电力变压器的经济运行分析与优化

　　摘要：电力是我国能源的主要组成部分。在电力系统中，变压器的总台数多，容量大，变压器能否经济运行，是电力系统经济运行的一个重要环节，也是当前企业减少成本支出一个重要途径。通过对变压器经济运行的分析，确定变压器运行的最佳经济点。
 

　　关键词：变压器;损耗;经济运行;优化
 

　　一、变压器运行中的主要损失
 

　　1、空载电流与空载损失空载电流的作用是建立工作磁场，又称励磁电流。当变压器二次侧开路，在一次侧加电压U1e时，一次侧要产生电流Io空载电流。通常变压器激磁阻抗Zm远大于变压器一次阻抗Z1，则Z1可以忽略。

　　Io=U1e/(Z1+Zm)

　　Z1——变压器一次阻抗Zm——变压器激磁阻抗励磁电流在变压器铁芯产生的交变磁通要引起涡流损失和磁滞损失称为空载损失(P0)(又叫铁损)。涡流损失是铁芯中的感应电流引起的热损失，其大小与铁芯的电阻成反比。磁滞损失是由于铁芯中的磁畴在交变磁场的作用下做周期性的旋转引起的铁芯发热，其损失大小由磁滞回线决定。
 

　　2、短路电压(短路阻抗)与短路损失短路电压是指在进行短路试验时，当绕组中的电流达到额定值，则加在一次侧的电压。

　　uk%=Uk/U1e*100%

　　从运行性能考虑，要求变压器的阻抗电压小一些，即变压器总的漏阻抗电压小一些，使二次侧电压波动受负载变化影响小些;但从限制变压器短路电流的角度，阻抗电压应大一些。
 

　　二、变压器经济运行方式的经济负载系数

　　由于变压器各种运行方式的有功损失和无功损失随着负载发生非线性变化的特性，因此就存在着在某一负载系数条件下运行，其有功损失和无功损失最低的情况，称此负载系数为运行方式的经济负载系数。

　　有功经济负载系数jP=(Po/Pk)1/2无功经济负载系数jQ=(Io%/Uk%)1/2随着变压器的容量增大，有功损失系数稍微下降，而无功损失系数则明显下降，特别是当变压器容量增大到10000KVA以上时，jP、jQ下降更加明显。随着变压器耗能参数的改善，经济负载系数jP有较大的下降，而jQ下降更加明显。所以，由于变压器的材质不同，容量不同，再加上制造水平不同，其经济负载系数jP、jQ存在着很大差异。
 

　　三、变压器的经济运行方式

　　1、单台变压器的经济运行单台变压器的经济运行主要有三种做法：(1)增设小容量变压器;

　　(2)更换过轻负载;

　　(3)共用变压器。
 

　　2、双台变压器的经济运行

　　对于一些重负载的变电所，多数都装配了两台变压器，如需要一台备用时，必须选择特性好的运行工作，而不管是几台运行方式，要根据负载和变压器技术参数来进行合理选择。
 

　　3、多台变压器的经济运行

　　对于多台变压器的变电所，可以并列运行，并要编制最佳组合的运行方式，合理选择变压器的台数。
 

　　四、存在的主要问题

　　1、企业电力系统设计时，由于考虑负荷发展需要，变压器容量一般选择偏大，远超出实际需求负荷。同时，用电设备时效性、季节性较强，一些大型负荷(如抽水泵、锅炉、空压机等)仅仅运行1～2个小时/天;但为了保障安全供电，变压器仍处于全天24小时轻载甚至空载运行中。
 

　　2、对于配电变压器，单相用电负荷所占比重较大，远大于三相用电负荷，普遍存在三相不平衡现象，使变压器损耗增加。
 

　　3、随着企业用电负荷的逐年增加，电网的功率因数也发生了很大的变化，原有的无功补偿装置已经远远不能满足需要。部分企业甚至将功率因数补偿装置闲置起来，造成变压器的总体功率因数不高。