摘要：变压器经济运行是指在传输电量相同的情况下，通过择优选取最佳运行方式和调整负载，使变压器损失的电能最低。经济运行就是充分发挥变压器效能，合理选择运行方式，从而降低用电单耗。因此，加强变压器的科学管理具有变压器经济运行的重要意义。
关键词：变压器；经济运行；科学管理
0.引言
变压器是电力生产、传输、变电和配电过程中的主要电气设备，同时也是一种应用极广的耗能设备。一般地说，从发电、输电、变电一直到配电，需要经过数次变压器的变压过程。。变压器在变、电和传递电功率过程中，其自身要消耗有功、无功功率。据统计在发电、供电、用电过程中，变压器的电能损失约占整个电力系统电能损失的30％左右。因此，全面展开变压器经济运行是实现电网经济运行的重要举措，也是节能减排的一个重要环节。
在额定电流的范围内连续运行并且变压器的上层油温不超过85度。功率因素在85--95%之间时经济效益最好单台变压器运行效率最高点，条件是，当可变损耗（线圈铜耗）等于不变损耗（铁芯损耗）时，一般负荷系数β＝0.6〈约为额定负载60%左右，为效率最高点。当几台变压器并列运行时，由于各变压器铁耗基本不变，而铜耗随着负载的变化而变化，因此需按负载大小调整运行变压器的台数和容量，使变压器的功率总损耗为最小，这种运行方式，称为变压器经济运行方式。
1.变电站的经济运行
由于变压器是变电站主要耗能设备，所以中变电站的经济运行中，变压器是否经济运行至关重要。需从两方面着手。在负载不同的状况下，一方面判定各种运行方式间，辨别变压器组合技术特性的优劣，从中选取最佳参数；另一方面，确定不同种运行方式的经济负载系数，特别适用于变电站中有备用变压器或负载波动较大的情况。相同负载状况下，在分析变压器经济运行方式时，一定要考虑变压器的短路电压和短路容量等因素。
当计算分析变电站的经济运行方式时，不仅要根据变压器的容量和技术参数来选择变压器台数，同时还应当充分考虑相同台数运行方式之间也存在着经济运行问题。而且只有在全面分析相同台数与不同台数变压器间的运行方式的临界条件之后，才能准确、全面地确定变电站的经济运行方式。
在电网运行中，还存在容量相同，但短路电压有较大差别和容量不同，但短路电压有较大差别的变压器经济运行方式。可根据它们的有功、无功、综合功率等确定变压器的临界容量，再根据临界容量确定它们之间的经济运行方式。
变压器经济运行的特点：
（1）变压器在有功经济负载系数条件下，其有功损耗率最低即效率最高此时变压器铜损等于铁损。
（2）有无功经济负载系数条件下，变压器无功消耗率最低，变压器负载漏磁功率等于空载励磁功率。
（3）变压器在综合功率经济负载系数条件下运行时，其综合功率损耗率最低。
（4）每台变压器经济负载系数的大小，根据变压器自身的技术参数计算结果最终确定。
（5）开展变压器经济运行时，首先应选择的是经济运行方式，然后才是寻求变压器运行方式的经济负载系数。
2.调峰和变压器的经济运行
由于电网的用电功率时刻都在发生变化，而发电机发出功率和用电负荷时刻都要保持相对的平衡，所以发电机的功率必须随着负载功率的变化而发生变化。为此，当负载曲线上出现较大的波峰负载时，即使发电设备以最大容量出力，也可能满足不了用电需要，这就是电网频率下降的原因，必须是采取切负荷方式的低频减载措施恢复系统皮率。因此，为充分发挥发电设备的容量和防止电网频率下降，需要调整负载，把尖峰负载压下去，这就是所谓的调峰。调峰的另一个显著作用就是节电，当变压器的运行方式已确定时，在保持总的供电负荷不变的条件下，可以调整负载曲线和变压器间负荷分配来降低变有功、无功损耗。
