电气信息化工程管理与财务知识分析体系

1、PAGE PAGE 48 2008 届毕毕业设计（论论文） 材 料 系 、 部： 电气与信息息工程系 学生姓名： 谢谢娟 指导教师： 曹曹志平 职 称： 讲师 专 业： 电气自动动化 班 级： 05044 学 号： 40100504033 2008年5月月材料清单1、毕业设计（论论文）课题任任务书2、指导教师评评阅表3、答辩及最终终成绩评定表表4、毕业设计说说明书5、附录材料2008 届届毕业设计（论论文）课题任任务书系： 电气与信信息工程系 专业业：电气自动动化技术 指导教师曹志平学生姓名谢娟课题名称配电变压器经济济运行的研究究内容及任务1. 查阅本课课题相关资料料2. 了解配电电变压器经济

2、济运行区的确确定3. 分析变压压器的负载调调整对变压器器经济运行的的影响4. 综合整理理，论文撰写写，完成设计计拟达到的要求或或技术指标1.变压器的基基本结构与工工作原理2.变压器经济济运行的基本本概念3.配电变压器器经济运行研研究4.负载调整对对经济运行的的影响5.变压器间负负载的经济分分配6.科学管理和和变压器经济济运行进度安排起止日期工作内容备注2008.033.1022008.003.242008.033.2522008.004.152008.044.1622008.005.072008.055.0822008.005.182008.055.1922008.005.23下达任务书、收收

3、集资料、熟熟悉毕业设计计课题总体方案设计编写毕业设计说说明书教师评阅设计，学学生进行总结结、准备答辩辩毕业设计答辩主要参考资料1 王英英，郭小红，同同步发电机与与变压器原理理及运行，太太原电力高等等专科学校，11995：22028，2 胡景生生等著，变压压器经济运行行，中国电力力出版社，北北京，199993 李永，三三绕组变压器器经济实用计计算，节能，220006：29314 丁毓山山，高松，变变压器最佳容容量确定和经经济运行，中中国水利水电电出版社，11996：111125 许建军军，两部制电电价与变压器器的经济运行行，铜业工程程，20000016 李小安安，配电变压压器无功功率率的消耗与节

4、节能，电工技技术杂志，119992：45477 徐建政政，凌云，并并列运行变压压器经济运行行模式分析，电电力自动化设设备，2000198 魏胜宏宏，并列运行行变压器经济济运行方式的的自动控制，节节能技术，2200103教研室意见年 月 日日系主管领导意见见年 月 日日湖南工学院20008 届毕业业设计（论文文）指导教师师评阅表系：电气与信息息工程系 学生姓名谢娟学 号4010504403班 级0504专 业电气自动化技术术指导教师姓名曹志平课题名称配电变压器经济济运行的研究究评语：（包括以以下方面，学习态度、工工作量完成情情况、材料的的完整性和规规范性；检索和利用用文献能力、计计算机应用能能力

5、；学术水平或或设计水平、综综合运用知识识能力和创新新能力；）是否同意参加答答辩：是 否否指导教师评定成成绩分值：指导教师签字： 年 月 日日湖南工学院20008 届毕业业设计（论文文）答辩及最最终成绩评 定 表系（公章）： 学生姓名谢娟学号4010504403班级电气0504答辩日期课题名称配电变压器经济济运行的研究究指导教师曹志平成 绩 评 定定分值评 定小计教师1教师2教师3教师4教师5课题介绍思路清晰，语言言表达准确，概概念清楚，论论点正确，实实验方法科学学，分析归纳纳合理，结论论严谨，设计计（论文）有有应用价值。30答辩表现思维敏捷,回答答问题有理论论根据，基本本概念清楚，主主要问题回

6、答答准确大、深深入,知识面面宽。必答题40自由提问30合 计100答 辩 评 分分分值：答辩小组长签名名：答辩成绩a： 40指导教师评分分值：指导教师评定成成绩b： 60最终评定成绩： 分分数： 等等级：答辩委员会主任任签名： 年 月 日说明：最终评定定成绩a+b，两个成绩的百百分比由各系自己确确定，但应控控制在给定标标准的10左右。 2008届毕业业设计说明书书 配电变压器经济济运行的研究究 系 、 部： 电气与信息息工程系 学生姓名： 谢谢娟 指导教师： 曹曹志平 职称称 讲师 专 业： 电气自动动化技术 班 级： 05044 完成时间： 22008年55月 摘 要变压器在整个国国计民生中

