配电变压器的经济运行及其选择-变压器产业网

　　Abstract: Introduces the efficiency and loss of the transformer, and describes the means to achieve economic operation of the distribution transformers as well as the matters must pay attention to in the implementation process.

　　Keywords: distribution transformers; economic operation; ion

　　0引言

　　在电力网当中，变压器是其关键部分。由发电至用电，电压上升之后，必须通过4次左右的减压方能将电能输送到百姓家中。在总的网损中，变压器损耗的电能所占比例高达40。而配电变压器就是一种配电系统内依据电磁感应定律转变交流电流与电压，进而对交流电能进行传送的静止电器。一般是安装在配电所内或者是电杆上，可以把6 kV～10 kV的电压调整到大约400 V，之后在传送了用户家中。配电变压器具备长期处在空载或负载运行状态、负载波动较大以及容量比较小等特性，所以配电变压器的损耗比较大。因此，为了能够有效减少对电力系统的损耗，实现资源的充分利用，配电变压器必须实现经济运行。

　　1变压器的效率和损耗

　　变压器有功功率的损耗是由2个部分构成，分别是负载损耗与空载损耗，其中负载损耗和变压器负载的平方之间为正比关系，而空载损耗则是常数，不会因为变压器负载的改变而随之改变。变压器的工作效率受到变压器运行特性和负载性质的影响，换句话讲就是，如果变压器负载的损耗与空载损耗一致，那么变压器工作效率佳[1]。由于变压器的负载利用率，其运行的经济区域通常是1/4或者是1/3，所以变压器的运行状况与负载情况可以任意进行调节，并对其二次电流加以管理与控制，将变压器损耗限制在低水平内，进而确保变压器的经济运行。

　　通常情况下为了能够实现好的节能效果，有2台变压器的系统内，必须对变压器的运行方式进行调整。图1为变压器损耗功率和负载功率的关系，从图中可以发现，负载与Sa一致时，为经济的方式是使用1台变压器。负载比Sa大时，为经济的方式是使用2台变压器。负载与Sb一致时，为经济的方式是使用3 台变压器。由此可见，其中的Sa、Sb是电力系统经济运行中的临界负荷点。

　　图1 变压器损耗功率和负载功率的关系(kw?h)

　　2变压器经济运行方式的分析

　　聚集在一处的变压器较多，那么可以使用的经济运行方式也比较多，且运行效果也就越好。然而在居民小区中集中安装3台配电变压器是不可能的，这主要是由于受到空间与供电半径的制约。通常情况下是集中安装2台配电变压器，其接线方式如图2所示。

　　图2 2台变压器的接线方式

　　在保证供电可靠性的条件下，降低投资成本，可以将高压更换成单进线与单母线运作，并且能够不设置进线的开关[2]。此外，因为低压联络环节的成本投入较小，并能节省大量的高压进线电缆，所以，依据图2的接线方式进行接线，不会增加太多的成本投入。

　　白天，变压器的负荷比较小，所有的负荷可以通过A变压器来带动;晚上，变压器的负荷比较大，所有的负荷可以通过A、B 2台变压器分别带动。因为人们用电存在极为明显昼夜差异，依据相关统计发现，峰谷之间的差异高达6倍，夏季峰谷之间的差异更为明显，所以，利用上图中的变压器具有较好的经济运行效果。依据上图2的运行方式，把10 kV 630 kVA的变压器2台来替代10 kV 1 250 kVA的变压器，通过计算，在当前的电价状况下，在5 a之内就能将多投入的成本回收回来，经济效益较好。

　　3明确变压器运行转折点

　　在1个小区中，往往会出现参数相似、容量一致的2台变压器，这种情况是极易实现的。那么在A变压器独自运作的过程中，在某种条件下，加入B变压器，进而形成A、B 2台变压器一同运作，它们的综合功率损耗分别为△PZA与△PZAB，以下为其计算公式：

　　△PZA=P0ZA+(S/SN)2PKZA ， (1)

　　△PZAB=P0ZAB+(S/2SN)2PKZAB ， (2)

