探讨对某变电所变压器经济运行方案分析
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摘要；本文对采用两台干式变压器供电的某变电所进行分析；为了更有效提高电能利用率、提高经济效益特做此文加以论证。作者收集两台变压器的铭牌数据，以此数据为基础经过计算得出一台变压器组经济运行的经济负荷公式。然后运用此公式做出一台和两台变压器运行的负荷曲线图，在曲线图上存在一个交点。此交点即临界负荷，以此推导出临界负荷的计算公式。在此之前统计了宾馆变电所低压进线一个星期的负荷大小。把两者比较后发现此变电所负荷大于变压器经济运行的临界负荷。因此变电所宜采用两台变压器同时供电的结论。以供同行参考！
关键词：经济运行；无功功率经济当量；临界负荷；空载损耗；短路损耗
1 引言
变压器经济运行是指在传输电量相同的条件下，通过择优选取最佳运行方式和调整负载，使变压器电能损失最低。换言之，经济运行就是充分发挥变压器效能，合理地选择运行方式，从而降低用电单耗。所以，变压器经济运行无需投资，只要加强供、用电科学管理，即可达到节电和提高功率因数的目的。
电力系统的有功率损耗，不仅和设备的有功损耗有关，而且与设备的无功损耗有关，因为无功功率的存在，将使系统中的电流增大，从而是电力系统的有功损耗增加。
为了计算设备的无功损耗在电力系统中引起的有功损耗增加量，特引入一个换算系数，即无功功率经济当量。无功功率经济当量是表示电力系统中每减少1kvar的无功功率，相当于电力系统所减少的有功功率损耗KW数，其符号为Kq。Kq值与电力系统的容量、结构及计算点与电源的相对位置等多种因素有关系。
对工厂变配电所来说，无功功率经济当量K q=0.02-0.15
对由发电机电压直配的工厂，可取Kq=0.02-0.04
对经两级变压的工厂，可取Kq=0.05-0.08
对三级及以上变压的工厂，取Kq=0.1-0.15
2一台变压器的经济运行
该变电所由两台相同型号的干式变压器供电，其主要技术参数如下：
型号SCB10-1000/400额定容量 1000KVA
阻抗电压 5.81%(5.75%)连接组别 DYn11
2. 1. 1空载电流
空载电流的作用是建立工作磁场，又称励磁电流。当变压器二次侧开路，在一次侧加电压U1e时，一次侧要产生电流Io――空载电流。通常Zm？ Z1，则Z1可以忽略。
Io=U1e/（Z1+Zm） （2-1）
Z1――变压器一次阻抗
Zm――变压器激磁阻抗
2. 1. 2空载损失
由于励磁电流在变压器铁芯产生的交变磁通要引起涡流损失和磁滞损失。涡流损失是铁芯中的感应电流引起的热损失，其大小与铁芯的电阻成反比。磁滞损失是由于铁芯中的磁畴在交变磁场的作用下做周期性的旋转引起的铁芯发热，其损失大小由磁滞回线决定。
2. 1. 3短路电压（短路阻抗）
短路电压是指在进行短路试验时，当绕组中的电流达到额定值，则加在一次侧的电压。
uk%=Uk/U1e *100% （2-2）
从运行性能考虑，要求变压器的阻抗电压小一些，即变压器总的漏阻抗电压小一些，使二次侧电压波动受负载变化影响小些；但从限制变压器短路电流的角度，阻抗电压应大一些。
2. 1. 4短路损失
短路损失Pk是变压器在额定负载条件下其一次侧产生的功率损失（亦铜损）。变压器绕组中的功率损失和绕组的温度有关，变压器铭牌规定的Pk值，指绕组温度为75℃时额定负载产生的功率损失。
容量相同、短路电压相同，也就是说，在多台变压器并列运行时，认为负载分配是均匀的、相等的。短路电压相接近的条件是变压器间的短路电压差值ΔUK%应满足下式要求：