7、是是一种应用极极广的耗能设设备。变压器器是电力生产产过程中的主主要电器。变变压器在变压压和传递电功功率时，其自自身要产生有有功功率损失失和无功功率率消耗。由于于变压器台数数多、总容量量大，所以在在发、供、用用电过程中变变压器总的电电能损失约占占整个电力系系统损失的330%左右。因因此，全面开开展变压器经经济运行是实实现电力系统统经济运行的的重要环节。变压器在变换电电压及传递功功率的过程中中，自身将会会产生有功功功率损耗和无无功功率损耗耗。变压器的的有功功率和和无功功率损损耗又与变压压器的技术特特性有关，同同时又随着负负载的变化而而产生非线性性的变化。因因此，本文通通过对 HYPERLINK l

8、 变压器器运行中损耗耗的分析，计计算，总结出出在实际运行行过程中如何何控制变压器器的负荷大小小，以减少变变压器自身的的损耗节约电电能，降低成成本，基本达达到了我们想想要的最终效效果。关键词： 变变压器；空载损耗；短短路损耗；经经济运行AbstracctThe traansforrmer iis onee kindd of aappliccationn extrremelyy broaad connsumess enerrgy thhe equuipmennt in the eentiree natiional econoomy annd thee peopples livellihoodd.

9、Thee trannsformmer iss in tthe ellectriic powwer prroducttion pprocesss maiin eleectricc applliancee. Traansforrmer wwhen llive ppressuure annd traansmisssion electtric ppower, its own mmust hhave tthe acctive powerr losss and the rreactiive poower cconsummptionn. Beccause the ttransfformerr Taiwwan

10、 nuumber are mmany, the aaggreggate ccapaciity iss big, therreforee in ssends, for, usess elecctriciity inn the proceess thhe traansforrmer ttotal electtricall enerrgy looss too apprroximaately compoose abbout 330% whhich tthe enntire electtricall poweer sysstem lloses. Therreforee, commpreheensivee

11、ly deevelopps thee trannsformmer ecconomyy moveement realiizes tthe ellectriical ppower systeem ecoonomy movemment iimporttant llink.The traansforrmer iin thee trannsformmationn volttage aand inn the transsmissiion poowerss proccess, oneseelf wiill haave thhe acttive ppower loss and tthe reeactivve

12、powwer looss. TTransfformerrs acctive powerr and the rreactiive poower llose wwith ttransfformerrs teechniccal chharactteristtic reelatedd, simmultanneouslly hass the misallignmeent chhange alongg withh the load changge. Thherefoore, tthis aarticlle thrrough the aanalyssis whhich lloses to thhe traa

13、nsforrmer mmovemeent, tthe coomputaation, how summaarizess to ccontrool traansforrmerss loadd sizee in tthe acctual movemment pprocesss, reeducess trannsformmer owwn losss to save the eelectrrical energgy, reeducess the cost, has achieeved tthe fiinal eeffectt whicch bassicallly we want. Key worrd:

14、Trannsformmer; NNo-loaad losss; Shhort ccircuiit losss; Thhe ecoonomy movess目录TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc199155449 1 绪论 PAGEREF _Toc199155449 h 112 HYPERLINK l _Toc199155450 1.1 课题题研究的目的的与意义 PAGEREF _Toc199155450 h 12 HYPERLINK l _Toc199155451 1.2 变压压器经济运行行概论 PAGEREF _Toc199155451 h 12 HYPERLIN

15、K l _Toc199155452 1.3 变压压器经济运行行现状 PAGEREF _Toc199155452 h 13 HYPERLINK l _Toc199155453 1.4 本文文主要工作 PAGEREF _Toc199155453 h 13 HYPERLINK l _Toc199155454 2 变压器的的基本结构与与工作原理 PAGEREF _Toc199155454 h 14 HYPERLINK l _Toc199155455 2.1 变压压器的基本结结构 PAGEREF _Toc199155455 h 14 HYPERLINK l _Toc199155456 2.2 变压压器的

