變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的應(yīng)用和分析

1、變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的應(yīng)用和分析 陳松波 廣東省普寧市電力工業(yè)局(515300) 摘要：變壓器能否經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，關(guān)系到供電企業(yè)的效益。本文從理論角度分析了變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，如同容量和不同容量變壓器的并列運(yùn)行時(shí)如何經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，并提出了農(nóng)網(wǎng)變壓器容量的選擇。 關(guān)鍵詞：變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行應(yīng)用分析 1 前言 變壓器作為電力系統(tǒng)運(yùn)行的主要設(shè)備，在變換電壓及傳遞功率的過程中，自身要產(chǎn)生有功功率損耗和無功功率損耗。變壓器的有功功率和無功功率損耗又與變壓器的技術(shù)特性有關(guān)，同時(shí)又隨著負(fù)載的變化而產(chǎn)生非線性的變化，變壓器的損耗在電網(wǎng)中的線損所占的比例較大，尤其是輕負(fù)荷時(shí)占的比例更大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，變壓器的損耗在中低壓電網(wǎng)中線損約占

2、2%3%，電網(wǎng)中存在一定數(shù)量輕載運(yùn)行的變壓器，所謂大馬拉小車的現(xiàn)象，對(duì)降損節(jié)能不利。因此，必須根據(jù)變壓器的有關(guān)技術(shù)參數(shù)，通過合理地選擇運(yùn)行方式，加強(qiáng)變壓器的運(yùn)行管理，充分利用現(xiàn)有的設(shè)備條件，以達(dá)到節(jié)約電能的目的。本文就變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行理論來分析變壓器的有功功率損耗，確定其經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式。 2 變壓器的負(fù)載與損耗的關(guān)系 變壓器的有功功率損耗是由空載損耗和負(fù)載損耗兩部分組成的，空載損耗是一個(gè)常數(shù)，它不隨變壓器負(fù)載的變化而變化。而負(fù)載損耗則與變壓器負(fù)載的平方成正比，在一定的負(fù)載下，變壓器的有功功率損耗可用下式表示： P=P0+Pf 式中P-總的有功功率損耗 P0-空載有功功率損耗 Pf-在一定負(fù)載下的

3、負(fù)載有功功率損耗 變壓器銘牌給出了空載損耗P0和額定負(fù)載損耗Pk，所以，可知變壓器在一定負(fù)載為S時(shí)總的有功功率損耗可用下式表示： P=P0+(S/Se)2Pk 式中 Se-變壓器的額定容量 3 不同運(yùn)行方式下變壓器有功功率損耗的比較 3.1兩臺(tái)相同容量變壓器的運(yùn)行方式 此方式可以是單臺(tái)變壓器運(yùn)行(條件是變壓器的負(fù)載不大于其中一臺(tái)變壓器的容量)和兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行。假設(shè)變壓器單臺(tái)運(yùn)行時(shí)，變壓器的負(fù)載為S，則此時(shí)改為兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行時(shí)變壓器的總有功功率損耗為： P2T=2P0+(1/4)(S/Se)2Pk 如果兩臺(tái)變壓器的負(fù)載由一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行，另一臺(tái)備用，則此時(shí)變壓器的有功功率損耗為： P1

4、T=P0+(S/Se)2Pk 令P1T=P2T，則可求得單臺(tái)變壓器帶全部負(fù)載運(yùn)行與兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行時(shí)，總的有功功率損耗相等時(shí)的臨界負(fù)載S為：設(shè)實(shí)際負(fù)荷為S，當(dāng)SS時(shí)，單臺(tái)變壓器帶全部負(fù)載運(yùn)行的總有功功率損耗小于兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行的總有功功率損耗；當(dāng)SS時(shí)，則兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行較為經(jīng)濟(jì)。例如我局某35kV變電所，兩臺(tái)變壓器的型號(hào)和技術(shù)參數(shù)都為：S7-6300/35，P0=8.1kW，Pk=41kW，代入上式可求得S=3960kVA。即當(dāng)負(fù)載達(dá)到4000kVA時(shí)，投入兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行較為經(jīng)濟(jì)。 3.2兩臺(tái)不同容量變壓器的運(yùn)行方式 此方式可以是由一臺(tái)變壓器運(yùn)行(條件是負(fù)載不大于較小一臺(tái)變壓器的容

