（四川富益电力股份有限公司 643200）
摘要：通过变压器基本参数公式，严密分析和详尽计算变电站两台变压器运行状况，得出各种情况下变压器的有功或无功经济运行方式，择优选取技术参数好的变压器和最佳组合参数变压器运行后，再对此种经济运行方式进行负载分析，通过变压器损失率数学计算，求解出有功或无功经济负载，使变压器损失率最低，且两者节电效果是叠加的，使得在供电量相同的条件下，最大限度地降低变压器的有功和无功损耗；并就110kV某变电站进行具体分析。
关键词：变压器；经济运行
一、变压器经济运行方式分析
变压器存在着经济运行，这是因为变压器间技术特性存在着差异，以及变压器的有功损失率和无功消耗率是随着负载而发生非线性变化。在变压器运行方式之间就存在着择优选取技术参数好的变压器和最佳组合参数变压器的运行方式的问题（即选取经济运行方式运行）。当变压器运行方式已经固定时，就存在着合理地调整负载，使变压器在经济运行区运行和使变压器负载经济分配的问题。
每台变压器都存在着有功功率的空载损耗P0和短路损耗PK及无功功率空载损耗Q0（I0%）和额定负载损耗QK（UK%），各参数之间的关系如下：
△P=P0+β2PK△P%=△P/P1=△P/（P2+△P），△Q=Q0+β2QK△Q%=△Q/P1=△Q/（P2+△P），β=I2/I2e=P2/（Se×COSΦ2）=S/S，SO=IO%×SE×10-2SK=UK%×SE×10-2
空载励磁功率QO=（SO2-PO2）1/2，额定负载漏磁功率QK=（SK2-PK2）1/2
式中P1—变压器电源侧输入功率（kW），P2—变压器负载侧输出功率（kW），β—负载系数，COSΦ2—负载功率因数，SE—变压器额定容量，S—负载视在功率。
根据目前某供电公司变电站只有两台主变或一台主变运行，设变电站有A，B变压器，下面就一般情况进行分析：
1.1变压器A单台与B单台运行之间的经济运行方式。
若SAE<SBE，则有功损耗△PA=PA0+（S/SAE）2PAK，△PB=PB0+（S/SBE）2PBK
令△PA=△PB时，可解出有功临界负载视在功率：
SLP=[（PAO-PBO）/（PBK/SBE2-PAK/SAE2）]1/2
对此式进行分析共有十一种情况，现按运行方式归纳为四类：
（1）在小容量变压器满载之前就需要切换大容量变压器运行。
当PAO<PBO及PAK/SAE2>PBK/SBE2时，解得SLP<SAE，故当S<SLP时，则变压器A运行经济；当S>SLP时，则变压器B运行经济。这类情况比较普遍。
（2）在小容量变压器满载之后才需要切换大容量变压器运行。
a.当PAO<PBO，①PAK/SAE2<PBK/SBE2时，解得SLP=Jα（虚数）；②PAK/SAE2>PBK/SBE2时，解得SLP>SAE；③PAK/SAE2=PBK/SBE2时，解得SLP=无穷大
b.当PAO=PBO，PAK/SAE2<PBK/SBE2时，解得SLP=0；
这几种情况经济运行方式为：先投变压器A，变压器A满载之后再投变压器B。
（3）当PAO>PBO或当PAO=PBO时，同理（2）可知：在任何负载条件下都是大容量变压器B运行经济。
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（4）两种特例
a.当PAO>PBO及PAK/SAE2<PBK/SBE2时，解得SLP<SAE，故当S<SLP时，变压器B优于A；当S>SLP时变压器A优于 B；当S>SAE时又是变压器B运行（虽然变压器A运行经济，但已超载）
b.当PAO=PBO及PAK/SAE2=PBK/SBE2时，解得SLP=0/0（不定式）；说明变压器A与B技术特性完全相同。但由于SAE<SBE，所以应当选择变压器B运行。
1.2变压器A单台运行与AB变压器两台并列运行之间的经济运行方式。
首先并列运行变压器A、B之间负载分配，不仅和短路电压大小有关，也和容量大小有关，负载分配系数CA=①/②，CB=③/②，其中①代表SAE/UAK%，②为SAE/UAK%＋SBE/UBK%，③为（SBE/UBK%），且CA＋CB=1，△PAB=PAO＋PBO＋（SCA/SAE）2PAK＋（SCB/SBE）2PBK，令△PA=△PAB时，可解出两种运行方式间的有功临界负载视在功率：SLPA~AB=｛PBO/［（1－CA2）PAK/SAE2－CB2PBK/SBE2］｝1/2