16、工作原原理 PAGEREF _Toc199155456 h 14 HYPERLINK l _Toc199155457 3 变压器经经济运行的基基本概念 PAGEREF _Toc199155457 h 16 HYPERLINK l _Toc199155458 3.1 技术术参数 PAGEREF _Toc199155458 h 16 HYPERLINK l _Toc199155459 3.2 变压压器的功率损损耗 PAGEREF _Toc199155459 h 17 HYPERLINK l _Toc199155460 3.2.1 有功功率损损耗 PAGEREF _Toc199155460 h 17

17、 HYPERLINK l _Toc199155461 3.2.2 无功功率消消耗 PAGEREF _Toc199155461 h 18 HYPERLINK l _Toc199155462 3.2.3 综合功率消消耗 PAGEREF _Toc199155462 h 19 HYPERLINK l _Toc199155463 3.3 变压压器间技术特特性分析 PAGEREF _Toc199155463 h 20 HYPERLINK l _Toc199155464 3.3.1 容量相同双双绕组变压器器间技术特性性优劣的判定定 PAGEREF _Toc199155464 h 21 HYPERLINK l

18、 _Toc199155465 3.3.2 容量不同双双绕组变压器器间技术特性性优劣的判定定 PAGEREF _Toc199155465 h 23 HYPERLINK l _Toc199155466 4 配电变压压器经济运行行研究 PAGEREF _Toc199155466 h 25 HYPERLINK l _Toc199155467 4.1 变压压器的最佳负负荷系数 PAGEREF _Toc199155467 h 25 HYPERLINK l _Toc199155468 4.2 变压压器经济容量量的确定 PAGEREF _Toc199155468 h 27 HYPERLINK l _Toc19

19、9155469 4.3 变压压器经济运行行区的确定 PAGEREF _Toc199155469 h 28 HYPERLINK l _Toc199155470 5 负载调整整对经济运行行的影响 PAGEREF _Toc199155470 h 31 HYPERLINK l _Toc199155471 5.1 调整整负载曲线 PAGEREF _Toc199155471 h 31 HYPERLINK l _Toc199155472 5.2 调载载节能计算原原理 PAGEREF _Toc199155472 h 32 HYPERLINK l _Toc199155473 5.3 调整整日负载曲线线 PAGE

20、REF _Toc199155473 h 33 HYPERLINK l _Toc199155474 5.4 实例例计算 PAGEREF _Toc199155474 h 33 HYPERLINK l _Toc199155475 6 变压器间间负载的经济济分配 PAGEREF _Toc199155475 h 36 HYPERLINK l _Toc199155476 6.1 容量量相同的变压压器间负载的的经济分配 PAGEREF _Toc199155476 h 36 HYPERLINK l _Toc199155477 6.1.1 两台变压器器间负载的经经济分配 PAGEREF _Toc19915547

21、7 h 36 HYPERLINK l _Toc199155478 6.1.2 多台变压器器间负载的经经济分配 PAGEREF _Toc199155478 h 37 HYPERLINK l _Toc199155479 6.2 容量量不同的变压压器间负载的的经济分配 PAGEREF _Toc199155479 h 38 HYPERLINK l _Toc199155480 6.2.1 两台变压器器间负载的经经济分配 PAGEREF _Toc199155480 h 38 HYPERLINK l _Toc199155481 6.2.2 多台变压器器间负载的经经济分配 PAGEREF _Toc199155

22、481 h 39 HYPERLINK l _Toc199155482 6.3 变压压器负载经济济分配节约功功率的计算 PAGEREF _Toc199155482 h 40 HYPERLINK l _Toc199155483 7 科学管理理和变压器经经济运行 PAGEREF _Toc199155483 h 41 HYPERLINK l _Toc199155484 7.1 变压压器制造和经经济运行 PAGEREF _Toc199155484 h 41 HYPERLINK l _Toc199155485 7.2 变压压器更新和经经济运行 PAGEREF _Toc199155485 h 41 HYPE

23、RLINK l _Toc199155486 7.3 技术术管理和经济济运行 PAGEREF _Toc199155486 h 41 HYPERLINK l _Toc199155487 8 总 结 PAGEREF _Toc199155487 h 43 HYPERLINK l _Toc199155488 参考文献 PAGEREF _Toc199155488 h 444 HYPERLINK l _Toc199155489 致 谢 PAGEREF _Toc199155489 h 4551 绪论1.1 课题题研究的目的的与意义能源是人类社会会赖以生存的的物质基础，是是国民经济发发展的动力。随随着国民经济济

