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1、变压器的经济运行方式摘要： 分析了电力变压器负荷与损耗的关系，通过计算，寻求变压器运行中降低变压器的有功功率损耗和提高其运行效率以及提高变压器电源侧功率因数的方法。通过对负荷电流与临界负荷电流进行比较。合理选择35 kv终端站和10 kV配电变压器的运行方式。达到减少变压器损耗的目的。关键词： 电网；变压器；功率损耗；运行方式电力变压器是输配电系统中大量使用的1种高效率电气设备。运行变压器的总容量远远超过运行发电机、电动机的总容量。在发供用电过程中变压器的电能损耗约占整个电力系统损耗的30左右。因此，变压器经济运行是电力系统经济运行的重要环节，也是降低电力系统网损的重要措施。当前，电力紧张的局
2、面一时得不到缓解，许多地方重新开始采用拉闸限电的手段，而电网中尤其是在35 kV终端变电站，却存在一定数量轻载运行的电力变压器，除对降损节能不利外，还与电力紧缺的局势形成了强烈的反差。1 变压器的负荷与损耗的关系变压器的有功功率损耗是空载和负载损耗之和。空载损耗不随变压器的负荷变化而变化，而负载损耗则与负荷电流的平方成正比。在一定负载电流下，变压器的有功功率损耗可用下式表示：P = P0+ PL = P0+ I2R 。式中：P为变压器的总损耗功率；P0为变压器的空载损耗功率；PL为变压器在一定负载电流下的负载损耗功率；J为负荷电流；R为变压器绕组的等值电阻。变压器铭牌中给出了空载损耗P 和额定
3、负载损耗PK，设变压器的额定负荷电流为J ，则：PK = J2eR 。至此。可得出变压器在负荷电流为J时的总损耗值如下式：P = Po+( I2 I 2e)PK。 (1)2 双绕组变压器综合功率损耗双绕组变压器综合功率损耗为2：Pz=Poz+P KZ式中：Poz为空载综合功率损耗，kW ；P 为额定负载综合功率损耗，l【W；p为平均负载系数。由于开展变压器经济运行，变压器的有功功率损耗和无功功率消耗都要下降。变压器无功功率消耗降低要引起变压器连接系统的电网有功功率损耗的降低。由于综合功率的节约是立足于系统最佳，因此推荐以综合功率损耗最小为最佳。3 三绕组变压器综合功率损耗三绕组变压器综合功率损
4、耗的计算式为 2Pz= Poz+S 21(PKz1S 21e +C22PKZ2S 22e+C23PKZ3/S23e )。 (3)式中：C2、C3为变压器中、低压侧负荷分配系数。变压器经济运行方式的优化计算分别考虑有功功率损耗最小、无功功率消耗最小和综合功率损耗最小的3种情况。如以用户节约有功电量为主，则应按有功功率经济运行进行优化；如两者兼顾或者以降低系统线损为主，则应按综合功率经济运行进行优化。4 变电站中变压器的经济运行的计算介休电网中，大部分变电站均安装有2台变压器，且均为变比相同，短路电压接近，容量比未超过3：1。下面对2台并列运行的变压器的经济运行方式进行分析。2台双绕组变压器运行设
5、有A、B 2台变压器，容量分别为SeA和Sa3，负载分别为SA和SB，则下式成立：PA=P oA+P dA(SAS eA)2；PB=P oB+P dB(SBS eB)2 ；P AB= P oA+P oB+P dA(SAS eA)2 +P dB(SBS eB)2 。式中：P0A、P0B为A、B变压器空载损耗，kW；PdA、PdB为额定负载有功功率损耗，kW。a2台主变单台运行时，由前式，根据APA=APB，SA=SB可求出经济运行的负载为 S1= (P eA一P eB)(P dBS 2eB一P dAS 2eA) 12 。当实际负载S S1时，P0大的运行较为经济。b2台主变并列运行和A变单台运行
6、时，由前式，根据APA=PAB，SASB=SeAS出，S2=SA+SB可求出经济运行的负载为S2=P eBP dAS 2eA 一PdA+PdB)(SeA+SeB) 2 1/2 。当实际负载S S2时，A、B变并列运行较为经济。c2台主变并列运行和B变单台运行时，由前式根据APB=PAB，SASB=SeAS出，S3=SA+SB可求出经济运行的负载为:S3= PeAPdBS 2eB一(PdA+PdB)(SeA+SeB) 2 1/2 。当实际负载S S3时A、B变并列运行较为经济。2台三绕组变压器运行设有A、B 2台变压器高、中、低压侧容量比分别为S 1AS ASe3A和S 1BS部Se3B；高、中
