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摘要：随着我国经济的发展与进步，对于电力能源的需求也越来越大，电力工程的规模也越来越大。电力系统配电变压器在运行的过程中如果长期处于空载状态或者是轻载状态，会导致变压器的损耗增大，造成不必要的电力能源损耗。为了降低电力系统变压器的运行中的能源损耗，需要针对配电变压器的运行方式进行全面深入的研究，降低系统中的能源损耗，节能电力能源，实现变压器的经济运行。
关键词：10kV；配电变压器；经济运行方式分析
引言
近年来，随着我国城镇化进程快速推进和消费结构转型，电力工程的规模和用电量越来越大，配电变压器容量随之增大，台数也随之增多。据统计，我国目前35kV及以下的配电变压器占在网运行所有变压器台数的50%以上，其中大部分为民用10kV建筑配电变压器。由于电力工程配电变压器数量多、适用范围广、运行时间长，所以电能损耗很大，在网变压器损耗的电能就高达1700亿kWh，其中超过50%电能被电力工程配电变压器所消耗。所以，研究电力工程配电变压器经济运行方式的确定方法，对降低电能损耗具有经济价值和环保意义。
1影响变压器经济运行的因素分析
1.1变电技术方法落后
现阶段，还有不少变电运行管理人员还在依靠人为经验来确定变压器的运行方式，不能真正根据电网的复杂特性以及实际变电运行特点选择最科学的变压器运行方式。此外，一些变电运行部门虽然制定了变压器经济运行方案，但主要还是以负载的变化情况为依据，在执行过程中往往需要与调度工作人员进行协调才能确定负载的变化情况，变电运行的智能调节水平较低，在可靠性方面还存在不足。
1.2保电任务较重
现实中，对于一些电力供应高峰期，如夏季或晚间时段，因为必须确保电能的可靠供应，所以无法做到完全的经济运行。
1.3变压器的切换耗能增加
在实际工作中，经常会遇到多台变压器共同运行的情况。在这种情况下，一般要求根据负载的变化情况来科学切换变压器。但对于一些负载变化频率较大的情况，如昼夜负载变化情况，如果要按照要求就必须每日都进行切换，而这显然不利于变压器的经济、高效运行，甚至还可能因为切换过于频繁而造成变压器的故障率升高，长此以往也自然会影响到其运行的经济性。
2变压器经济运行理论
2.1变压器综合功率损耗
在传输电能时，变压器本身会产生一部分有功功率损耗和无功功率损耗。变压器综合功率损耗就是指变压器有功功率损耗和由于无功功率消耗导致电网增加的一部分有功功率之和。双绕组变压器的综合功率损耗为：
为空载综合功率损耗；PkZ为额定负载综合功率损耗；β为T时间段内配电变压器的平均负载系数；P0为空载损耗；Q0为励磁功率；KQ为无功经济当量；Pk为短路损耗；Qk为漏磁功率；S为T时间段内配电变压器输出的视在功率；SN为额定容量。
1.2计及可靠性的变压器综合运行成本
在使变压器尽量处于经济运行的同时首先还应保证变压器对用户的可靠供电。当变压器低载运行时，停运一台变压器，采用单台变压器供电时在减少损耗的同时也降低了供电的可靠性。当变压器带有重要负荷时，停电导致的损失将会超过变压器本身经济运行带来的经济效益。因此，考虑变压器运行经济性的同时还应计及供电的可靠性。为此把可靠性评价指标转变成某种经济指标，引入可靠性成本，提出变压器综合运行成本概念。变压器经济运行即是指综合运行成本最低。综合运行成本W包含变压器综合损耗引起的网损费用J和可靠性成本K，即
式(3)中：p为平均售电价；T为变压器调整经济运行方式的一个运行周期；ΔPZ为变压器综合功率损耗。可靠性成本K可由停电损失来体现。停电损失是指电力供应不完全可靠或预期不完全可靠时社会所承担的全部经济损失，主要包括停电对用户造成的停电损失和停电导致供电部门售电减少导致的收入损失，可采用平均电价折算倍数法计算