即S＜SLPA~AB时，变压器A单台运行经济；S＞SLPA~AB时，投运B变压器，即A、B并列运行经济。一般SLPA~AB与SLPB~AB是不等的，故变压器A单台运行投运B变压器的条件，和变压器B单台运行投运A变压器的条件是不同的，这取决于两台变压器技术参数。
1.3分析变压器A单台运行、变压器B单台运行与A，B变压器两台并列运行的3种运行方式之间的经济运行方式：
A和B之间的临界容量为SLPA~B，A和AB之间的临界容量为SLPA~AB，B和AB之间的临界容量为SLPB~AB，综合考虑三者之间的关系后，才能确定经济运行方式，共有三种情况：①当SLPA~B为Jα（虚数）、>SAE、0、无穷大时，变压器A优于B，此时经济运行方式为A↔AB两种，不存在B单台经济运行条件；②当SLPA~B>SLPA~AB及>SLPB~AB时，此时经济运行方式也为A↔AB两种，不存在B单台经济运行条件；③当SLPA~B<SLPA~AB及<SLPB~AB时，此时经济运行方式为A↔B↔AB三种。同样，上述的分析完全适用于按无功功率计算的经济运行方式。
在多数情况下，变压器有功经济运行方式和无功经济运行方式是一致的或接近的，但由于临界负载SLP与SLQ不同，在某些情况下，也会出现矛盾，按有功经济运行变压器A优于B，按无功经济运行变压器B优于A，此时如以节约电量为主，则按此有功考虑，如以节约无功，提高功率因数，减少无功设备投资为主，则按此无功考虑。
二、实例分析
现对110kV某变电站进行实际情况的分析：某变电站现有两台110kV/10kV变压器，额定容量均为31500kVA。1号（A）变压器为某变压器厂某年6月制造的SZ8型，2号（B）变压器为某公司变压器厂某年3月制造的SZ9型，技术参数见表1。
2.1有功经济运行
变压器单台运行临界条件SLP=SE[（PAO-PBO）/（PBK-PAK）]1/2=Jα（虚数），且PBO<PAO。故按有功损耗最小，在任何负载条件下都是变压器B（2号）单台运行优于变压器A（1号）单台运行。故单台运行与两台并列运行之间的经济运行方式只有B↔A、B两种。经计算当变电站总负载视在功率S≤21128.9kVA时，变压器B（2号）单台运行经济，S>21128.9kVA此时变压器B（2号）还未满载，就投入变压器A与变压器B并列运行经济。
2.2无功经济运行
经计算变压器单台运行临界条件SLQ=11777.85kVA，且QBO<QAO故按无功损耗最小，当变电站总负载视在功率S≤11777.85kVA时，变压器B单台运行优于变压器A单台运行，S>11777.85kVA时，变压器A单台运行优于变压器B单台运行。综合考虑临界条件，按无功损耗最小，可得出S≤4904kVA时，变压器B单台运行好，S>4904kVA时，变压器A、B并列运行好。
显然，无功临界条件与有功临界条件数值不等，由于变电站现有四组电容器组，并不缺乏无功，且以节约电量为主，故只按有功损耗最小安排经济运行方式。原先由于变压器A（1号）先投运，变压器B（2号）后投运，惯性习惯于变压器A运行，变压器B备用，这是不可取的。通过以上分析改为正常变压器B运行，变压器A备用，可节约有功功率。
结语
总之，变压器经济运行就是不用投资，充分利用现有设备条件，通过技术参数分析和计算，择优选取运行方式后并调整负载，使得在供电量相同的条件下，降低变压器的有功和无功损耗。
参考文献：
[1]薛风华.地区电网变压器经济运行方式探讨[J].科技与企业.2013
[2]高晓丽.关于变压器经济运行的若干思考[J].中国高新技术企业.2013
作者简介：
陆诗全，1977.02，男。四川省自贡市富顺县人。毕业学校：四川理工学院。单位：四川富益电力股份有限公司。工程师，专业方向：电力工程技术。
论文作者:陆诗全
论文发表刊物:《电力设备》2015年8期供稿
论文发表时间:2016/3/11
标签：变压器论文; 经济运行论文; 负载论文; 方式论文; 临界论文; 变电站论文; 功率论文; 《电力设备》2015年8期供稿论文;