外文翻译Word文件下载.docx
《外文翻译Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《外文翻译Word文件下载.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
摘要：
随着能源价格和建设新发电设施的经费持续上升，电力公司已经开始寻找各种方法来降低能量损耗。
由于大量的配电变压器的使用和大负荷电流的产生，二次配电系统的安全性正受到审查。
相关文件提出了二次配电系统建模和负荷特性的一种新方法。
二次配电系统在几个二次回路模型基础上进行建模。
每一个负荷的能量需求来源于实际的能量消耗。
在试点地区，excel软件已经可以计算出所有变压器二次回路的电能损耗，包括在架空入户线、二次线路和变压器的损耗。
因此，选择能量损耗最大的电路做进一步的研究。
同时基于经济分析和二次回路设计，提出了的二次配电模型和负载特性的应用。
关键词：
模型;
配电变压器;
损耗计算;
节能;
二次配电;
二次线路;
架空接户线
1引言
随着能源成本上升和能源消耗增加的压力，美国相关部门已经开始在寻找方法来减少电力系统的损耗。
城市变压器的数量多、二次负荷电流大，住宅低压二次设备系统是是电能损耗的一个主要源头。
当能源价格低廉，不用担心损耗时，人们构建了许多二次配电系统。
然后首要任务是减少劳动力和配电系统资金消耗。
城市二次配电系统面临着一个艰巨的任务。
对于一个有几十万人小城市,配电变压器和二次回路的数量也成千上万。
整个配电系统的复杂性表现在许多方面,包括电路配置,导体材料的大小和类型,变压器的大小和安装日期,变电站数量，负载的区域及变化。
二次配电系统研究不仅十分困难的,而且需要工作严谨和大笔资金支持。
过去几年里，人们对对二次配电系统做过一些研究，然而只有很少一部分人对如今城市的配电系统和电能损耗进行分析。
Rao和Deekshit提出了一种评估印度农村配电电路电能损耗的方法。
这项研究的重点是高压配电系统中的损耗估计，并且提出了一种在农村低压配电系统中估算电能损耗的方法。
研究者已证实这种方法的可行性。
Cossi,Romero和Mantovani提出一种办法优化了二次配电回路，提高了电路运行的高效性、可靠性、安全性以及电能供给的质量。
他们共同研究复杂非线性的二次回路项目。
他们认为导线投资，变压器的分布,以及负载平衡和运营浪费一样，和提供的损耗有关。
Shao着重基础的二次配电系统设计，但他没有考虑现存的二次配电系统和回路结构的影响来减少损耗。
这种称作“二次法”的方法，它是在一定时间范围内，基于成熟的系统，运用负荷的增加来设计新的最小损耗和花费的二次回路。
Silva,Franca和Silveira对于二次配电设计重点在于数学模型的建立，他们关注现存网络的提高和探索，在巴西他们测试了这种方法。
在二次配电系统中，Kirn和Adler应用配电系统损耗模型对经济导体制定的政策进行研究，研究表明大导体材料反而是高效的。
如今已证实，增加导体体积的花费可以在减少能量损耗上的得到补偿。
在二次回路模型方面，有关人士提出了一种对二次配电系统系统化建模的新方法。
它也描述了顾客每月电能消费和分配相应负载给变压器二次回路的这一过程。
这篇文章提出了一个改进的方法，分析和重新设计二次配电网络使能量损耗最小化，在二次配电原型模型方面，对二次配电系统重新建模。
从真实的电能消费中，重新推算每一个负载的电能需求。
excel让这种方法变成现实，从而使二次线路的能量损耗、电压降落、变压器都可以合理改善。
这一结果在当地电力试点区域的实现证实了它效率。
这一方法可用于潮流分析、损耗降低、电力经济分析和二次回路设计。
本文由以下部分组成如下：
第二章为二次配电模型，第三章为二次系统分析，包括配电系统各个部分的能量损耗。
第四章为计算机软件实现方法。
第五六章为实验实现和结果分析。
第七章为结论和建议。
2配电系统建模
电气二次配电系统由各种配置结构的分布回路组成，图1为一个二次配电系统结构图，电杆上的变压器降压是电压达到可利用的等级，二次线路把电压输送给电力设备，架空接户线把电能输送给用户，架空线和二次线由铜或者铝构成。
