配电变压器经济运行性探究

配电变压器经济运行性探究

王德志

国网山东省电力公司菏泽市定陶区供电公司 山东菏泽 274100

摘要：变压器运行的经济性直接影响着电力企业的经济效益，所以必须要注重对配电变压器的经济运行研究，计算出变压器经济运行的范围，进而在运行的过程中进行合理的控制。本文主要对配电变压器的经济运行进行分析。

关键词：配电变压器；经济运行；探究

电力系统运行时会产生功率损耗，同时，系统中配电变压器数量庞大且运行周期长，所带来的损耗是不容忽视的。所以，在保障供电质量与供电安全的前提下，如何提高供电效率，减少功率损耗是配电变压器经济调度运行措施的主要方向。

1.我国配电变压器的使用情况分析

变压器是电力系统中十分重要的一种设备，其直接关系着电力系统的运行状况。配电变压器通常位于电力系统的末端网络，起着电能传输、分配的作用。在电力系统中，配电变压器的数量很大，其有效的确保了我国电力系统的长期稳定运行。配电变压器在运行的过程中会产生一定的能源损耗，其具体分为有功损耗以及无功损耗，这两种损耗方式消耗了大量的电力能源，造成了十分严重的经济损失。

我国电网根据相应的标准使用的变压器主要有以下几种规格：10kV以下、10kV或者是35kV。电力系统在运行的过程中因为配电变压器而产生的能源损耗极大，通常情况下，配电变压器的能源损耗主要来源于变压器空载、轻载以及线圈线损等。对于配电变压器造成的能源损耗问题，最大的解决方法使更换新型的低能耗配电变压器，但是我国电网的分布较广，最主要的10kV配电网中使用了大量的老式配电变压器，需要投入大量的资金，并且会对于大范围内的电力能源供应产生影响。此外国内一些电力企业在进行电力工程项目施工的过程中，为了降低项目的施工成本，选用了老式的配电变压器，这样看似能够降低项目的施工成本，但是在项目投入使用后因为变压器造成的能源消耗反而会不断积累增加，长期以往，会给电力企业带来极大的经济损失。一部分电力企业在项目施工的过程中只重视项目的施工技术，想要通过一次性的经济投资来降低后期的投入，施工单位认为使用的是性能先进的设备，因此在后期忽视了对于变压器的定期养护与保养，导致了变压器性能不断下降。

2.影响变压器的经济运行的主要因素

变压器在运行的过程中其系统中的电压、温度以及三项负荷之间的状态将会影响到变压器的内部能源损耗，除此之外，变压器的负载状态也会对变压器的能源损耗产生影响。变压器运行的过程中，其主要的电压损耗是变压器的有功损耗，其具体的损耗量与变压器的电压的二次方成正比例关系，因此在变压器运行的过程中，加强对变压器内部电压的控制能够有效的降低变压器的有功损耗值。除了用功损耗以外，变压器运行的过程中还会产生一定的无功损耗。针对变压器的无功损耗，在运行的过程中应当对额定短路电压以及负荷电流大小的控制，进一步降低电压器中的无功损耗值。对于变压器中的符合功率，在变压器运行的过程中会伴随着电路供电能力的变化而发生相应的改变。也就是说当电网的功率因素降低时，电路中设备的供电能力也会随之发生相应的下降，并且还会导致电网中的电压发生频繁的波动，进而导致电路中的电能损耗量进一步增加。针对变压器的三项负荷平衡而言，在变压器的三项负载完全平衡状态下，其产生的电能损耗将会是最低的，一旦变压器的三相负荷发生变化，那么变压器的整体平衡也会发生相应的改变，导致电路中的电能损耗进一步的增加。此外，变压器电路中的能源损耗也会随着变压器的电路温度变化而发生相应的改变，在研究中发现，每当变压器降低一个单位的温度那么变压器的负荷损耗的电能就会降低0.3%左右。

