浅谈变压器的节电方式

浅谈变　压器的节电方式　唐玉庆　（上海嘉德环境能源科技有限公司　辽宁沈阳１１０１７９）　摘要：变压器是电力系统必不可少的设备之一，在出厂前都经过了严格的设计计算，省电节能方面也做了充分的研究设计　但　在生产运行中，如果使用不当就会使得变压器的内损加大。为使变压器的工作效率最优化，对变压器在生产运行中的节电方式进行浅　谈。　关键词：变压器；节电；内损　变压器是电力系统中的主要设备之一，既是电力输送的设　变压器投入工作状态；当负荷电流大于最高额定电流变压器时，　备，又是电能消耗的设备。虽然变压器的工作效率非常高，但由　于变压器的用途广，使用范围宽，并且我国电力电网中目前仍工　作有相当数量的高内损耗变压器，变压器本体消耗的电能仍是特　别大的。据初步的估计，我国每年所有变压器的本体内损的电能　共占总发电量的５％以上，所以，降低变压器的内损耗，既是变　压器制造厂家，也是变压器用户共同关心的问题。　变压器节电运行主要依托于变压器的研究设计、制造、运行　等多个方面，合理设计变压器配电的经济容量、提高变压器的工　作效能，实现变压器的经济运行便是变压器节电的重要方式之　一。事实证明，即便是高节能低内损变压器，如果工作不当，那　么工作效率也不能达到理想化，所以变压器的节电工作方式值得　探讨研究。据计算，全国开展变压器节电运行可使变压器的内损　耗降低１０％，那么每年节省电力资源在３Ｏ亿ＫＷ．Ｈ以上。　依据生产负荷而确定的变压器容量，可以是一台或多台变压　器。对于两台及两台以上并联工作的变（配）电站，在相等负荷　条件下，变压器并联工作的内损不但与各台变压器的相关参数性　能有关，并且也与各台变压器的负荷分配有关。为了避免生产中　因为变压器出现的故障迫使生产停止，所以很多设备用户都会安　装有两台以上变压器作为生产备用，这些变压器平时处于不工作　状态，被称作“冷”备用，当工作中的变压器出现故障时立即启　动备用变压器。　为加大变压器的工作效率，国外很多厂商已经改“冷”备用　为“热”备用，即生产中主变压器与备用变压器同时工作，这样　就会使得每台变压器都工作，并且工作负荷都相对较低，进而留　有备用容量。如果工作中的变压器有一台出现故障便会自动切除　工作状态，而其它变压器仍处于正常工作状态，也不会超负荷运　行。这样做具有以下优点：　１、变压器并联工作能够将生产负荷分到单台变压器本体，　这样就会使所有变压器的内损和减到最低。　２、并联后，因为单台变压器所承受的负荷减小，这样就会　使得温升高的变压器大幅降低，温升低的变压器小幅度降低。除　此之外，温度降低可使变压器的绝缘老化风险降低，进而使用寿　命大大增加。　３、可以优化变压器的电压调整率，提高电网品质。电网稳　定，使电容器的工作率提高，无功补偿效果好。　４、对于用户生产具有可控性，当某台变压器出现问题时，　其他变压器仍可以继续工作运行。　５、对于用户生产具有弹性，当后期有新设备投入时，变压　器会随着新设备负荷增大而增加，节省建设投资。　国内大多数配电站通常根据负荷电流的多少决定变压器的　工作数量及工作方式，以降低变压器内损，即变压器总的负荷电　流小于或等于最低额定电流变压器的时候，单独使最低额定电流　变压器投入工作状态；当负荷电流大于最低额定电流变压器的额　定电流并且小于最高额定电流变压器时就单独使最高额定电流　才将两台变压器并联工作，以此降低交压器内损，这种方式不科　学，原因在于只考虑到变压器的空负荷内损，而忽略了变压器的　负载内损。因为，当负荷电流较小时，空载损耗是变压器的主要　部分，此时应考虑空载损耗来降低变损，而当负载电流达到一定　的数值时，负载损耗就变成了变损的主要部分，这就应主要思考　如何通过降低负载损耗来降低变损了。　变损由空载损耗及负载损耗组成，变损依环境及负荷电流的　变化而变化。对于任意一台变压器，当周波、电压及波形一定时，　空载损耗与负载电流Ｉ大小无关，而负载损耗ＰＺ与负载电流Ｉ　的平方成正比，即　Ｐｚ－Ｐｋ　Ｉ２／ＩⅡ２＝３Ｕ．２ｐｋ？／ｓｅ　，单位Ｋｗ　其中：ｓ广变压器额定容量，单位Ｋｖ．Ａ　Ｕｎ——二次侧电压，单位Ｖ　Ｉｎ——二次侧电流，单位Ａ　Ｐ广额定电流时的短路消耗，单位Ｋｗ　当一台变压器工作时，其变损为　Ｐ（Ｉ）＿Ｐｏ＋Ｐ　’ｏ＋ＰｋＩ２／Ｉｎ２，单位Ｋｗ　其中：Ｐ０一空载损耗　例如两台变压器Ｂ１和Ｂ２的空载损耗、短路损耗、二次侧电　流、阻抗电压分别为：　Ｂｌ：Ｐ０１、Ｐｋ１、Ｉｎｌ、ｕｚ１；Ｂ２：Ｐ０２、Ｐｍ、　１．２、Ｏｚ２　当负荷电流为Ｉ时，单台投运Ｂ】和Ｂ２，其变损分别为：　Ｐ１（Ｉ）－ＰＯ１＋Ｐｚ－ＰＯ＋Ｐｋ１Ｉ　／Ｉ　ｎｌ。　Ｐ２（Ｉ）＿Ｐ０２＋Ｐ：＿Ｐｏ＋Ｐ　Ｉ　ｎ２．　当Ｂ１和Ｂ２并列运行时，其变损为：　Ｐ（Ｉ）＝Ｐｏｌ＋Ｐｏｚ＋（Ｂ　２Ｐｋｌ＋Ｐｚ２）Ｉ２，（ＢＩｎ１＋Ｉｎ２）　其中：Ｂ＝Ｕｚ２　ｚ】　如果Ｂ１和Ｂ２的参数相等，则有Ｐ１（Ｉ）＝Ｐ２（Ｉ），此时，当　Ｉ＞Ｉ。时，两台变压器并列工作变损最小。当ｉ￣＜ｉｏ时，投入单台　变压器工作变损最小。　通常，对于多台变压器的节电控制方式，主要根据负载电流　变损曲线拐点时的变化趋势而决定的，如果负载电流在拐点处波　动，可继续维持原来的工作方式。若负载电流距离拐点逐渐远离，　可改变当前工作方式，对智能控制的配电站，还可由程序控制工　作方式。　因此，为减小变压器内损，变压器应逐步使“冷”备用，为　“热”备用。如果根据负载电流的大小控制投入变压器的台数和　工作方式，那么也应根据各变压器的参数综合确定切换工作方　式。　参考文献：　［１】王世阁，钟洪壁。电力变压器故障分析与技术改进。电　力出版社，２０ｏ４　［２】朱德恒，谭克雄。电绝缘诊断技术。电力出版社，１９９９　时代报告２０１５．７　３１３