24、的发展，能能源越来越被被人们所关注注。变压器在整个国国极民生中是是一种应用极极广的耗能设设备。变压器器是电力生产产过程中的主主要电器。一一般地说，从从发电、供电电一直到用电电，需要经过过三至四次变变压器的变压压过程。因此此不仅变压器器的总台数要要超过发电机机的总台数，同同时运行变压压器的总容量量也远超过运运行发电机的的总容量，并并且也超过运运行电动机的的总容量。 尽尽管如此，但但因其数量多多，容量大，所所以在广义电电力系统运行行中，变压器器总的电能损损耗约占发电电量的10%左右。这对对全国说，意意味着全年变变压器总的电电能损耗为11000多亿亿KWh，这这相当于一个个较大电力系系统的发电量量。

25、变压器损损耗约占电力力系统线损的的50%左右右，在农电系系统中变压器器损耗约占农农电网中损耗耗的60%70%。因因此，开展变变压器经济运运行，降低变变压器损耗，是是实现电力系系统经济运行行的重要环节节，是节约电电能的一个重重要手段，开开展对变压器器经济运行的的研究是非常常必要的。由于在我国，配配电变压器为为10/0.4KV双绕绕组三相变压压器，绝大多多数情况下设设计为三台以以下运行，因因此本次设计计变压器的经经济运行研究究也仅限于双双绕组变压器器的研究。1.2 变压压器经济运行行概论变压器作为一种种能量转换装装置，在转换换能量过程中中必定产生损损耗，包括初初级绕组的铜铜耗，次级绕绕组的铜耗和和

26、铁芯损耗。但但在实际生产产运行过程中中，我们通常常以空载损耗耗和短路损耗耗来作为衡量量变压器损耗耗的两个重要要参数，以此此为依据，我我们可以方便便的计算出任任意给定负载载时的变压器器效率，控制制变压器的二二次电流，使使变压器经济济运行。 由于变压器技术术特性存在着着差异，并且且变压器的有有功损耗和无无功消耗是随随着负载而发发生非线性变变化的。因此此在变压器运运行方式之间间就存在着择择优选取技术术参数好的变变压器，并且且存在着最佳佳运行方式的的问题。由此此可知，所谓谓变压器经济济运行是指在在确保变压器器安全运行及及传输功能不不变的基础上上，通过优选选运行方式，合合理的分配负负载，改善运运行条件，

27、使使变压器在电电能损耗低的的状态下运行行。所以变压压器经济运行行的实质就是是变压器节电电运行，充分分利用现有设设备条件，通通过择优选取取变压器经济运行行方式，即可可达到节电和和提高功率因因数的目的。1.3 变压压器经济运行行现状变压器经济运行行的理论分析析和生产实践践证明，变压压器存在着经经济运行，那那就是把变压压器经济运行行的优化理论论和定量计算算方法与变压压器各种实际际运行工况密密切相结合，其其结果是变压压器的损耗明明显减少。220年来，我我国一些地区区推广变压器器的经济运行行，取得了较较好的节电效效果，但是由由于没有一个个统一的技术术标准，而且且还有人们习习惯性的错误误认识，所以以普通存

28、在着着不同程度的的变压器低效效运行问题，主主要表现在：（1）凡是一台台变压器能承承担的负载，就就不用两台运运行；（2）凡是小容容量变压器能能承担的负载载，就不用大大容量变压器器运行；（3）如何判定定变压器过轻轻负载（俗称称“大马拉小车车”）的问题，长长期以来都是以变压器容量量利用率来划划分，其结果果不仅不省电电，反而浪费费；（4）认为变压压器是高效率率的设备，开开展经济运行行无潜力可挖挖（5）错误地认认为变压器的的利用率越高高，变压器损损失的电能就就越小（即效效率越高）有关变压器经济济运行问题，沈沈阳工业大学学成立了变压压器经济运行行研究所，胡胡景生教授就就变压器经济济运行方式进进行了系统的的

