姚峰
西安供电公司配电运检
摘要：变压器是电力系统运行的主要设备，在其变换电压和传输功率的过程中，自身要产生有功功率损耗和无功功率损耗。有必要研究变压器的经济运行，来达到节约电能的目的。
关键词：配电变压器；经济运行方式；应用
前言
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，从而降低变压器用电单耗。所以，变压器经济运行不用投资，只要加强供用电科学管理，充分利用现有设备条件，即可达到节电和提高功率因数的目的。
一、变压器的经济运行方式分析
1、不同容量变压器的经济运行方式分析
为论述问题方便，假设变电站有2 台容量不同的变压器1T 和2T，且变压器1T 的容量小于变压器2T 的容量。则变压器1T 和2T 单独运行时的功率损耗曲线如图2 中的曲线1 和曲线2 所示，2 台变压器并列运行时的功率损耗曲线如图2 中的曲线3 所示。从图2 的曲线可以看出，当变电站实际负荷小于S1 时，由变压器1T 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S2 时，由变压器2T 单独运行，有功功率损耗最小，运行最经济；当负荷大于S2 后，变电站则应以2 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2 中虚线所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S2 所对应交点）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。根据经济运行点的概念，假设变压器1T 单独运行时的有功功率损耗为P T 1，变压器2T 单独运行时的有功功率损耗为P T 2，变压器1T 和变压器2T并列运行时的有功功率损耗为P T12。若令P T 1= PT 2，则根据式（3）可计算出变压器1T 单独运行转变压器2T 单独运行时的临界负荷S 1→2。若令P T 2= P T12，则根据式（3）可计算出变压器2T 单独运行转变压器1T 和2T 并列运行时的临界负荷S2→12；。因此可得出：
（1）当实际负荷S≤S 1→2时，由变压器1T 单独运行，有功功率损耗最小，变压器运行最经济。
（2）当S 2→12≥S≥S 1→2时，由变压器2T 单独运行，有功功率损耗最小，变压器运行最经济。
（3）当实际负荷S≥S 2→12时，由变压器1T 和2T 并列运行，有功功率损耗最小，变压器运行最经济。
2、同容量变压器的经济运行方式分析
仍以2 台变压器为例，假设变电站有2 台容量相同的变压器，则根据上述经济运行点的概念，假设其中一台变压器单独运行时的有功功率损耗为P T1，两台变压器并列运行时的有功功率损耗为P T 2；若令PT 1= PT 2，则根据式（3）可计算出一台变压器单独运行转两台变压器并列运行时的临界负荷S 1→2。可得出：
（1）当实际负荷S≤S 1→ 2 时，由一台变压器单独运行，有功功率损耗最小，变压器运行最经济。
（2）当实际负荷S ≥S 1→2 时，由两台变压器并列运行，有功功率损耗最小，变压器运行最经济。此处应注意：虽然变压器容量相同，但同容量变压器的特性参数不尽相同，造成每一台变压器的有功功率损耗有所差异，因此在实际负荷S≤ S 1→2时，还应分别计算两台变压器的有功功率损耗以决定投入哪一台变压器运行比较经济。当变电站中变压器的台数超过两台时，无论它们的额定容量是否相同，同理均可分别计算出变压器在不同运行方式下的临界负荷，并根据不同负荷时有功功率损耗最小的原则，对比实际负荷与临界负荷，确定变压器的经济运行方式。
3、变压器经济运行的几个方面
配电变压器的经济运行是在确保配电变压器安全运行和满足用户对供电质量和可靠性要求的基础上，以良好的损耗参数为前提，充分利用现有的设备条件，择优选取配电变压器的负载率和运行方式，提高其电源侧的功率因数，降低配电变压器本身的运行损耗，实现降损节能的目标。包括以下几个方面：
（1）根据变电所的负载，合理选择变压器的运行台数，使变压器处于经济运行状态；
（2）有备用变压器的变电所，选择技术特性好的变压器运行，技术特性差的变压器作为备用；（3）并列运行的变压器应选择最优组合经济运行；
（4）调整变压器之间的负载，合理再分配达到经济运行；
（5）调整变电所之间的变压器，改善损耗特性达到经济运行；
（6）设计选配、淘汰更新变压器时，要分析确定变压器的经济运行区间和方式。
二、变压器的经济运行实例
以某企业为例，在企业的配电系统中，85% 以上的车间变电所都装设有两台或两台以上容量相同的配电变压器。由于受生产任务安排、季节等因素影响，车间变电所的总负荷在一年中的变化很大，但是大部分车间变电所的电气工作人员却从未对变压器的经济运行做过分析。而是简单地认为变压器的负载率越高，变压器的运行电耗就越低，导致凡是一台配电变压器能承担的负荷就不运行两台配电变压器，甚至出现配电变压器短时过载的现象。近年来，随着企业内部动能成本考核的不断深入，企业内的一些生产单位逐步对变压器的运行损耗引起重视，开始对本单位所属的变压器进行经济运行分析并付诸于实践，从而取得了一定的经济效益。如：
企业内一机加二车间变电所装设有两台容量为1 000 kVA 的变压器，一台为S7-1000/ 10 型，属于高耗能变压器，另一台为S9- 1000/ 10 型，原来两台变压器均投入运行。车间的电气工作人员经过对车间变电所负荷分析测算后，认为正常生产时投入一台变压器运行最为经济，同时注意到两台变压器中有一台为高耗能变压器，运行损耗太大，因而确定了正常时由S9—1000/ 10 型变压器运行，S7- 1 000/10 型变压器备用的运行方式。通过调整变压器的运行台数，减少变压器的运行损耗，该机加车间变电所每年节约电能8 万多kW/h，按目前电度电费单价0.52 元/ kW/h 计算，每年节约电费4 万多元。另外一大型管棒材生产车间的6 台容量为1 000 kVA 的S7- 1000/ 10 型高耗能配电变压器，原来全部处于运行状态，在暂不能更新高耗能变压器的情况下，通过调整变压器之间的负载，合理选择变压器的运行台数，将变压器的运行台数由原来的6 台全部投入运行调整到正常时3 台运行1 台备用，减少了变压器的运行损耗，每年因此节约电能17万多kW/h，按目前电度电费单价0.52 元/ kW/h计算，每年节约电费9 万多元。
结束语
总之，尽管变压器的损耗在变压器负荷中所占比例较小，但变压器运行时间较长，故累计降损节能效果明显。择优选取最佳运行方式和按变压器经济运行条件来调整负载，在供电量相同时，能降低变压器损耗。
参考文献：
[1] 杨威，潘文霞，范永威，李学鹏. 变压器经济运行决策软件设计[J]. 电力自动化设备. 2007（09）
[2] 郝治国，赵学文，张保会. 变电站变压器经济运行实时监控系统[J]. 继电器. 2002（01）
论文作者:姚峰
论文发表刊物:《基层建设》2015年23期供稿
论文发表时间:2016/4/5
标签：变压器论文; 经济运行论文; 功率论文; 负荷论文; 变电所论文; 方式论文; 一台论文; 《基层建设》2015年23期供稿论文;