Стандартизация управления выводом из эксплуатации
На основе параметров производительности оборудования и инструкции по эксплуатации разработать месячный план вывода из эксплуатации и строго выполнять его, учитывая данные мониторинга состояния. Для трансформатора, который определен для вывода из эксплуатации, следует написать заключение о выводе, и завершить внутренние процедуры, такие как идентификация и проверка; для неиспользуемого оборудования, которое может быть повторно использовано, его следует хранить в подходящей среде, и провести всесторонний осмотр и испытательную эксплуатацию перед повторным вводом в эксплуатацию.
После подтверждения списания оборудования и выполнения соответствующих процедур, материалы, подлежащие списанию, необходимо оценить, зарегистрировать и утилизировать. Конкретные методы утилизации включают возврат производителю, утилизацию в соответствии с правилами и т.д.