摘要：实现电力变压器经济运行，是我国电力企业发展过程中的必然要求，是解决我国电力资源供求矛盾的重要途径，必须予以高度重视。现阶段，在电力变压器经济运行过程中仍然存在着一定的问题，还有待进一步的完善。
关键词：电力变压器；经济运行；有效措施
随着我国社会经济的不断增长，人们的生活水平越来越高，社会对电能的需求逐渐增加，电力资源的供应已经难以满足社会的需求。鉴于这种状况，电力企业为缓解供求矛盾，必须节约电力资源，尽可能的减少电力资源的浪费，以促进电力企业的可持续发展，保障人们的生活质量，拉动我国国民经济的增长。为此，电力企业必须实现电力变压器的经济运行。在我国电力企业供电中，电力变压器是其最为关键的设备之一，其所使用的数量比较多，所产生的损耗比较大。电力变压器经济运行的重要前提是确保变压器运行的可靠性，保证供电的质量符合标准，在此基础上选择最佳的运行方式，以尽可能地降低变压器在运行过程中产生的损耗，从而避免电力资源的浪费。电力变压器运行效率的提高，需要对其进行有效的管理，制定科学的运行计划，以推动电力企业的稳定发展。
1 电力变压器损耗
电力变压器的损耗主要分为两种类型，第一种变电器损耗类型是有功损耗。电力变压器的有功损耗主要产生于绕组电阻和铁心等部位。其又可以分为三种类别，一种是铜耗，由基波电流所产生。当变压器经过一次绕组和二次绕组的时候，便容易造成电能的消耗；一种是铁耗，由基波磁场所产生。这种消耗主要存在于变压器的铁心部位，在对电力变压器的损耗进行分析的时候，通常将基波磁场产生的铁耗作为固定损耗；一种则是杂散损耗，即变电器中的不明损耗，由谐波电流和磁场所产生。这类损耗主要产生于变电器的绕组、铁心等部位，产生此种损耗的原因比较多，在计量方面有一定的难度，一般是取经验值来进行分析。第二种变电器损耗类型是无功损耗。无功损耗的最大特点在于其不对外做功，在电气设备中，可以维持磁场的电功率，具有承载能量转换的作用。
1.1空载损耗与空载电流
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I0空载电流。通常变压器激磁阻抗Zm远大于变压器一次阻抗Z1，则Z1可以忽略。
I0=U1e/(Z1+Zm)
Z1---变压器一次阻抗
Zm---变压器激磁阻抗
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称为空载损失(P0)(又叫铁损)。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。
1.2 短路电压(短路阻抗)与短路损失
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%
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 变压器的经济运行方式
2.1单台变压器的经济运行
单台变压器的经济运行主要有三种做法：增设小容量变压器；更换过轻负载；共用变压器。
2.2双台变压器的经济运行
对于一些重负载的变电所，多数都装配了两台变压器，如需要一台备用时，必须选择特性好的运行工作，而不管是几台运行方式，要根据负载和变压器技术参数来进行合理选择。
多台变压器的经济运行对于多台变压器的变电所，可以并列运行，并要编制最佳组合的运行方式，合理选择变压器的台数。
3 现阶段电力变压器经济运行中存在的问题
3.1用电负荷过重而阻碍了电力变压器的经济运行
随着社会总用电量的增加，许多220千伏和110千伏的变电站，用电的负荷过重，尤其是在用电高峰期的夏季或是各单位，增加了电力变压器的负担，使其很难实现经济运行。另外，在我国一些重要的庆典或是活动期间，必须保障用电量的正常供应，因而电力变压器需要肩负起保障电量运行的任务，也正是因为如此其无法顺利的进行经济运行。而且在面对我国电力系统的重大检修时，也不可开展经济运行，以避免电力系统的运行发生安全事故，保障供电质量。
3.2电力变压器在切换过程中容易产生能量消耗
在同时运行两台电力变压器的时候，必须对其进行切换，以确保两台电力变压器的有效运行，在切换的过程中存在一定的安全风险。有的电力系统具有较低的负荷率，各时期电力负荷差异比较大，因而其必须每天切换变压器，需要采用先进的设备，以至于减少了设备的使用时间，时常开展故障返修，从而无法开展电力变压器的经济运行。
3.3电力变压器经济运行中缺乏有效的技术手段
技术问题一直是电力变压器经济运行中急需解决的问题之一，是影响电力变压器经济运行的重要因素。就目前而言，在进行变压器经济运行相关内容的分析和计算时，通常都是人工开展，难以保障结果的可靠性，效率比较低，在技术上较为滞后。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
企业电力系统设计时，由于考虑负荷发展需要，变压器容量一般选择偏大，远超出实际需求负荷。同时，用电设备时效性、季节性较强，一些大型负荷（如抽水泵、锅炉、空压机等）仅仅运行1～2个小时/天；但为了保障安全供电，变压器仍处于全天24小时轻载甚至空载运行中。对于配电变压器，单相用电负荷所占比重较大，远大于三相用电负荷，普遍存在三相不平衡现象，使变压器损耗增加。随着企业用电负荷的逐年增加，电网的功率因数也发生了很大的变化，原有的无功补偿装置已经远远不能满足需要。部分企业甚至将功率因数补偿装置闲置起来，造成变压器的总体功率因数不高。部分电网中还存在着一些老的高耗能变压器，造成电网线损率过高。
