浅谈变电站变压器的经济运行

专栏Ｉ电力建设

浅谈变电站变压器的经济运行

口李田有

摘要：本文探讨了如何随着变电站负荷的变化，在满足生产用电的前提下，在何时投入或切除变压器，变压器运行是最经济、最科学的管理。关键词：经济运行：科学管理

１前言

东莞市塘厦供电公司辖区内共有３５ｋＶ变电站６个，其中３个变电站是两台主变的。在供用电过程中变压器的电能损耗约占企业损耗的百分之三十左右。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。随着变电站负荷的变化，经常需要投入或切除变压器。如果采用变压器经济运行方式，在满足生产用电的前提下，从减少电能损耗的角度出发，达到节电和提高功率因数的目的，为供电企业增

加经济效益，又为构建和谐社会添砖加瓦。

２概述变压器经济运行的条件

２．１变压器的功率损耗分为磁的损耗和电的损耗。“磁的损耗”即“空载损耗”又称为“铁损”；“电的损耗”即绕组的有功功率损耗和无功功率损耗。变压器的空载损耗中也包含有功损耗和无功损耗，如果把它们的无功损耗都归算为等效的有功损耗时，则变压器的空载损耗为：

△Ｐ’‘＝△Ｐｒ＋足矿Ａ

Ｑｒ（足∥）

变压器的短路损耗为：

Ａ

Ｐ’ｅ＝ＡＰ

ｔ＋譬ｒ△Ｑｔ（Ｘ矽）

式中：ｋＷ——功率经济当量。它的意义是指供电系统中每增加

１ｋｖａｒ的无功损耗，相当于有功损耗增加的千瓦数，此值通常取

Ｏ．０６一Ｏ．１ｋｗ，Ｋｖａｒ

于是变压器在负荷率为ｐ（＝｝）的条件下运行时，其功率损耗可

ｏｅ

用下式表示：

ＡＰ＾＝ＡＰ’Ｉ＋△Ｐ’ （毒≥）２＝ＡＰ‘Ｉ＋△Ｐ’ ｐ

２（Ｋ矽）（１）

由上式可知△Ｐ。ｔ与△Ｐ。。这两个量是考虑了有功及无功两种功率损耗后得出的综合空载有功损耗及综合短路有功损耗值。１６８

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２．２变压器经济运行的原理

假设有两台容量不同的变压器１Ｂ和２Ｂ，根据（１）式作出

变压器１Ｂ及２Ｂ单独运行时的有功功率损耗曲线。如图１，曲线１曲线２所示：

，—、‘

）Ｙｌ，

２

３

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三

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投入运行容量（ＫＶＡ）

图１变压器１Ｂ及２Ｂ的综合功率损耗随负荷变化的关系曲线

曲线３为两台变压器并列运行时的有功功率损耗曲线，由

于有功功率损耗与变压器的实际负荷Ｓ的平方成正比，所以曲

线１、２、３呈抛物线形。从图１中曲线可以看出，当变压器的实际负荷小于Ｓ１时，由变压器１Ｂ单独运行，有功功率损耗最小，

运行最经济；当负荷大于Ｓ１小于Ｓ３时，由变压器２Ｂ单独运行，有功功率损耗最小，运行最经济：当负荷大于Ｓ３后，变电站则应以两台变压器并列运行，有功功率损耗最小，运行最经济。由此可以确定变电站在不同负荷时，变压器的经济运行方式。在经济运行情况下的有功功率损耗是按图中虚线所表示的合成曲线变化的，在功率损耗合成曲线上出现的交点（如Ｓ１和Ｓ３所对应的交点）叫做经济运行点。在经济运行点处两种运行方式的

有功功率损耗相等且两种运行均为最经济运行。Ｓ２所对应的交点不是经济运行点。

如果变电站变压器容量相同，则在变电站同一总负荷Ｓ下，运行中的ｎ台变压器的总有功损耗与投入（ｎ＋１）台变压器的总有功损耗相等的原则，可求出变电站的总负荷Ｓ：

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２．３例如

清湖头３５ｋＶ高丽变电站共有两台Ｓ９—１００００肥５变压器，由出厂资料上查得变压器的技术数据为：

△Ｐｋ－１

Ｏ．９ｋＷ△Ｐｅ＝４７．７ｋＷ

ＵＤ％＝７．４９ｌＫ％＝０．８

按照变压器经济运行的原则，求得：

△Ｑ七＝等 髭＝景鲁×１００００ｋｖａｒ＝８０ｋｖａｒ

△Ｑｅ＝等她祷×１００００ｋｖａｒ－７４９ｋｖａｒ

取无功功率经济当量ｋＷ＝Ｏ．１（ｋＷ／ｋｖａｒ），则根据公式（２）得：

船＆０ｃ¨ ，卷＝

－ｏｏｏｏ×√ｚ×筹蒜等－ｓｓ５２．７（ｋＶ．Ａ）Ｖ

４７．７＋Ｏ．１×７４９…一…

…

即当变电站负荷增至５５５２．７ｋＶ Ａ时，两台变压器均应投入并列运行，这样才符合经济运行原则的。

３科学管理与变压器经济运行

３．１变压器制造与经济运行

变压器经济运行不仅取决于经济运行方式，同时更取决于变压器的制造水平。按变压器经常负载大致可以分为四种情况：一是经常处于满载或接近满载运行的变压器；二是经常处于多半载运行的变压器：三是经常处于少半载运行的变压器；四是经常处于轻载或空载运行的变压器。当前制造厂出产的变压器，经济负载率大都是４０％～６０％范围，对上面的四类负载都不完全适应，特别是对满载或轻载运行的变压器损失率是很大的。因此，建议生产四个类型的变压器，其经济负载率分别为９０％、６５％、４０％、２０％，使各用电单位能根据变压器的负载情况选择相应的经济负载率的变压器。这样一来，各用电单位的变压器都能在经济运行区运行，就可以大量节约有功电量和无功电量。

３．２变压器更新与经济运行

设备更新的目的不单纯是消除其有形磨损，更是为了消除其无形磨损。只有不断更新才能从根本上使设备损耗降低、效率提高，改善技术落后状况。更新变压器会节约有功电量和无功电量，但要增加投资，这里也存在一个回收年限的问题。变压器不

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是损坏后才更新，而是老化到一定程度，还有一定剩余价值时就可以更新。变压器厂家对各种不同型式、不同容量的变压器的使用寿命都有规定，～般为２０年。使用单位按这一规定年限提取设备折旧费，并进行变压器更新。

３．３技术管理与经济运行

ａ．避免变压器的电压过低，减少变压器的损耗。

ｂ．不同的功率因数引起的变压器有功和无功消耗也不同，即随着功率因数的提高，变压器的有功和无功消耗都要下降。因此，

应尽量提高功率因数，降低变压器的无功功率。

ｃ．变压器绕组的电阻随着温度增高而增大。对同一台变压器在同一负载下，如果温度越低，损耗也越低。因此，应作好变压器散

热，降低变压器的温度。

４结束语

如上所述，开展变压器经济运行范围很广，办法很多，节电效果也很好。首先是充分利用现有设备条件，通过详细分析和严密计算，选择技术参数好的变压器和经济运行方式运行，其次通

过加强供电的科学管理来实现变压器的经济运行。对不合理的运行方式，必须用新增设变压器实现经济运行。所增加的投资，通过节电很快能收回。■

（作者单位：广东省水利水电第三工程局）

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