变电所主变压器经济运行状况分析

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摘要：文章论述了变压器在正常运行的条件下及满足供电量和保证供电质量的基础上，如何合理调整配电变压器，负载调整的优化，使其达到降低损耗，节约能源和经济运行的良好效果。电力变压器作为电力系统电压变换的主要设备，被广泛应用于输电和配电领域，变压器容量的选择直接影响到电网的运行和投资。要达到节能的目的，必须要选择合理的运行方式，加强变压器的运行管理。

关键词：变压器；经济运行；负载率；损耗；电网升压改造

中图分类号：F426 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）03-0149-02

变压器是变换交流电压电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电变压器原理图流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。变压器由铁芯或（磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。在发电机中，有两种运动一种是线圈通过磁场或是磁场通过线圈，都是感应其中的电势，与线圈相交的磁通数量变化但却保证磁通值不变，这就是互感应的原理。变压器也是一种利用变换电压，电磁互感应，电流和阻抗的

器件。

正确的选用变压器台数，容量，型号，不断地调整用电负荷和采取合理的运行方式，是用电共同关心的问题，但是在实际工作中，人们往往出现一些片面的观念和看法，有的认为变压器的负载率均应在0.7～0.8时效率最高，同时为了少付电费和减少设备投资，经常选用小容量的变压器。两台变压器本应并联运行，却只能投入一台而另一台备用，本应该用大变压器负荷却仍用小变压器带，有的人片面选用大变压器，最求最佳负载率，这样的观点，会造成浪费能源货增大投资。

一、变压器的经济运行

变压器经济运行的理论基础：要分析变压器的经济运行要以变压器技术参数为基础数据，变压器经济运行要通过不一样的运行方式进行组合，以便能找出降低变压器自身功率损耗的方法（公式ab）。因此，变压器的有功功率比和无功功率损耗的计算式是变压器经济运行的基础算式。与此同时，变压器经济运行也是使电力系统损耗下降的重要方法，变压器的综合功率分析计算也应是变压器经济运行的基础理论依据。

a有功损耗 ΔP=P a+P k（S/SEB）²=Pa+P kβ²

b无功损耗 ΔQ=Q a+Q k（S/SEB）²=Qa+Qkβ²

其中：Qa=（Ia%） SEB×10²Q k=（Uk%）SEB ×10²式中，Pa为变压器的空载损耗（kW）；Pk为变压器的短路损耗（kW）；Uk%为变压器阻抗电压（%）；Ia%为变压器空载电流（%）；SEB为变压器额定容量（kVA）；Ｓ为变压器通过的负荷；β为变压器的负荷系数，定义为β＝S/SEB

二、降低变压器的损耗

（一）电网升压改造

电网升压改造是指在用电负荷增长，造成线路输送容量不足或者能耗大幅度上涨，达到明显不经济的地步，以及为了简化电压等级，淘汰非标准电压所采取的技术措施。

（二）合理调整运行电压和选择配电电压

1．合理调整电压是指通过调整发电机端电压和变压器分接头，在母线上投切电容器及调相机调压手段，在保证电压质量的基础上适度的调整。调整电压的方法如下：（1）改变发电机端电压进行调压：选用发电机的P～Q曲线调压；将发电机改为调相运行调压；利用发电机进相运行调压。（2）利用变压器分接头进行调压。（3）利用无功补偿设备调压：利用串联电容器调压；利用并联电容器调压；利用调相机调压；利用并联电抗器调压。

2．合理的选择供配电电压，在额定电压允许条件下，提高引入的高压电压等级，是降低线损耗率的有效方法，一般在35kV及以上供电的电网中，每提高运行电压1%，可降低损耗1.2%。

（三）变压器容量

空载和负载损耗与变压器容量有关，容量越大每千瓦VA用料越节省，效率越高。变压器在传递功率过程中要产生不小的损耗，分别为负载损耗和空载损耗，在确保变压器安全和可靠运行的基础上，要选用损害消耗低的变压器。我国节约能源型号变压器在质量方面已达较高水平，要想使变压器的负荷率最佳，其运行效率也最高，损耗则最低则要合理选择变压器的容量。大多数人认为配电变压器负荷率为额定容量的70%～80%较为合适，而对主变压器则应尽量按最大需求量选择容量，以满足供电的需求，并以此来计算基本的用电费用，确保变压器在经济安全可靠地状态下运行。

（四）减少空载损耗

对暂时不用供电回路，应及时断开电源线路，以减少线路上的空载运行损耗，一般可达3%～5%。

（五）应用节约能源型无功补偿设备，实现就地补偿和无功分散

采用无功自动补偿设备提高负载的功率因数，提高运行效率，减少无功损耗。无功补偿就是借助于无功补偿设备提供必要的无功功率，以提高系统的功率因数，降低能耗。

三、变压器的负载率

负载率事特指负载最大时对应的负载率，而不是指随负载变化而变化的变压器实际负载率。所谓经济负载率是指负载最大时能使变压器有功损耗最低即效率最高所对应的变压器负载率。一般变压器满载铜损与铁损之比等于3时，而负载率57.7%其效率最高，因此负载率维持在50%～65%之间运转最为理想。当变压器的铜损等于铁损时，或者说固定损耗等于可变损耗时，变压器的损耗最小，效率最好。这时的负载率为最棒的负载率。我国70年代以后生产的变压器βjp在0.4～0.55之间，近年来低损耗变压器的βjp在0.45左右。低损耗变压器比70～80年代生产的变压器损耗平均降低24%左右，若能从节约能源的角度上出发，应该尽量使变压器负载率在接近最佳负载率的情况下运行最好。

负载状态的分类如下：

1．正常周期性负载：在周期性负载中，某一段时间因周围环境温度偏高，过超过额定的电流，但可以用较低的其他时间里的环境温度，或低于额定电流进行补偿。以热老化观点出发，它与设计采用的施加额定负载在环境温度下是等效的。

2．短期急救负载：要求变压器大幅度超过额定电流运行在较短的时间里，此种负载可能导致然组热点温度达到危险地程度，使绝缘强度暂时下降。

3．长期急救周期性负载：要求变压器长时间超过额定电流下或在温度较高的环境中运行，这种运行状况可能持续几个星期或是几个月，虽然不会直接危及绝缘的安全性能，但将加速变压器的老化。

本文对变电所主变压器经济运行状况分析，通过对变压器本身，变压器损耗的分析以及变压器负载率的讨论，在保证变压器正常工作运行及满足其供电的需求的条件下提出比较实用的变压器的经济运行，合理的对变压器的运行方式进行优化。减少变压器各种损耗，控制负载率使变压器的寿命相对延长并且能发挥比较满意的功效。

参考文献

[1] 胡景生．变压器经济运行[M]．北京：中国电力出版社，1999.

[2] 胡景生，等．电网经济运行与能源标准化，2005．

[3] 赵亮．现代化变电所（站）运行大全书[M]．中国物价出版社，1999．

[4] 赵平山．电力变压器经济运行[M]．河北电力出版社，1996．