　　公式中：P0ZAB=P0ZB+P0ZA ，

　　PkZAB=PkZB+PkZA。

　　PZAB等于PZA，将上述公式(1)与公式(2)求解，后能够获得综合功率临界点的负载功率SLZAB。

　　SLZAB=2SN

　　(3)

　　把公式(1)与公式(2)的特点曲线绘制在图3中，公式(3)所求出的值SLZAB就是两条曲线的汇合处。

　　式中，PZA为A变压器的功率，kW;P0ZA为A变压器的零负载功率，kW;S为负载功率，kW;SN为零负载功率，kW;PKZA为A变压器的输出功率，kW;△PZA为A变压器的综合功率损耗，kW;△PZAB为A与B变压器的综合功率损耗，kW;PKZAB为A与B变压器的输出功率，kW;P0ZAB为A与B变压器的零负载功率，kW。

　　图3能发现两种状况：

　　a)如果SLZAB小于SN，那么与图3(a)所示，该条件下2条曲线的汇合处L1处于SN的左边。那么如果S大于SLZAB时，1台A变压器的运作比较经济划算;如果S等于SLZAB时，A与B 2台变压器一起运作较为经济划算;

　　b)如果SLZAB大于SN时，那么与图3(b)所示，该条件下2条曲线的汇合处L2处于SN的右边。那么变压器达到满载之前采取1台A变压器单独运作比较经济划算;变压器达到满载之后采取A与B 2台变压器一起运作较为经济划算。

　　(a) (b)

　　图3 1台变压器与2台变压器并列运作临界负载的功率

　　4.配电变压器经济运行中注意的事项

　　a)笔者上述所介绍的只是其中的一种方式，在实际的工作中，变压器的选择必须依据负荷预测的方式对其进行准确的计算，从而选择运行方式好且技术参数佳的配电变压器[3];b)如果不断的对变压器或者开关进行操作，那么将会对其带来一定的破坏，且使得检查与维修成本相应提升，所以，应该选择适合经济运行方式变化的频度以及时间;c)继电保护装置和控制装置应该相匹配，预防由于故障合开关等因素而造成的事故。此外，在实际的工作中，应该结合具体状况进行仔细分析，且加强经济运行管理力度。

　　5.配电变压器的选择

　　配电变压器要想实现运行的经济性，除了要对变压器运行方式进行选择之外，还必须注

　　意变压器的选取。随着社会的不断发展与科学技术的进步，已经不再对S9变压器进行推广使用了，现今通常是选用非晶合金变压器和S11变压器。其中非晶合金变压器是目前系统电能损耗低的一种节能型的变压器，与相同容量的S9变压器相比，其空载损耗降低了60，即使非晶合金变压器的价格比S9变压器高，但是两种型号变压器价格上的差价，通常能在之后6 a～7 a中，通过减少损耗而缩减支付的电费加以抵扣，因此，对于条件的地区可以优先选择该种变压器。S11型卷铁心变压器与S9变压器相比，其空载损耗降低了 20～30，，具备重量较轻、工艺单一、便于维护、体积较小、节能效果较好以及运作费用少等特点，在一些电网改造工程中，可以大力推广运用该种变压器 [4]。

　　6.结语

　　在对电网进行改造的过程中，必须对负荷的发展情况加以思考，选取容量较大的变压器。结合实际经验发现，在一些拥有2台或者2台以上变压器的地区，负荷较低时，只要对其进行较小的调节，且1台变压器就能带动之前需要2台变压器的负荷，将另一台停止运作，电力供应的范围大约在500 m以内。对变压器负荷进行有效的调节，可以达到配电变压器的经济运行，这种方式是达到经济运作的一种重要方式。

　　参考文献：

　　[1]李维萍,张弛,王赛一.中压配电变压器经济容量的改进TOC法研究[J].华东电力, 2010(06):28-29.

　　[2]王一佳.浅谈配电变压器的运行维护及管理[J].科技创业家,2013(02)：45-46.

　　[3]董渝涛.配电变压器节能措施的研究[J].重庆工商大学学报(自然科学版),2009(02)：23-24.

　　[4]郝治国，赵学文，张保会.变电站变压器经济运行实时监控系统[J].继电器,2008(1)：18-21.