刘树森
（盘锦供电公司 辽宁盘锦 124010）
摘要：据文献统计配电网损失约占电网总损耗的80%以上。而变压器作为配电网的主要设备元件，总数多、总容量大，其损耗约占整个配电网损耗的50%左右，直接决定配电网的经济运行。本文从降低配电网损失出发，对不同供电区域变压器配置及存在问题进行分析研究，提出通过优化变压器运行方式和负载调整等措施，可以显著降低配电网的电能损耗，具有较好的经济效果。
关键词：变压器；运行管理；技术措施；研究分析
引言
变压器作为配电网的主要电气元件，总量大、型号繁杂，在配电网总损耗中占有较高比重，是降低配电网损耗的一个重要因素。为有效提升变压器运行经济性，相关文献对变压器降损技术进行了深入研究，提出优化变压器运行方式、计算经济运行临界负荷等方法。本文针对变压器运行存在问题，立足于不同供电区的变压器配置原则，从计算变压器经济负荷入手，分析变压器负荷调整最优方案，从而实现变压器优化运行。
1配电网供电区域划分及存在问题
1.1配电网供电区域分类
配电网发展的方向是标准化建设，但国家电网公司经营区面积广大，不同地区的建设需求、条件以及对可靠性要求均存在一定差异，若按照一个统一的标准建设配电网，则会造成设备投资标准高、资产利用率不均衡，甚至投资浪费问题。供电区域划分就是针对不同区域经济社会发展不平衡、电力需求差异大所做的精益标准制定，是配电网精益规划的基础和前提，是实施标准化建设的重要手段。国家电网综合考虑规划地区行政级别或规划水平年的负荷密度等因素，将供电区域划分为A+、A、B、C、D、E类。
1.2配电网运行存在的主要问题
一是电网结构问题突出。没有充分考虑配电网建设的差异性，导致配电网建设存在一刀切问题，不仅没有解决配电网供电能力不足问题，造成配电网结构不合理，投资效率低下。主要问题是：高压配电网A+、A类供电区域双辐射结构比例较高，存在停电风险；B、C 类供电区域单辐射结构和单线单变比例较高，不能满足 N-1 要求。中压配电网供电范围交叉重叠、迂回供电问题突出；A+、A、B类供电区域中压电网结构不清晰，转供能力不强；C、D、E 类供电区域中压电网结构薄弱，分段数偏少，供电灵活性差。
二是供电能力有待提升。配电网还存在一定比例的110（66）千伏、35千伏重载变电站，10 千伏重载配变，10千伏重载线路，检修或故障时负荷转移困难，存在安全隐患。
1.3供电区域对变压器配置的技术要求
针对110～35千伏变电站的供电范围以及主变压器的容量序列要求。同一规划区域中，相同电压等级的主变压器单台容量规格不宜超过3种，同一变电站的主变压器宜统一规格。对于A+、A、B类供电区域，在运行方式安排上通常采用2台及以上变压器运行，以加强供电可靠性；对于C、D、E类供电区域，在运行方式安排上通常采用单台变压器或变压器分裂运行为主，以满足电力供应。
2变压器经济运行的理论分析
配电负荷具有峰谷落差大的显著特点，负荷高峰时配电变压器处于满载甚至过载状态，负荷低谷时又处于轻载甚至空载状态，其经济运行潜力巨大。在地市级配电网实际运行中，对C、D、E类供电区域中变电站中常常一台变压器运行，则主要关注经济负载系数问题；对A+、A、B类供电区域中变电站中常多台变压器并列或分列运行，此时应首先调整并列机组的负载系数，使其尽量达到经济负载系数，或至少维持在良好运行区的范围。最后，调整分列机组各自承担的负荷，使其达到经济分配系数。
2.1变压器经济负载系数
变压器的经济负载系数是指在单台变压器运行或者m台变压器并联运行的情况下，变压器功率传输效率达到最高值时的负载率。当一台变压器还是多台变压器并联，可以视为整体；而当m台变压器分列运行时，各自承担负荷Si，不能视为一个整体。此时应以m台变压器功率损耗之和最小为目标来研究变压器的经济运行。以双绕组变压器为例进行分析。
单台双绕组变压器负载系数为
当m台双绕组变压器并联运行时，其并联负载系数为
因此，当双绕组变压器单独或并列运行时，要使得变压器各类功率传输效率最高，应使变压器的固定损耗之和等于可变损耗之和。
2.2变压器负荷的经济分配计算
当多台变压器并列运行时，变压器之间的负荷如何分配使得变压器损耗之和最小，就涉及变压器间负荷的经济分配问题。若分列运行变压器的型号和容量相同，负荷的平均分配是最经济的；若变压器型号和容量不同，分列变压器损耗最小的负荷分配系数就需要进行计算得出。下面重点分析第二种情况，仍以双绕组变压器为例。
若某变电站有2台变压器，分别为A变和B变。令A变、B变所带负荷分别为（kVA）、（kVA），两者之和为总变压器的总负荷S（kVA）。则变压器A、B总的有功损耗ΔP为
将上式对求导，并令其为0，
即为变压器A的经济负荷，此时变压器B的经济负荷
当变压器A、B的负荷同时达到经济分配系数时，两台变压器分列运行的有功损耗是最小的。推广到m台变压器分列，要使得分列时有功损耗最小，则第i台的有功功率负荷经济分配系数为