图1二次配电回路
使用在参考文献中描述的方法，可以建成二次配电系统的模型。
特殊回路配置和原型是基于大量的二次线路上分布变压器的两侧。
十种不同复杂程度的模型用于不同的配电系统。
模型一是最简单的模型，它是一个配电变压器通过架空接户线直接向几个用户供电。
最复杂的是第十种模型，它有三条二级线路延伸至变压器左侧，三条二级线路延伸至变压器右侧。
配电系统的每个变压器回路有详细的模型并且电杆有确切的位置。
每个回路都有变压器，电压等级，安装日期，用户消耗，电杆关联，二次线和架空接户线的尺寸大小。
3配电系统分析
电能从变压器传送到用户的这个过程中，在变压器本身和线路上会发生线路损耗
。
这些损耗与电能传输的多少有关，无论什么时候通电，变压器都有额外的损耗，在这个时间里，这些电能不给输送给用户，我们把它们称作无负载损耗和主要损耗。
架空接户线每个用户每月消耗的能量
可以从电力部门相关数据中得出。
每个用户最大需求可由以下公式计算：
其中
为用户k的最大能量需求
为用户
每月能量最大使用量
为负载因素
为平均负载因素
为一月里最大峰值小时数
在架空接户线中，从取样点到测量点的电流由用户峰值需求和电压等级决定，公式如下：
为电压等级
架空接户线通常是三层两相中性的铝线，因此，架空接户线最大峰值时线路损耗公式为
为架空接户线
的最大线路损耗
的电阻
二次线路每个用户端与在二次变电回路中的电杆一端相连。
二次回路中从变压器到电杆m的最大功率流动和所有用户最大负载需求以及下游的电杆
相等。
二次线路功率流动由以下因素决定：
为变压器到电杆
的最大电能
为用户数和下游的电杆数
为
用户的传输因数
4基于用户的损耗分析
如今Losscalc软件可以分析设计优化二次配电系统。
这个软件应用与微软表格和VBA设计，在表格中，行与列的交叉点为数据入口提供了一个小单元。
表格具有内置行的功能，允许包括个体单元的一系列指令。
因为有这样的功能，我们可以计算大量的数据。
VBA是基于视觉化的Basic程序语言，它允许用户创造宏指令，是一种简单的在Excel在具有自动化重复任务并且允许用户在电子数据表里自定义函数的程序。
Losscalc软件有14个工具，可以可算二次线路，架空接户线和变压器的能量损耗。
同时可以灵活计算单个变压器回路或者整个二次配电系统的能量损耗。
Losscalc的输入为配电系统中的所有变压器。
对于每一个变压器，他的分布模型、大小、安装日期，服务的用户、每个用户每月的电能消耗并且他们的电杆分布也会被输入。
其他数据包括变压器大小、相互的关联以及铜耗一览表，导体类型、大小、阻抗特点一览表。
5调节安装
选一个当地电力部分的试点区域老测试所提出方法的可行性。
这一区域位于华盛顿州斯波坎市的一个老街区，并且是露天的配电系统，它由一些架空接户线和二次回路混合而成。
所选区域如图2所示，这张图通过GIS获得。
该区域的每一块被分为多块加以引用。
图2所选区域地图
试点区包含了近100台变压器，多达10种回路模型。
区域里的变压器寿命各不相同，其中24%的变压器是1960年安装的，36.5%是1960年到1980年安装的，37.5%是1980年到2005年安装的，2%是2005年之后安装的。
区域内的变压器包括15,25,37.5,50,75,和100kVA.这几个等级。
主要的损耗和变压器的铜耗数据由当地电力部门提供。
区域内，二次线路是#2/0号的多股空心铜绞合线，架空接户线为#2AWG型号的三层铝导线。
一年里每个用户每月的电能消耗由当地电力部门提供。
分配给服务于用户的变压器的负载和用户从电杆抽头的负载，和同行的描述类似。
当负载因数变为0.4时，平均功率因数落后变为0.95.这两者使用的数据是一致的，都是当地电力部分的住宅配电系统的数据。
区域内的十种模型的每一种，选择一个二次回路，通过确切的变压器导线负载消耗数据来计算能量损耗。
为了证实Losscalc的计算结果，我们通过手算得到每条所选回路的损耗，最后的结果和Losscalc计算结果十分吻合。