3.配电变压器经济运行措施

3.1配电变压器运行环境改善

配电变压器运行的寿命与运行时周围的温度有很大的关系，配变电压器运行的温度超过正常温度，就会缩短寿命。另外，温度过高就会导致配变自身电阻增加，相应的负载损耗会加大。所以，对配电变压器的运行环境改善，降低电压器运行温度，不仅能够延长配电变压器的寿命，也会减少配电变压器的负载功率损耗。

3.2提升配电变压器的功率因数

在我国现有电力系统中，一般低压电网的配电变压器功率因数偏低，导致大量电能损耗，从而影响配电变压器的经济运行。配电变压器的功率因数与其有功功率成反比关系。所以，通过减少配电变压器的容量来提升功率因数，就可以达到提高配电变压器的供电效率。

3.3合理选型与分配配电变压器

在配变电压器选型方面，要综合技术、资金等方面考虑，以S11、S15、非晶合金等节能型配电变压器优先选择。节能型配电变压器的空载功率损耗比普通的变压器降低约28%，达到了经济运行效果。

配电变压器的容量分配根据负荷的变化，达到经济调度运行的目的。比如农村电力系统，变压器负荷高峰期持续时间短，且负荷高峰较少，变压器容量分配依据最大负荷分配，就会出现“大马拉小车”现象；但是按轻负荷来分配，在用电高峰期就会导致“严重过负荷”。为了达到经济调度运行，就要结合供电实际特性，对变压器进行合理分配。

3.4加强对配电变压器管理

加强对变压器的管理也是提升配电变压器经济运行的关键。对一些要淘汰的配电变压器要立即淘汰，防止变压器运行中会造成更大的电能损耗，而对配电变压器的改造和更换相对于电能的损耗收益更大，因此必须要注重对配电变压器的管理。同时对于空载运行的变压器要及时进行停运和切除。部分配电变压器的负荷变化大，同时管理意识不强，所以很多配电变压器在非特殊时期一直处于空载运行的情况，进而造成电能的损耗。因此需要对空载运行配电变压器进行排查，并及时切除这些空载变压器，降低电能损耗。除此之外，还需要注重对用电的合理规划，对使用的负荷进行合理调整，防止因为用电高峰以及低负荷间的负荷差加大，可以通过适当的调整轻载时间，保证用电负荷保持在经济负荷范围。

3.5优化配电变压器三相负荷平衡

变压器三相负荷平衡时，其负载的功率损耗为：Pk=3I2R 式中，I表示变压器二次负载相电流；R表示变压器相电阻。三相负荷不平衡时，变压器的负载损耗为：P'k=(I2a+I2b+I2c)R当变压器三相负荷不平衡达到最大程度时，即Ia=3I，Ib=Ic=0时，这时变压器的损耗是：P'k=(3I)2R=9I2R 从中可以看出，三相负荷不平衡状态到极限时，其功率损耗是其平衡时的3倍。同理，三相负荷不平衡最大程度时，无功损耗也是平衡时的3倍。

在实际运行中，规定三相电流平衡度在配电变压器的出口中不能大于10%，所以，在相应的电流不平衡度在分支线路不能超过20%。因此，对电网结构要合理规划布设，还应在电网负荷端加强测试，通过对三相平衡电流的定期测量，对发现的问题做出及时处理。除此之外，通过在线监测系统对配电变压器进行长期监测，做到对配电变压器三相符合调度分配及时，保证了配电变压器的实施运行工况，起到降低节能经济消耗的目的。

3.6采取合理无功补偿

了解到配电变压器的负荷波动性的特点，对无功补偿装置的合理增加，比如SVC或者SVG等装置，科学地选择装置分布位置。通过对装置进行集中补偿和对电力负荷就地补偿等措施，来对配电变压器系统降低损耗。同时也对变压器的功率进行提高，对变压器自身运行中所消耗的功率进行降低。这样能够提高整个配电变压器的电能输出功率，从而达到节能降低消耗的效果。

4.结语

通过对配电变压器功率损耗经济容量的分析，从理论上达到对配电变压器的经济运行。通过提高功率因数、合理分配容量，三相负荷平衡等技术措施，达到对配电变压器经济调度运行，这对我国今后的配电网的经济运行提供借鉴。

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