29、理论分析，并并且通过大量量的实例说明明变压器经济济运行是一种种经济实用的的节电手段。1.4 本文文主要工作在综述了变压器器经济运行方方法研究和应应用现状的基基础上，本文文的主要工作作包括如下几几个方面：在变压器经济运运行的原理基基础上，分析析了变压器经经济运行的几几种不同情况况，讨论如何何把变压器经经济运行原理理与实际相结结合来达到降降低变压器的的电能损耗和和提高电源侧侧功率因数的的目的。并对对变压器经济济运行进行了了研究，考虑虑了负载调整整对经济运行行的影响和变变压器负载的的经济分配。配电变压器在整整个配电网中中数量多，损损耗大。根据据配电变压器器运行的特点点分析讨论其其经济运行方方式。2

30、变压器的的基本结构与与工作原理变压器是一种用用于交流电能能转换的电气气设备。它可可以把一种交交流电压、电电流的电能转转换成相同频频率的另一种种交流电压、电电流的电能。变压器在电力系系统中的主要要作用是变换换电压，以利利于电能的传传输。电压经经升压变压器器升压后，可可以减少线路路损损耗，提提高送电经济济性，达到远远距离送电的的目的；电压压经降压变压压器降压后，获获得各级用电电设备的所需需电压，以满满足用户使用用的需要。2.1 变压压器的基本结结构电力变压器的基基本结构，包包括铁心和一一、二次绕组组两大部分。铁心是变压器的的主磁路，又又是它的机械械骨架。铁心心由铁心柱和和铁轭两部分分组成，铁心心柱

31、上套装绕绕组，铁轭的的作用则是使使整个磁路闭闭和。为了提高磁路的的导磁性能和和减少铁心中中的磁 和涡涡流损耗，铁铁心用0.335毫米厚、表表面涂有绝缘缘漆的硅钢片片叠成。硅钢钢片分冷轧和和热轧两种。冷轧硅钢片又分为无取向和取向两种，其中取向冷轧硅钢片有明显的方向性，即沿着轧制方向的磁性能好，因此目前电力变压器均采用冷轧取向硅钢片。绕组是变压器的的电路部分，它它一般用绝缘缘铜线或铝线线绕制而成。绕组是由截面为为圆形，扁形形的钢，铝导导线绕制而成成，绕组的主主要形式有层层式和饼式两两种形式，层层式绕组的线线匝沿其轴向向依次排列，饼饼式绕组的线线匝在幅向形形成线饼后，再再沿轴向排列列。按变压器铁心和

32、和绕组的配置置来分类，可可分为心式和和壳式两种。心心式结构的特特点是绕组露露出外侧，而而铁心在内侧侧，从绕组绝绝缘上考虑，这这种结构适用用于高电压，壳壳式结构的特特点是在铁心心内侧安放绕绕组，从外侧侧看得见铁心心，这种结构构适用于低电电压大电流的的场合。2.2 变压压器的工作原原理变压器几乎在所所有的输变电电系统中都要要用到，变压压器虽种类较较多，但其工工作原理相同同，只是根据据不同的使用用场合（不同同的用途），变变压器的绕制制工艺会有不不同的要求。变变压器的功能能主要有：电电压变换、阻阻抗变换、隔隔离及稳定（磁磁饱和变压器器）等。变压压器常用的铁铁心形状一般般有E形和CC形。如图2.1是变变

33、压器的原理理图，为了便便于分析，我我们将高压绕绕组和低压绕绕组分别画在在两边。与电电源相联的称称为原绕组（或或初级绕组、一一次绕组），与与负载相联的的称为副绕组组（或次级绕绕组、二次绕绕组）。原副副绕组的匝数数分别为和。则两绕组之间只只有磁的耦合合没有电的联联系。图2.1 变压器的工作原理图图2.1 变压器的工作原理图 当绕组1接上交交变电压时，则则产生交变电电流，根据电电感生磁，磁磁感生电的电电磁感应原理理，将在铁心心中激励与电电源电压频率率相同的交变变的磁通，交交变磁通在绕绕组1和绕组组2中将产生生同频率的感感应电势和，在如图2.1所示的正正方向下，由由电势感应定定律可知22.122.2则

34、，当改变原、副副绕组的匝数数即可改变副副绕组的电压压，若在绕组组2上接负载载，便有交流流电能输出，从从而实现了不不同电压等级级电能的传递递。3 变压器经经济运行的基基本概念变压器技术参数数是分析计算算变压器经济济运行的基础础数据。变压压器经济运行行是寻求变压压器运行中降降低变压器的的有功功率损损耗和提高其其运行效率（即即降低变压器器损耗率），以以及降低变压压器的无功功功率消耗和提提高变压器电电源侧的功率率因数。因此此，变压器的的有功功率损损耗和有功损损耗率的计算算、无功功率率消耗和无功功消耗的计算算等都是变压压器经济运行行的基础计算算式。这些基基础计算式及及其相关理论论是变压器经经济运行的基基