4 促进电力变压器运行的有效措施
4.1加强对电力变压器运行的管理
首先可以电力系统的供电状况为依据，遵循用户用电的原则和特点，来适当的调整电压率。充分了解每个时期的用电负荷状况，以发现用电规律，找出用电高峰期和低谷期，从而合理安排电力变压器的运行，以避免负荷过重而阻碍了电力变压器的经济运行；其次要定期对电力变压器进行更新，以确保电力设备的质量，避免设备受损后而进行大修，从而节约设备维修资金。电力变压器的更新，能使其保持在高效率的工作中，可减少其在运行中对设备造成的损害。要选择容量合适的电力变压器，以降低电力变压器的空载率。除此之外，还要定期检查电力变压器的运行状况，并且开展维修和养护工作，以延长电力变压器的使用寿命，提高电力变压器的运行效率。
4.2创新技术，实现电力变压器的经济运行
在选择电力变压器的时候，要考虑到电力负载的情况，以采用型号规格合适的电力变压器，使其在损耗率最低的时候开始运行。另外，需要淘汰过去高耗能的电力变压器，采用具有节能效用的电力变压器，以满足现阶段能源节约型社会建设的要求。在设计并联变压器的经济运行方案时，要先了解电力变压器的负荷状况，根据其容量来进行计算和分析，以形成均衡变压器负荷， 降低电力变压器运行中的损耗。要对电力变压器进行散热工作，以避免其因温度过高而受到损害，从而影响经济运行效果。为提高电力变压器的运行经济效益，可对其运行系统进行调整，改善电力变压器运行系统地功率因数，以减少电力变压器在运行过程中的损耗，尤其是铁耗。电力变压器运行系统中的无功补偿可以采用就地补偿的方式，观察电力变压器所承载负荷的变化，并且以此为依据来调整电压，从而保障系统电压的质量。
4.3做好电力变压器的相关记录
为实现电力变压器的经济运行，电力企业的工作人员一定要将其所使用的电力变压器进行基本资料和参数的记录，了解其实际的电力负荷情况，并且列入档案进行有效的管理，以方便日后的查询。在电力变压器记录工作中，一定要详细的记录电力变压器的生产厂家，电力变压器的压力值，其所能输送的电能容量以及电力变压器的型号等。在记录完整之后，则可对其基本参数进行分析和统计，并且要开展归纳和整理工作。当电力变压器在运行过程中出现问题的时候，便可以对其进行查询，全面了解电力变压器的状况，从而更好地维护变压器的运行。
4.4合理调整负荷
对于一些轻载运行、“大马拉小车”（负荷率小于30%）的变压器，若长期处在不合理的轻载运行状态，容量得不到充分的利用，可在低负荷季节内进行一些简单的调整。
4.5相间调整负荷的优化
在供电相同负荷的条件下，当三相负荷不平衡达到最大时，变压器的有功功率损耗可达三相负荷平衡时有功功率损耗的3倍。同时，三相负荷不平衡还会造成低压线损的增加。在输送相同功率的条件下，三相负荷不对称运行造成的变压器和低压线路的损耗较对称运行要高得多，运行极不经济。
4.6采用无功补偿
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。对于50～80kVA的变压器，一般设手动补偿回路；对于100kVA及以上变压器可设置自动补偿回路。无功补偿容量按变压器的额定容量15％～30％计算，分设三个回路（可以手动或按时控制投切并联电容器），并将电容器和微机型无功功率自动补偿控制器集中安装于变压器配电箱内。另外，技术人员要严密监视电网功率因数的变化情况，发现问题，立 即采取措施，重新调整负荷分配，重新计算变配电所的功率因数和加装无功功率补偿装置，从而提高变压器的用电功率因数。
4.7选择高效节能产品
选择变压器时，应选择新型号的节能型变压器。不仅对节约能源具有重要意义，而且他们的经济运行区更宽，更能适应负荷变化 大的需求。
4.8从技术上经济运行
（1）减少变压器的降压次数，就减少了变压器的损耗。
（2）在安全条件的允许下，对于变比小于2的变压器，尽量采用自耦变压器。自耦变压器和同容量的两线圈的变压器相比，有功和无功损耗要减小很多。
（3）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。
（4）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。
实现电力变压器经济运行，是我国电力企业发展过程中的必然要求，是解决我国电力资源供求矛盾的重要途径，必须予以高度重视。现阶段，在电力变压器经济运行过程中仍然存在着一定的问题，还有待进一步的完善。在选择电力变压器运行方式的时候，必须结合当地的电网系统状况，考虑变压器的性能，关注变压器运行系统地负荷状况，从而选择最佳的运行方案，既能保证电力变压器的安全运行，又能降低变压器的损耗率。除此之外，要加强对变压器运行的管理，以减少其运行成本，为电力企业节约资金和电力资源，从而提高电力企业的经济效益，使其获得更多的社会效益。
作者简介：
王旭东，（1986— ），男，工程师，从事电力运维工作。
论文作者:王旭东
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/16
标签：变压器论文; 电力变压器论文; 经济运行论文; 负荷论文; 功率因数论文; 电压论文; 阻抗论文; 《基层建设》2019年第28期论文;