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减轻医院无功效率损失的研究(二)
如测量不方便,也可近似用求取β值。
而主变βm是指其最大效率时的负荷率。根据实际经验,虽然对于国产变压器,βm一般为50%左右;但当医院几套大功率设备单班运转时,βm一般宜为90%左右,一般变压器适用于下列公式:
(2)
(2)式中:--主变综合临界负荷率,是判断其负荷过轻的临界条件;
--主变综合空载损耗(由每台变压器的技术资料提供);
--主变综合短路损耗(同上)。
判断条件:当时,可判断主变负载过轻,即主变容量大于用电器总负荷。因为:功率因数(3)
所以由式(3)可知,若Q是常量,随着P的减小而降低。当主变负荷(有功功率P)过轻时,其功率因数必然偏低,造成不应有的主变耗和医院整个电气系统功率因数偏低。
3.3根据医院用电负荷特点,合理确定主变台数和时间。
医院用电负荷变化很大而且比较有鬼了,较大的季度负荷集中在每年供暖期间和空调降温除湿期间,较大的日负荷集中在周一至周五,较大的小时负荷集中在每天8至16时,而其他时段负荷较小。根据这一特点,因为主表的空载有功损耗和额定电流时的短路有功损耗是确定的。所以随着负荷的增减适当增减主变投入运行的台数和时间就能提高医院电器系统的功率因数。
主变在不同负荷下并联运行时,必须同变比、同接线组别、同阻抗百分数、最好同容量、投入并联运行并联运行的台数可按公式(4)计算
(4)
式(4)中:
n:投入运行的变压器台数
:主变的综合功率损耗临界负荷
:主变的额定功率
:主变综合短路损耗
:主变综合空载损耗
当医院电器系统的实际负荷小于时,应有n台主变运行;反之,则应有n+1台运行。
为减轻操作过电压与过电流对医院电气系统的冲击,也应适当节制主变对整个电器系统的投入和推出,换言之,主变投入和退出医院电网的操作频度不应过高,一般应在两小时以上。
3.4变压器过负荷计算
在并非全天满负荷运行条件下,允许主变在一定的时间内有一定的过负荷量,根据技术规范,主变在低负荷期间(负荷率β≤1时),若短时间段上负荷高峰,则允许主变的过负荷量和持续时间,要按“年度等值环境平均温度”为26℃,主变在低负荷期间的负荷率0.6,中的负荷曲线,克制允许其过负荷量为25%,持续时间4h;如过负荷量或持续时间超标,必然缩短主变寿命,甚至有可能在瞬间烧毁主变,造成全员停电的严峻后果。
医院电气系统降低无功功率的对策
对策1:
当两台或两台以上并联主变的容量,远大于医院日平均用电负荷时,应详细调查用电负荷在24小时内的分布状况,明确用电负荷随时分布的规律。在用电高峰时间内,可同时并联两台或多台主变运行。低谷时,则应停用一台主变。
对策2:
当单台运行主变的容量,远远大于医院日均用电负荷时,也应根据日用电荷高峰低谷的规律,按照同容量、且等分为两台小主变并联运行的方式,作经济技术比较,若能按本文中方式运行,5年节约的电费如可收回两台小主变的投资,则考虑更换为两台小主变。
对策3:
当主变过负荷运行时,先要判断过负荷量和过负荷时间。若两者均不严重,可采取限电措施,保证电器系统规范运行;否则应考虑增加一台主变并联运行
对策4:
用电器的配置,应采取相应技术措施,尽量减小感性负荷,提高功率因数。例如:用并联电容器组补偿无功功率,配置适当的余弦电容器组,并联在医院电气系统的符合末端,以抵消线路上的感性无功功率,从而改善系统功率因数cos
大中型医院小号的无功功率中,电动机约占50%,随意针对重点(如锅炉房的风机、污水站的水泵、中央空调压缩机组等),按下图(本文第7页 图1)所示原理和公式(2)配置电容器,就地、就近补偿。
电动机的有功电流为,无功电流为,令补偿前为状态1,补偿后为状态2,则输入电流为,当采用电容无功功率为,即电容电流为的电容器进行补偿后,无功电流变为,无功功率变为,功率因数cos 2>cos 1,输入电流变为,由于<,因此收益如下
(1)可减小医院供电网、变压器、低压配电电路的负荷电流。
(2)可减少导线界面和医院变压器的容量。
(3)可减少医院配电变压器及配电网的功率损耗。
(4)可降低电动机的启动电流,减轻冲击电压的过渡过程,最大限度保护医疗设备和各种精密仪器及原件。
(5)因补偿点的无功经济当量最大,所以分散补偿的降损效果最好。
因为医院需要就地补偿的异步电动机全是三相,故所需补偿的电容无功功率可用(2)式计算。
综上所述,当医院装备用电负荷即将大幅增加时,本文建议的对策更具迫切性和实效性。医院装备的用电负荷每日总值有高峰和低谷,据此,单独或综合采取以上对策,不仅能有效降低无功功率,提高功率因数,大量减少电费支出;还能改善医院电气系统的稳定性,并延长主变使用寿命,保障医院医疗装备的用电质量及提升安全性。
参考文献
著作:
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[5]孙锦全,浅谈无功功率补偿的补偿原则及最优补偿[j].中国科技信息,2006,(5):128
[6]马利双,无功补偿技术对于抵押配电网功率因数的作用[j].中国科技博览,2011,(22):205
[7]秦文萍等,电力系统有功和无功功率充裕度评估[j],电力系统自动化,2014第38卷第1期
[8]田社平、陈宏亮,关于无功功率的讨论[j],电气电子教学学报,2012第34卷第1期
[9]曹亚兵,无功功率补偿控制与选择[A],西部大开发·中旬,2011年2月,文献编号:1009-8631(2011)02-0047-02
[10]董大伟,浅谈无功功率的产生和补偿技术[A],中国电力教育,2011年第27期
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