5、量)和兩臺(tái)并列運(yùn)行，假設(shè)變壓器一臺(tái)運(yùn)行時(shí)負(fù)載為S，兩臺(tái)變壓器容量分別為SAe和SBe，且SBeSAe，其對(duì)應(yīng)的損耗分別如PA或PB表示，則其運(yùn)行方式可以是A臺(tái)或B臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行或是AB兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行，其總的有功功率損耗分別為：(1)A臺(tái)單獨(dú)運(yùn)行轉(zhuǎn)B臺(tái)單獨(dú)運(yùn)行的臨界負(fù)載為：(2)A臺(tái)單獨(dú)運(yùn)行轉(zhuǎn)A、B兩臺(tái)并列運(yùn)行的臨界負(fù)載為：(3)B臺(tái)單獨(dú)運(yùn)行轉(zhuǎn)A、B兩臺(tái)并列運(yùn)行的臨界負(fù)載為：經(jīng)過上面的分析可知當(dāng)SA-ABSAe時(shí)，則A臺(tái)單獨(dú)運(yùn)行轉(zhuǎn)A、B兩臺(tái)并列運(yùn)行就無意義。所以，當(dāng)負(fù)載SSA-B時(shí)，則由A臺(tái)單獨(dú)運(yùn)行，當(dāng)SA-BSSB-AB時(shí)，則由B臺(tái)單獨(dú)運(yùn)行，當(dāng)SSB-AB時(shí)則由兩臺(tái)并列運(yùn)行，就能夠減少變

6、壓器的有功功率損耗。例如，我局某110kV變電所，兩臺(tái)變壓器的型號(hào)和技術(shù)參數(shù)分別為：A臺(tái)為SF7-20000/110，PA0=25kW，PAK=98kW,UAK%=10.1%，B臺(tái)為SF7-31500/110，Pb0=32kW，PBK=146.5kW,UBK%=10.1%，代入上式可求得：SA-B=15200kVA，SA-AB=14500kVA，B-AB=21200kVA，即當(dāng)負(fù)載小于15000kVA左右時(shí)，可由A臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行，B臺(tái)變壓器作為備用；當(dāng)負(fù)載大于15000kVA而小于21200kVA時(shí)，則可以選擇B臺(tái)單獨(dú)運(yùn)行，A臺(tái)作為備用或A、B兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行；而當(dāng)負(fù)載大于21200kVA

7、時(shí)，則應(yīng)選擇A、B兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行，這樣才能使變壓器總的有功功率損耗較小。 3.3農(nóng)網(wǎng)改造中配電變壓器容量的選擇 農(nóng)網(wǎng)改造中一些農(nóng)村用電負(fù)荷，其高峰負(fù)荷時(shí)間較短而輕負(fù)荷時(shí)間較長(zhǎng)，所以應(yīng)根據(jù)農(nóng)村用電負(fù)荷的實(shí)際情況，合理選擇配電變壓器的容器，避免大馬拉小車的現(xiàn)象，以減少變壓器的有功功率損耗。這時(shí)，可根據(jù)農(nóng)村用電負(fù)荷的實(shí)際高峰負(fù)荷時(shí)間，來確定配電變壓器的容量。假設(shè)一天中某村用電高峰負(fù)荷為S1，時(shí)間為T小時(shí)，輕負(fù)荷為S2，則其時(shí)間應(yīng)為24-T小時(shí)，在這情況下，若選擇容量較小的配電變壓器容量為SAe，較大的為SBe，則其一天中變壓器的有功損耗分別為：若使WA=WB，則可求出高峰負(fù)荷的時(shí)間T/為:T/=24若實(shí)際農(nóng)村照明負(fù)荷最大負(fù)荷小時(shí)TT時(shí)，則應(yīng)選擇容量較小的配電變壓器，而TT時(shí)，則應(yīng)選擇容量較大的配電變壓器進(jìn)行安裝，這樣能夠減少配電變壓器的有功功率損耗，實(shí)現(xiàn)配電變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。 4 結(jié)論 (1)對(duì)于安裝有兩臺(tái)變壓器的變電所，工廠、酒店等其他一些公共場(chǎng)所，則應(yīng)根據(jù)變壓器現(xiàn)有的技術(shù)參數(shù)，結(jié)合實(shí)際負(fù)載情況，選擇合理的變壓器運(yùn)行方式，能夠?qū)崿F(xiàn)變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，減