若参与负荷分配的各台变压器都能达到经济负荷，则m台变压器有功损耗最小。设未进行经济分配负荷之前，各变压器的有功负荷为，通过经济分配减少的有功损耗ΔΔP表示为：
式中—参与负荷分配的各台变压器的额定容量；
—参与负荷分配的各台变压器的负载功率。
可以看到，双绕组变压器间有功功率负荷经济分配系数与变压器短路损耗成反比，与变压器本身容量的二次方成正比。
2.3变压器经济负荷调度分析
变压器分列运行时，由于负荷多变，每台变压器未必能够恰好荷载经济负荷，其负载系数也未必能相应达到负荷经济分配系数。分列运行的变压器间经常要进行负荷切换，即将高负载系数变压器的一部分负荷转移到低负载系数的变压器，在此过程中，还要对变压器综合功率损失进行比较论证，以实现功率损失的最小化。
仍以双绕组变压器A、B分列运行为例。若要将原加载在A变的负荷转移至B变，令A变与B变原有的负荷分别为SA和SB，则现有的负荷变为SA-ΔS与SB+ΔS。
若ΔΔPA＜ΔΔPB，那么变压器A减少的损耗小于变压器B增加的损耗，则两台变压器损耗之和是增加的，说明该种调度方式是不经济的；反之，说明负荷调度是经济的。
令ΔΔPA=ΔΔPB，得出变压器A与B之间经济调度的临界负荷
当时，将转移负荷由A转到B是经济的，且需转移负荷时，能使两台变压器有功损耗之和最小；当时，将转移负荷由B转到A是经济的，且需要转移负荷时，能使两台变压器有功损耗之和最小；除此之外，其余方式都是不经济的。进而得到两台变压器间负荷调度所获得有功功率减少值为
3算例
以某地区B类供电区某66千伏变电站为例。该变电站有2台双绕组变压器，分列运行。变电站11月平均总负荷为54MW，其中1号变压器平均负荷为28MW，2号变压器平均负荷为26MW。变压器参数见下表。
经计算可得1号变压器的经济负荷SJ1=23.65MW，2号变压器的经济负荷SJ2=30.35MW。
经济调度临界负荷为ΔSC=4.35MW。
由于ΔSC0，故由1号变压器向2号变压器转移4.35MW负荷是经济的。
实现转移负荷后，有功功率损耗减少为P=2.895MW。
折合到月将节约电量208.44万千瓦时，按度电0.5元/千千瓦时计算，月节电费104.22万元，节电效果还是很显著的。
4.结论
加强负荷监测工作，积累负荷特性数据，为精准开展设备运行状态分析提供数据基础，提高设备运行效率和经济性。强化理论计算分析，定期开展运行方式负荷滚动校核，结合四季负荷的特点，分区域对负荷变化情况进行分析，梳理电网运行薄弱点和风险点，制定不同季节和检修方式下的运行方式安排，及时调整变压器运行方式。针对负荷发展较快的区域和设备，缩短巡视运维周期，做好大容量配电变压器的设备储备，及时采取容量调换措施，保证负荷增长需求。
参考文献：
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（3）此种技术手段，不是万能的，也存在很多的局限性。这个时候，就需要提升自身的知识技术，结合实际情况，对故障经快速的判断。
电力系统也是自动化技术常用的一个领域，故障对于整个电气工程来讲，不仅类型繁多，种类也较为复杂。因此，整个时候，就可以在智能化的发展过程中，提升故障诊断效率。对设备进行定期进行检修和维护。提升控制能力，利用远程控制实现远距离工程的操作，在远距离的实时监控中，保证良好的运行习惯，降低成本，降低事故发生率。与此同时，还可以优化设计，提升设计的精确性，保证质量和效率。
六电气工程及其自动化技术智能化设计与应用的发展思考
从一定程度上看，智能化的发展对行业与领域的机遇来看，是电气工程与自动化发展的一个重点内容。这个时候，就需要秉承科学发展观的主要思想，在时代的发展趋势下，不断利用智能化，实现技术的创新与变革。提升高效、高质、高水平的功能性。智能技术的发展，是时代的进步，也是智能化建设的发展。促进高质量和高效率的建设。电气工程及其自动化技术设计当中：
（1）需要对自动化技术的硬件进行设计，进行综合性的设计，充分考虑电气工程的经济效益。
（2）在设计督促中，加强对软件和硬件设计要求。另外还需要结合实际情况，确保系统可控性，保证设计的有效监督，展现自主性的设计，保证设计的水平与质量。
结束语
随着社会的进步，智能化的技术中智能化技术是我国电气功能，是我国电气工程的中坚力量。在智能化的技术中，电气工程与自动化的管理，控制体系的完善，存在着很大的关系。电气工程及其自动化技术中，可以在智能化和数字化的建设中，使用科学的手段进行分解。将损失降低到最小的时候，不断的拓展领域，让技术更加成熟，促进工业有效的发展。
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论文作者:刘树森
论文发表刊物:《河南电力》2019年2期
论文发表时间:2019/10/12
标签：变压器论文; 负荷论文; 经济论文; 系数论文; 配电网论文; 负载论文; 区域论文; 《河南电力》2019年2期论文;