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用调峰实现变压器的经济运行的措施包括：通过调整负载曲线趋势，确定电力负载波动，提高变压器的全日效率，使得地区变电站和厂用变中有多台变压器分列供电的情况下，合理、经济地分配用电负荷，使总的有功、无功消耗最小；如果是单台变压器供电，并且运行方式已确定时，通过调峰，避开变压器负载波峰，而在变压器低谷负载时投入较大用电设备（避峰节电），可提高变压器全日效率。
3、科学管理
全面展开变压器经济运行的应用，不只是和运行部门的有关，也和电力设计和制造部门密切相关。在电力设计中，要充分考虑变压器经济运行条件来选取变压器容量。制造部门应充分考虑各种不同负载的性质（如负载的频率、电压特性），制作出具有最佳运行参数的变压器，这是变压器经济运行的实现根本。运行部门则应根据现有变压器条件，按经济运行方式来合理调整、科学变压器。
1）电力设计中的变压器经济运行
在电力设计中，变压器容量的选择一般是根据负荷曲线和性质来确定。选择变压器容量时，要考虑变压器容量的利用率和经济运行。在设计中在，在有些情况下会出现所得的结果是不一致的情况，一般来说，按容量利用率选择的容量小，按经济运行选择的容量大。对出现的情况必须予以全面考虑，权衡利弊后进行变压器容量的确定。原则为：如按经济运行选择，这样会增加变压器投资，但减少有功、无功消耗。无功消耗减少，也就相应减少无功补偿设备的投资，有功损耗减少，也就相应的节省了电能——即减少了变压器年运行费用。由于变压器容量增大，计算所需增加投资费用的回收年限，由回收年限确定变压器容量。
2）变压器制造中的经济运行
变压器按运行分析大致分为四种情况：一是经常处于轻载、空载运行；二是经常处于满负荷或接近满负荷运行；三是经常处于多半满负荷运行；四是经常处于少半负荷运行。
变压器的生产应分为四类，其经济负载率分别是20％、40％、65％、90％。各变压器用户应根据变压器的负载情况，择优选择相应的变压器。这样一来，各变压器都能处于经济运行状态，这就可以大量节省有功、无功功率。因此，在制造变压器上虽然增加了投资，但因为节电效果，能够很快收回投资。
3）变压器更新中的经济运行
设备更新的目的不仅是消除有形磨损（机械磨损），更是消除无形磨损（技术磨损）。只有通过不断更新，才能从根本上使变压器损耗下降，从而效率提高。
不同类型的变压器更新周期有所不同。变压器更新包括两种基本方法：一是按设备有形磨损确定的自然寿命（即出厂的机械寿命）；二是按设备机械磨损确定的经济寿命。
更新变压器必然会带来有功、无功电能的充分利用。但需增加投资，当然，更新的结果也存在回收年限问题。变压器不应在损坏后才更新，当老化到一定程度，还有相应剩值时才更新，特别是当变压器大修时更该考虑更新，这在经济运行和技术要求上是合理的。
4）技术管理中的变压器经济运行
（1）提高变压器运行的功率因数；
（2）整合变电站内技术特性差异大的变压器；
（3）对变比较小的变压器宜采用自耦变压器（中性点应接地）；
（4）适当减少变压器的降压次数；
（5）采取相应措施，降低变压器运行温度。
4.结论
开展变压器经济运行工作可归纳为以下几个步骤：
1）首先是充分考虑现有运行设备条件，确定经济运行参数和经济运行方式。
2）调峰、避峰。在确定变压器经济运行方式后，通过调峰，使经济分配各变压器间负载，使负荷曲线趋于平稳，并且能够保护大容量用电设备，使其能够躲过变压器和电网的高峰负荷。
3）通过加强变电站的科学管理实现变压器的经济运行。
4）调整不合理的运行方式，宜实用新增变压器实现经济运行。
5）相应节能减排号召，实行科学合理的电价制度，如容量电价和变压器更新制度等。
论文作者:赵京
论文发表刊物:《电力设备》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/26
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