式(4)中：p为平均售电价；b为平均电价折算倍数，用于体现供电负荷的重要程度，其值可通过调查问卷法等方法分别确定不同类型的用电用户b值，然后再根据各用电用户所占比例确定该供电区域的b值；T时间段内的期望缺供电值EENS为
式(5)中：P为T时间段内配电变压器平均输出功率；cosφ为T时间段内配电变压器负载功率因数；t为T时间段内配电变压器的故障恢复时间；λ为配电变压器的年故障率；r每次故障的平均恢复时间；T年为配电变压器的全年运行小时数，通常取8760h。
2.3并列变压器故障率及故障平均恢复时间的等效
设有n台配电变压器的年故障率分别为λ1、λ2、…、λn(次/年)，每次故障的平均恢复时间分别为r1、r2、…、rn，由并联等值的原理，两台等值再与第3台进行等值，以此类推，不断进行等值，可得到n台变压器并列运行的等效年故障率及等效故障平均恢复时间为：
3变压器的经济运行方式
在配电变压器运行的过程中为了降低变压器的运输功耗，根据计算分析得出的综合损耗比进行了相应的设计，提出了变压器的经济运行方式，借助负载波动的延时认可以及设置切换进行负载容量的切换，从而确保了容量的充足，进一步降低了电能的损耗。为了尽量的降低变压器的电能损耗，在进行变电站的设计建筑时，施工人员应当
尽量采用并联运行的方式来进行设计，通过并联运行能够有效的降低线路中的能源消耗，并且提高系统运行的经济性与可靠性。在并联运行下，变压器内的负荷能够实现动态的分布，从而有效的降低系统电路中的能源损耗。在进行并联运行设计的过程中，设计人员必须要充分的考虑电路负荷大小，根据具体的符合设计电路运行方式，避免电路的超负荷运行。在设计的过程中，如果并联变压器容量相同，那么在进行综合功率损耗的计算时可以用下列公式进行计算：
在这其中，P0指的是变压器的空载损耗，而N指的是变压器的负荷大小，SN指的是变压器的额定容量大小，PN指的是变压器的额定负载综合损耗。在计算的过程中应用这一公式能够准确的计算出每个并联变压器的负荷大小，并且能够有效的选择不同变压器的运行方式。如果并联的变压器之间容量大小不同，那么在进行变压器的运行方式控制时必须要经过全面的计算与分析，并且科学的进行分配。变压器经济运行是在确保变压器安全稳定运行和保证供电电能质量的基础上，充分利用现有设备和资金，通过合理选择变压器的型号和容量，择优选取变压器经济运行方式以及改善变压器运行条件等技术措施，达到减损降耗，节约电能并延长变压器使用寿命的目的。变压器是一种用途非常广泛的用电设备，涉及到整个社会各个行业。目前变压器处在一个较快的更新换代时期，有大量的不同型号的新旧变压器在运行中，由于资金观念等方面的原因，这种现象还将持续一个较长的时期。目前在对配电网改造项目中，很重视对现有高耗能变压器进行更新与改造，开发节能系列变压器及实行经济调度，提高变压器运行效率，实现经济运行等。根据经济负载率合理分配配电变压器的经济容量则是其中一项重要的节能措施。
结语
总之，提高变压器的经济运行水平是改善输配电效率、提升供电质量的有效举措之一，也是实现电力资源可持续发展的关键所在，必须得到充分的重视。
参考文献:
[1]徐建政，凌云.并列运行变压器经济运行模式分析[J].电力自动化设备，2001，21(9):46-48.
[2]胡景生.变压器经济运行[M].北京：中国电力出版社，1998.
论文作者:王慧
论文发表刊物:《电力设备》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/19
标签：变压器论文; 经济运行论文; 功率论文; 负载论文; 电能论文; 方式论文; 可靠性论文; 《电力设备》2017年第25期论文;