35、础理论。同同时变压器经经济运行也是是降低电力系系统网损的重重要措施，所所以，变压器器的综合功率率损耗和综合合损耗率的分分析计算，以以及变压器负负载波动的动动态计算，也也都属于变压压器的经济运运行的基础理理论。3.1 技术术参数（1） 空载载电流空载电流的作用用是建立工作作磁场，又称称励磁电流。当当变压器二次次侧开路，在在一次侧加电电压时，一次次侧要产生电电流空载电流流。空载电流流的大小取决决于变压器铁铁芯的磁通密密度而由感应应电动势方程程式为：3.11式中 电源频率 原绕组的匝匝数 铁芯截面变压器的空载电电流和铁芯磁磁通密度存在在着的非线性性关系。空载载电流为：3.22 变压器一一次阻抗 变压

36、器激激磁阻抗（2） 空载载损失由于励磁电流在在变压器铁芯芯产生的交变变磁通要引起起涡流损失和和磁滞损失。涡涡流损失是铁铁芯中的感应应电流引起的的热损失，其其大小与铁芯芯的电阻成反反比。为了减减少涡流损失失，必须增大大铁芯的电阻阻，因此通常常在铁芯材质质中加上硅钢钢片，并把硅硅钢片制作薄薄一些。磁滞滞损失是由于于铁芯中的磁磁畴在交变磁磁场的作用下下做周期性的的旋转引起的的铁芯发热，其其损失大小由由磁滞回线决决定。（3） 短路路电压（短路路阻抗）短路电压，其其值的大小主主要取决于原原副侧绕组的的几何尺寸，如如原副绕组的的直径、绕组组的厚度、绕绕组的高度及及原副侧绕组组间的距离等等。短路电压压主要是

37、变压压器原、副绕绕组的漏电抗抗的额定负载载下产生的电电压降。此值值是指在进行行短路试验时时，当绕组中中的电流达到到额定值，则则加在一次侧侧的电压。 3.3 从运行行性能考虑，要要求变压器的的阻抗电压小小一些，即变变压器总的漏漏阻抗电压小小一些，使二二次侧电压波波动受负载变变化 HYPERLINK 影响小些；但但从限制变压压器短路电流流的角度，阻阻抗电压应大大一些。（4） 短路路损失短路损失是变压压器在额定负负载条件下其其一次侧产生生的功率损失失（亦铜损）。变变压器绕组中中的功率损失失和绕组的温温度有关，变变压器铭牌规规定的值，指指绕组温度为为75时额定负载载产生的功率率损失。3.2 变压压器的

38、功率损损耗3.2.1 有功功率损损耗 变压器在传输功功率过程中其其自身要产生生有功功率损损耗，主要由由两部分组成成，即空载损损耗与负载损损耗。空载损损耗是与负载载大小无关的的固定损耗，通通常容量较大大的变压器，其其空载损耗越越大。负载损损耗是与负载载电流成平方方关系的可变变损耗。在TT小时内，变变压器的有功功功率损耗，损损耗率的稳态态计算式为： 3.4 3.55 33.6式中 T时间段段内变压器的的平均负负载功率因因素变压器的输输入功率，；变压器的输输出功率，；变压器的额额定功率，；变压器额定定容量，；T时间内变变压器计量侧侧的电能，；在T小时内，变变压器的负荷荷是不断变化化的，因此，在在计算

39、变压器器损失时，应应计及负载波波动的影响，故故在做动态计计算时，引入入负载波动系系数以考虑这这种影响，则则功率损失可可以写成下式式： 33.7负载波动系系数负载波动系数是是指在一定时时间内，变压压器负载波动动引起的负载载损耗与其平平均负载损耗耗之比。 图3.1变压器器功率损失和和功率损失率率的负载特性性曲线 由上图可可知变压器损损失率是变压压器负载系数数的二次函数数，先随着的的增大而下降降，当负载系系数等于： 3.88时即铜损等等于铁损。然然后又随着增增大而上升。是最小损失率的负载系数，称为有功经济负载系数。所以，当固定变压器运行时，可通过调整负荷来降低。同理可写出变压压器有功损耗耗率的动态计