7、、低压侧的短路损耗分别为Pd1A、APa2A、Pd3A和APd1BP H、Pd3B；三侧负荷分配系数分别为CA1、CA2、CAB和CH1、Cm、Cm；其它参数仿照双绕变压器而设，则下列等式成立：CA1+ CB1= 1；CAl= CA2+ CA3；CB1= CB2 + CB3 ；C= CA2+CB2(中压侧总负荷系数)；PA = PoA + S 2A (Pd1A /S 2e3A +C2A2Pd2A/S 2e2A +C2A3P d3A/S2e3A );PB = P oB+S2B(P d1B/S2e1B+C2B2P d2B/S2e2B+C2B3P d3B/S2e3B);PAB=P oA+P oB+S
8、2AKA+S2BKB。式中：KA=P d1AS 2e1A+C2A2P d2A/S2e2A+C2A3P d3A/S2e3A;KB =P d1BS 2e1B+ C2B2P d2BS2e2B+C2B3P d3BS2e3Ba2台变压器单台运行时经济负载分析。由前式，根据APA=APB，SA= SB，CA2= Cm，CAB= Cm，可求出经济运行的负载S1如下：S1=(P 0A一P 0B)(P d1BS 2e1BPd1A/S2e1A)+C2 (Pd2BS2e2BPd2AS2e2A)+(1一C)2 (Pd3BS2e3BPd3AS2e3A)12。b2台变压器并列运行与A变压器单台运行时的经济负载分析。由PA
9、B=PA可求出经济运行的负载S2如下：s2= APoJA1521A+A2s A+A3s A+B1s 1B+B2s B+B3s苔B 2。式中：A1=APd1A1一(1一CmCm) ；B1=APd1B一(Cm+Cm) ；A2=lP AC 一(1一CmCm) (1一Ccry) ；Bz=APa2R1一(Cm+c瞄) c ；A3=APd3A(1一C) 一(1一CmC ) (1一CC ) ；B3=APd3B1一(Cm+c瞄) c 。因此只要知道Cm、Cm、C和S(变压器的负载)，就可以求出经济负载，根据此经济负载可以决定是2台主变并列运行好还是1台主变A运行好。c两台变压器并列运行与变压器B单台运行时的经
10、济负载分析。由PAB=APB可求出经济运行的负载S 如下：S3= APoAA1S2 1A+A2S2e2A+A3S2e3A+B1$21B+B2s22B+B3s B 2。式中：A1=APd1A一(1一CmC ) ；B1=APdlB1一(Cm+C ) ；A2=P A一(1一CmCm) (CCry) ；B2=AP BC 一(Cm+Cm) Cm ；A3=Pd3A一(1一CmC ) (1一CCm) ；B3=APd3B(1一c) 一(Cm+c瞄) c 。因此只要知道Cm、Cm、C 和S(变压器的负载)，就可求出经济负载，据此负载值便可确定究竟是2台主变并列运行好还是1台主变B运行好。变压器的损耗在变压器的负
11、载中所占比例一般不超过1 ，但变压器运行时间较长，累计降损节能效果明显，节电效益将是很可观的。5 变压器经济运行的具体措施为了促进变压器的经济运行，降耗节能，通过以上的分析不难发现可采取以下措施。a分析和掌握变压器负荷的变化，及时调整变压器的运行方式。b同一变电所内2台变压器的技术参数应尽可能相同，满足并列运行的各项条件。尽可能多使用有载调压变压器并选择好电压分接头；变压器选型时要优先选取优质低损耗的节能型变压器。c逐级投入并联电容器、切除并联电抗器等手段配合调节变压器的有载分接头使变压器的运行方式符合经济运行的要求。另外在变压器并列运行时其有载分接头位置应尽量保持一致并兼顾电网整体运行要求。
12、d并列运行的变压器若有变比、阻抗电压不完全相同时，可以通过计算后再改变变压器分接头的方法来调整变压器阻抗值，以适应经济运行要求。e对于有2台变压器的变电站，画出变压器在不同运行方式下的有功功率损耗与负载或负载分配系数的关系曲线。来确定变压器的经济运行区。7 结束语变压器的运行方式选择、设计选型、运行监控、负荷分配等都与经济运行有着密切关系。根据变压器的经济运行曲线来调整变压器的运行方式是非常必要的。参考文献：1 周鹗电机学M北京：水利电力出版社，19882 胡景生变压器经济运行M天津：天津科学技术出版社，19843 沈培生变压器节能技术探讨J江苏理工大学学报，1996，17(1)：53574 翟世隆线损知识问答M北京：水利电力出版社，19905 王世祯电网调度运行技术M沈阳：东北大学出版社，1997责任编辑：王琨_
