试谈变压器的经济运行

试谈变压器的经济运行

袁国范马学纯魏尚昆张国林

关键词：变压器经济运行

1变压器经济运行的必要性

变压器是发、供电用户单位数量繁多的一种电器设备，也是我们工业生产中不可缺少的设备。在我国电力还比较短缺的情况下（例如；在某个企业每年自己发电约万度以上），这样也加大了企业生产成本，因此我们必须认识到节约用电的重要性。然而在我们发电的过程中，有很大一部分的电量都由变压器和线路所损耗掉了。电能的线损是必然的，但我们如果能做到变压器的经济运行，就完全可以提高电能的使用率，降低生产成本，提高企业的经济效益。

变压器的电能损失是客观存在的，但不能说这样的电损是必然的、不能减少的，因为变压器存在着经济运行。但是，我国的变压器运行方式普遍存在着非经济运行状况，其主要表现在：①凡是一台变压器能承担的负载就不用两台运行，②凡是小容量变压器能承担的负载就不能用大容量的变压器，实际上在某种情况下，不仅不节电，反而浪费电能。③如何判定过轻负载——“大马拉小车”的问题，而长期以来都是以变压器来划分的，这样的划分往往在某种条件下也是不合理的，④变压器的利用率越高，损耗就越小，而这种的认识也不完全符合实际。近年来出现了冷轧硅钢片变压器后，使变压器最佳损耗率降低到了45%，但是人们习惯重视提高变压器的利用率，而忽视了变压器的技术特性，所以在某种情况下就出现了特性差的变压器在运行，而特性好的变压器在备用。

2变压器经济运行的可行性

变压器经济运行的基础理论至今已有数年的历史。早在1920年由德国魏特曼教授就提出来了，苏联皮得洛夫在“变压器”一书中对变压器经济运行做了相应的计算。即变压器经济负载系数与容量相同、参数相同运行的台数选择的计算式：

p0——空载损失；pk——短路损失；

se——变压器额定容量；N——变压器台数；

我国进入六十年代以来国内外由于制造技术的进步，出现冷轧硅钢片和八十年代出现节能型低损耗的变压器，从而使我国变压器处在新、旧交替年代，因而出现了在变电所里有不同型号；不同容量的变压器。怎么样来解决投放台数的问题，我们根据有关资料来推导出一系列解决问题的公式如下：

①变压器技术特性优劣的判定式：

②“大马拉小车”的判定式：

③容量相同参数不同的并列台数的判定式：

对于一些企业来说，都不同程度的存在着较多的普遍性，在这一点上已经在许多企业的实践中被已证明了，而且是行之有效的。

3变压器为什么存在着“经济运行”

两个相同的变压器在同样负载的条件下，它们的各自损失并不相等。所以存在着选择哪台变压器运行，损失可减小的问题。

3.1变压器间技术参数的差异每台变压器有四个有关经济运行的技术参数即：空载损失P。；短路损失PK；空载电流I。和短路电压UK这四个参数。我们只有合理、准确地运用选择好这些参数，才能充分利用变压器，使它工作在经济运行状态。由于变压器是一、二次电压等级，铁芯与绕组材质规格的不同，设计、制造工艺不同的原因，从而使变压器的技术参数存在着差异。变压器的效率是随负载而变化的。变压器的损失是随负载发生非线性变化的。如一台630KVA变压器的空载损失为2.5千瓦、短路损失为10千瓦，在不同负载时按公式△P=Po+KT·β2·PK做一条曲线如下表：

从上表可以看出，变压器负载越低它的损失就越小，好像变压器运行在低负载时经济，但其实不然。衡量变压器是否工作在经济状态，是要看变压器的效率或损失率的大小，我们对：

进行求导，就可以求得任何一台变压器的效率最大时的负载系数，如果变压器负载点距这一点很近，则这台变压器就工作在经济运行区。

4变压器的运行方式

4.1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。如：一台1000千伏安变压器供电，一班生产为八小时，平均负载为750千瓦，cos∮0.85其余时间只供20千瓦的照明用电，但仍是该台变压器运行，这样做就非常浪费了。如果增设一台小变压器（40千伏安）只在低负载照明时运行，该变压器的投资就可以在几个月的节电费中收回。可见，一台变压器是否工作在经济区，它的经济效益是很可观的。

4.2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。

4.3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。

5变压器损失的计算

在以往的输、供、配电中都离不开电力变压器的转供，要想提高用电的效率，我们首先要选择好合理的变压器，而考核变压器的优劣的主要技术指标就是变压器的损失大小，为此，我们有必要对变压器的损失进行分析计算，以取得最大的经济运行方式。

5.1变压器的有功损失和损失率的计算变压器的功率损耗主要有两部分组成，即空载和负载损失，负载损失是与平方成正比的可变损失。在T时间段（T小时）变压器功率损失计算为：△P=Po+β2·PK

式中：△P——变压器功率损失（KW）

β——负载系数

变压器的效率η与损失率△P%的计算式为：

式中：P1——变压器电源侧输入功率；

P2——变压器负载功率；

cosφt——T时间内的负载功率因数；

Se——变压器额定容量。

如:在T时间段变压器总用电量为At（度）功率因数为，则负载系数的计算式为：；在T时间段内变压器功率损失的大小，不仅与负载系数β的大小有关，同时也与T时间段内负载曲线波动大小密切相关。

5.2变压器无功消耗和消耗率的计算变压器的无功消耗也是由两部分组成，即空载励磁功率和负载漏磁功率。空载励磁功率是与负载大小无关的固定消耗，负载漏磁功率是与负载平方成正比的可变消耗，其计算式为：

综上所述，在我们工业企业的电力变压器的管理使用中，都存在着很大浪费的现象，如能加强管理，合理选用变压器的经济运行，我想，在变压器的选择上，真正能让变压器得到合理的经济运行，既可为国家节省大大的电能，从而也可大大地为企业提高用电效率，减少损失乃至提高经济效益。