40、计算式：33.93.2.2 无功功率消消耗由于变压器的变变压过程是借借助于电磁感感应完成的，因因此变压器是是一个感性的的无功负载。在在变压器传输输功率的过程程中，变压器器自身的无功功功率消耗远远大于有功功功率损耗。同同有功功率损损耗一样，TT时间段内，变变压器的无功功功率消耗和和无功消耗率率的稳态计算算式为： 3.103.11变压器无功功率率消耗和无功功消耗率的动动态计算式 3.1123.133.2.3 综合功率消消耗综合功率损耗是是指变压器有有功功率损耗耗和因其消耗耗无功功率使使电网增加的的有功功率之之和。综合功率损耗也也是有功功率率损耗，它的的提出是具有有系统性的。变变压器综合功功率经济运

41、行行是立足于电电力系统总体体最佳节电法法，是既考虑虑有功电量节节约，又考虑虑无功电量节节约的综合最最佳；是既考考虑用电单位位的节电，又又考虑供电网网损降低的系系统最佳。T时间段内双绕绕组变压器综综合功率损耗耗和综合功率率损耗率的稳稳态计算式： 33.14或 3.115 3.116无功经济当当量空载综合功功率损耗额定负载综综合功率损耗耗 33.17 3.188无功经济当量的的物理意义为为：变压器每每减少1无功功功率消耗时时，引起连接接系统下降的的值，所以的大大小和变压器器在系统中和和位置直接相相关。关于无功经济当当量可以在表表3.1中查查出，表中的的编号与变压压器的安装部部位是一一对对应的。表3

42、.1 无无功功率经济济当量KQ值值图3.2 电网系统示意图 图3.2 电网系统示意图 双绕组变压器综综合功率损耗耗和综合功率率损耗率的动动态计算式： 3.193.220综上所述，为了了确保变压器器安全运行避避免变压器的的频繁倒闸操操作，变压器器的经济运行行方式的优化化不可能按负负载的瞬时值值。而是用稳稳态计算式进进行计算。变压器经济运行行方式的优化化计算分别考考虑有功功率率损耗最小，无无功功率消耗耗最小和综合合功率损耗最最小的三种情情况。如果用用户以节约有有功电量为主主，则应按有有功功率经济济运行进行优优化；如果是是为提高功率率因数为主，则则应按无功功功率经济运行行进行优化；如果两者兼兼顾或者

43、以降降低系统线损损为主，应按按综合功率经经济运行进行行优化。3.3 变压压器间技术特特性分析变压器的功率损损耗和损耗率率的负载特性性曲线称为变变压器技术特特性。变压器技术特性性优劣的判定定是变压器经经济运行的基基础，其标准准是：在相同同负载条件下下，损耗小者者为优，损耗耗大者为劣。在在有些情况下下可以直观地地区分变压器器技术特性的的优劣，但在在有些情况下下（特别是对对容量不同的的变压器），其其技术特性的的优劣需要经经过判定公式式计算后才能能确定。3.3.1 容量相同双双绕组变压器器间技术特性性优劣的判定定（1） 按有有功功率损耗耗计算若A，B为两台台容量相同的的变压器，我我们可写出各各台变压器

44、有有功功率损耗耗的计算式： 3.221 33.22 令，对上式求解解，可推出变变压器A和变变压器B按有有功功率经济济运行的技术术特性优劣判判定的临界负负载功率： 33.23（2） 按无无功功率消耗耗计算同有功功率损耗耗计算，变压压器A和变压压器B的载功功功率消耗的的计算式： 3.224 3.225令，可得变压器器A和变压器器B按无功功功率经济运行行的技术特性性优劣判定的的临界负载功功率：3.26（3） 按综综合功率损耗耗计算 同以上上的分析，变变压器A和变变压器B的综综合功率损耗耗计算式和临临界负载功率率为： 33.27 33.283.29根据式3.277和式3.288绘出变压器器A，B的综综

