变压器经济运行方式的应用和分析

.变压器经济运行方式的应用和分析 陈松波 广东省普宁市电力工业局(515300) 摘要：变压器能否经济运行，关系到供电企业的效益。本文从理论角度分析了变压器的经济运行，如同容量和不同容量变压器的并列运行时如何经济运行，并提出了农网变压器容量的选择。 关键词：变压器经济运行应用分析 1 前言 变压器作为电力系统运行的主要设备，在变换电压及传递功率的过程中，自身要产生有功功率损耗和无功功率损耗。变压器的有功功率和无功功率损耗又与变压器的技术特性有关，同时又随着负载的变化而产生非线性的变化，变压器的损耗在电网中的线损所占的比例较大，尤其是轻负荷时占的比例更大。据统计，变压器的损耗在中低压电网中线损约占2%3%，电网中存在一定数量轻载运行的变压器，所谓大马拉小车的现象，对降损节能不利。因此，必须根据变压器的有关技术参数，通过合理地选择运行方式，加强变压器的运行管理，充分利用现有的设备条件，以达到节约电能的目的。本文就变压器的经济运行理论来分析变压器的有功功率损耗，确定其经济运行方式。 2 变压器的负载与损耗的关系 变压器的有功功率损耗是由空载损耗和负载损耗两部分组成的，空载损耗是一个常数，它不随变压器负载的变化而变化。而负载损耗则与变压器负载的平方成正比，在一定的负载下，变压器的有功功率损耗可用下式表示： P=P0+Pf 式中P-总的有功功率损耗 P0-空载有功功率损耗 Pf-在一定负载下的负载有功功率损耗 变压器铭牌给出了空载损耗P0和额定负载损耗Pk，所以，可知变压器在一定负载为S时总的有功功率损耗可用下式表示： P=P0+(S/Se)2Pk 式中 Se-变压器的额定容量 3 不同运行方式下变压器有功功率损耗的比较 3.1两台相同容量变压器的运行方式 此方式可以是单台变压器运行(条件是变压器的负载不大于其中一台变压器的容量)和两台变压器并列运行。假设变压器单台运行时，变压器的负载为S，则此时改为两台变压器并列运行时变压器的总有功功率损耗为： P2T=2P0+(1/4)(S/Se)2Pk 如果两台变压器的负载由一台变压器单独运行，另一台备用，则此时变压器的有功功率损耗为： P1T=P0+(S/Se)2Pk 令P1T=P2T，则可求得单台变压器带全部负载运行与两台变压器并列运行时，总的有功功率损耗相等时的临界负载S为：设实际负荷为S，当SS时，单台变压器带全部负载运行的总有功功率损耗小于两台变压器并列运行的总有功功率损耗；当SS时，则两台变压器并列运行较为经济。例如我局某35kV变电所，两台变压器的型号和技术参数都为：S7-6300/35，P0=8.1kW，Pk=41kW，代入上式可求得S=3960kVA。即当负载达到4000kVA时，投入两台变压器并列运行较为经济。 3.2两台不同容量变压器的运行方式 此方式可以是由一台变压器运行(条件是负载不大于较小一台变压器的容量)和两台并列运行，假设变压器一台运行时负载为S，两台变压器容量分别为SAe和SBe，且SBeSAe，其对应的损耗分别如PA或PB表示，则其运行方式可以是A台或B台变压器单独运行或是AB两台变压器并列运行，其总的有功功率损耗分别为：(1)A台单独运行转B台单独运行的临界负载为：(2)A台单独运行转A、B两台并列运行的临界负载为：(3)B台单独运行转A、B两台并列运行的临界负载为：经过上面的分析可知当SA-ABSAe时，则A台单独运行转A、B两台并列运行就无意义。所以，当负载SSA-B时，则由A台单独运行，当SA-BSSB-AB时，则由B台单独运行，当SSB-AB时则由两台并列运行，就能够减少变压器的有功功率损耗。例如，我局某110kV变电所，两台变压器的型号和技术参数分别为：A台为SF7-20000/110，PA0=25kW，PAK=98kW,UAK%=10.1%，B台为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，即当负载小于15000kVA左右时，可由A台变压器单独运行，B台变压器作为备用；当负载大于15000kVA而小于21200kVA时，则可以选择B台单独运行，A台作为备用或A、B两台变压器并列运行；而当负载大于21200kVA时，则应选择A、B两台变压器并列运行，这样才能使变压器总的有功功率损耗较小。 3.3农网改造中配电变压器容量的选择 农网改造中一些农村用电负荷，其高峰负荷时间较短而轻负荷时间较长，所以应根据农村用电负荷的实际情况，合理选择配电变压器的容器，避免大马拉小车的现象，以减少变压器的有功功率损耗。这时，可根据农村用电负荷的实际高峰负荷时间，来确定配电变压器的容量。假设一天中某村用电高峰负荷为S1，时间为T小时，轻负荷为S2，则其时间应为24-T小时，在这情况下，若选择容量较小的配电变压器容量为SAe，较大的为SBe，则其一天中变压器的有功损耗分别为：若使WA=WB，则可求出高峰负荷的时间T/为:T/=24若实际农村照明负荷最大负荷小时TT时，则应选择容量较小的配电变压器，而TT时，则应选择容量较大的配电变压器进行安装，这样能够减少配电变压器的有功功率损耗，实现配电变压器的经济运行。 4 结论 (1)对于安装有两台变压器的变电所，工厂、酒店等其他一些公共场所，则应根据变压器现有的技术参数，结合实际负载情况，选择合理的变压器运行方式，能够实现变压器的经济运行，减少变