ΔUK%=（ΔUDK%-ΔUXK%）/ΔUPK%*100%＜5% （31）
ΔUK%――变压器最大短路电压
ΔUXK%――变压器最小短路电压
ΔUP%――并列运行方式中全部变压器短路电压的算术平均值4
2.2.1一台变压器运行时经济负荷的计算
变压器的损耗包括有功损耗和无功损耗两部分，而其无功损耗对电力系统来说，通过Kq换算后，等效为有功损耗。因此变压器的有功损耗加上无功损耗所换算的等效有功损耗，就称为变压器的有功损耗换算值。
一台变压器在负荷为S时的有功损耗换算值为
ΔP≈ΔPT+KqΔQT≈ΔPo+ΔPk ( ) +KqΔQo+KqΔQN( )
即 ΔP≈ΔPo++KqΔQo+（ΔPk+ KqΔQN）( )
式中，ΔPT为变压器的有功损耗；ΔQT为变压器的无功损耗；ΔPo为变压器的空载损耗；ΔPk为变压器的短路损耗；ΔQo为变压器空载时的无功损耗；ΔQN为变压器满载时的无功损耗；
SN为变压器的额定容量。
ΔQo近似地与变压器空载电流Io成正比，即
ΔQo≈ SN
ΔQN近似地与变压器短路电压Uk成正比，即
ΔQN≈ SN
变压器的参数由铭牌和变压器技术参数表可以查到（详细见参考文献）。
要使变压器运行在经济负荷Sec下，就必须满足变压器单位容量的有功损耗换算值
ΔP/S为最小值的条件。因此令d(ΔP/S)/dS=0,可得变压器的经济负荷为
Kec=
3 两台变压器的经济运行的临界负荷计算
假设变电所有两台同型号同规格的变压器，每台额定容量为SN，变电所的总负荷为So。
一台变压器单独运行时担负着总负荷S，因此由有功损耗换算值公式得：
≈ΔPo+ KqΔQo+（ΔPk+ KqΔQN）( )
两台变压器并列运行时，每台承担S/2，因此可求得两台变压器的有功损耗换算值为
ΔPⅡ≈2（ΔPo+ KqΔQo）+2（ΔPk+ KqΔQN）( )
将以上两式ΔP与S的函数关系绘成下图所示的两条曲线，这两条曲线相交于a点，a点所对应的变压器负荷，就是此两台变压器经济运行的临界负荷，用Ser表示。
当S＜Scr 时，则因ΔPⅠ＜ΔPⅡ,宜用一台运行；
当S＞Scr 时，则因ΔPⅠ＞ΔPⅡ,宜用两台运行；
当S＝Scr 时，则因ΔPⅠ＝ΔPⅡ,由此可得两台变压器经济运行的临界负荷为
现在该变电所的变压器为两台SCB-1000/10（Dyn11联结）。查电工手册得：
Io%＝1Uk%＝5.81%(5.75%)
ΔPo＝1.55KW ΔPk＝7.6KW
因为是三级以上的变电所可取 Kq＝0.1
ΔQo≈ SN=1000*0.01kvar=10
ΔQN≈ SN=1000*0.058=58
Scr= =1000KV.A* ≈0.616*1000=616KV.A
当负荷小于616KV.A时，适合使用一台变压器，当负荷大于时适合使用两台变压器。
该变电所现在由两台变压器同时供电，两段母线的进线开关一周内的负荷统计如下表：
由上表得周平均负荷 S≈649.5 KV.A＞616 KV.A
所以应该采用两台变压器同时供电，另外：宾馆变主要供给宾馆的照明、办公、污水处理等地方的用电。供电质量要求比较高，从这点考虑也应该同时运行两台变压器增加供电的可靠性能。
4 结束语
综上所述 利用计算临界负荷点区分变压器经济运行区域，简单快捷．是合理选择变压器经济运行方案的有效途径。电力变压器是企业中量大面广的电力装置，在确保变压器安全运行和保证供电量的基础上，充分利用现有设备，通过择优选择变压器的运行方式，从而最大限度地降低变压器的电能损耗，对开展节约用电具有重要意义。并将取得显著的经济效益。
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