6结果分析
Losscalc可以模拟区域里200个变压器在负载条件下回路基本情况。
系统输出包括入变压器资料，入户架空线，二次线路，变压器上的总的能量损耗。
变压器上损耗的能量分为磁芯损耗和铜耗。
通过变压器模拟结果的累加，可以确定区域里的二次配电能量损耗。
我们给出了每年总能量损失给出千瓦时和百分比。
仿真结果写在了excel表格里，试点区域里一个Losscalc计算的样本数据如图3所示。
表格里的资料包含了200个变压器回路的结果。
图3Losscalc打印输出样本
这一年区域里总的能量消耗为19,399,871kWh,每年的能量损耗如表格1所示。
区域里总的能量损耗占到了每年总的能量消耗的3%。
在架空接户线和二次线路上的损耗分别占13.9%和10.5%。
变压器的磁芯损耗大约占到64%，铜耗占到11.5%。
表1区域能耗损耗
在这个区域的二次配电系统中，为了减少损耗，我们考虑更换旧的变压器，调整变压器额定容量50%的负载，为变压器选取新的安放位置，更换二次回路的导线。
同时用Losscalc软件模拟每一种方案，下列表格为模拟结果。
表格2为在更换了2006台相同大小的变压器后的损耗结果。
在更换老式变压器后，最大能量损耗降低了。
表2更换变压器能情况
调整变压器额定容量的50%的负载后的Losscalc模拟结果如表格3所示。
我们得知变压器容量从50KVA调整到37.5KVA时，损耗减少最大。
表4改变变压器大小情况
另一个回路设计是通过重新安装变压器到回路中心来变换回路模型。
例如，第八种模型如图4所示，重新安放变压器，使它从一极往右移动，并且把回路改成图5所示的第七种模型。
这种安放方法是变压器处于回路的中心。
图4模型8
图5模型7
Losscalc所模拟的改变变压器位置的结果如表4所示。
表4移动变压器位置情况
另一个二次回路把一个大的模型分为两个小的模型。
例如，模型10可以分为模型3和模型4。
Losscalc模拟结果如表格5所示。
表5分裂模型损耗的减少情况
现存的架空接户线通常为#2号的三层铝导线，Losscalc模拟了用2/0和1/0型号的三层铝线的作用。
结果如表6所示。
表6架空接户线影响
现存的二次回路导线通常为2/0型号的裸铜线，新的二次回路导线很有可能是铝线，因为铜的价格更高一些。
在整个区域，二次回路导线用2/0型号的钢芯铝线代替后，用Losscalc模拟。
选用4/0型号的钢芯铝线因为它和现有的2/0型号的铜线由相同的载流量。
模型结果表明二次回路使用4/0型号的钢芯铝线将会增加23%的线路损耗和2.4%的总损耗。
7结论
本文提出了一种研究二次配电系统的新策略，它可以计算单个变压器和整个配电系统每年的能量损耗。
采用了一种新的二次回路模型，这种模型以被识别的二次回路模型和用户真实能量消耗的负载特性为基础。
此方法适用于当地电力部门，在能量损耗降低测试和提高系统运行有效性方面，模拟结果证明了它的有效性。
也表明配电系统的损耗可以用新的变压器替代旧的变压器和大量调整低负载的变压器来降低。
在二次线路中，也可以把一个大的回路模型分为多个小的模型，这样有利于减少损耗。
Excel和VBA软件可以自动计算损耗，并且可以快速计算大量变压器上的电流损耗。
为了充分利用此种方法的优势，我们把它应用于整个二次配电区域或一个分区。
我们也推荐低损耗的成本效益分析，从而优化安装程序。
不久前，当地电力部门为这一区域的用户安装了自动测量设备（AMR）.这些设备每十五分钟读取一次数据并且把结果存储在数据库里。
这些采集的数据可以提供更加精确的负载输入，这让理论成为一种更有效的设计工具。
区域里不同变压器回路模型如图8—17所示。
图8模型10
图9模型9
图10模型8
图11模型7
图12模型6
图13模型5
图14模型4
图15模型3
图16模型2
图17模型1
8致谢
再此，我要向Avista表达我真诚的感谢，感谢他们提供了AFM和其他数据，同时我也要感谢Messrs.M.Craven,H.NguyenandZ.Scott，感谢他们运用Losscalc对此项研究的帮助。
升级会员 