45、合功率损耗耗曲线图，判判定变压器间间技术特性的的优劣。0(a)(b)图3.3 容量相同的变压器临界负载功率曲线图 图中两两曲线的交点点的横坐标就就是临界负载载功率，根据据式3.299，变压器的的运行方式可可以有以下0(a)(b)图3.3 容量相同的变压器临界负载功率曲线图（1）当时，, 两条曲线没没有交点,临界负载功率不不存在。变压压器A的技术术特性优于变变压器B。（2）当时，则则。临界负载功功率超过变压压器的额定容容量，因此使使用小的变压压器运行好。（3）当时，临临界负载功率率存在。时，在小于的情情况下，变压压器A的技术术特性优于变变压器B，小小的变压器运运行好。在大大于的情况下下，变压器A

46、A的技术特性性劣于变压器器B，大的变变压器运行好好。（4）当时，。这这种情况下，任任何负载条件都是是使用小的变变压器运行好好。（5）当 时，。两条曲线曲率率完全相同，没没有交点。变变压器A的技技术特性优于于变压器B。 （6）当 时，两台变压器的的技术特性完完全相同，不不存在优劣之之别。以上按综合功率率损耗来判定定变压器间技技术特性的优优劣。其判定定方法也完全全适用于按有有功功率损耗耗和无功功率率消耗来判定定变压器间技技术特性的优优劣。容量不同双绕组组变压器间技技术特性优劣劣的判定如果两台变压器器的容量，负负载视在功率率为，则两台台变压器综合合功率损耗的的计算式和分别为： 3.330 3.311

47、令，可推出按综综合功率经济济运行时，变变压器A和BB之间技术特特性优劣判定定的临界负载载功率 3.32根据式，按运行行方式我们可可以分四类：（1）当及，解解得时，即在在小容量变压压器满载前就就需要切换大大容量变压器器运行。（2）当时，分分别解得。在小容量变压器器满载之后才才需要切换大大容量变压器器运行。（3）当时，分分别解得。在任何负载条件件下都是大容容量变压器运运行经济。（4）当及，解解得,此时当当容量大的变变压器B的技技术特性优于于容量小的变变压器A；当当时，容量小小的变压器AA的技术特性性优于容量大大的变压器BB；当时变压压器A已超载载，只能用容容量大的变压压器B运行。当当及时，解得时，

48、说说明两台变压压器技术特性性完全相同，但但由于，所以以应选择容量量大的变压器器B运行。4 配电变压压器经济运行行研究配电系统是电力力系统中直接接面向用户以以分配电能为为目的的系统统。配电系统统主要由各种种配电设备（主主要包括馈线线、配电变压压器、各种开开关等）组成成的配电网和和配电网中的的保护、测量量装置以及通通信、控制设设备构成，按按一定的规则则运行，以高高质量的电能能持续地满足足电力用户需需求。就我国国电力系统而而言，配电网网是指1100以下的电网网。在配电网网中，通常把把110、335级称为高高压配电网，110级称为中中压配电网，00.4级称为为低压配电网网。配电网的理论线线损主要包括括

49、配电线路中中导线的电能能损耗、配电电变压器的铜铜损和铁损及及其它（如电电容器）损耗耗。在配电网网的总电能损损耗中，变压压器的电能损损耗占绝大部部分。大部分分农村配电网网理论损耗的的构成比例。如如表4.1。表4.1 农村配电电理论损耗构构成比例损耗种类构成比例总电能损耗100%线路导线中的电电能损耗平均18%左右右变压器铜损平均13%左右右变压器铁损平均68%左右右其它（如电容器器、电能表、互互感器）损耗耗多数为1%从表4.1可以以看出，在农农村配电网的的电能损耗中中，变压器损损耗是主要因因素，约占总总电能损耗的的80%以上上。因此研究究变压器的经经济运行、降降低变压器的的损耗是非常常有意义的，

50、对对提高整个配配电网的经济济效益起着举举足轻重的作作用。4.1 变压压器的最佳负负荷系数要使变压器在运运行中的效率率最高，必须须使其有功功功率为最小，一一台变压器在在负荷为时的的有功损耗换换算值为: 4.1式中 变压器的的空载损耗(铁损、)变压器的短短路损耗(铜铜损、) 变压器空空载时的无功功损耗增量(kvar) 变压器额额定负荷时的的无功损耗增增量() 无功经济济当量换算系系数(/) 负荷系数数，变压器负负荷容量与其其额定容量之之比，即。根据最佳负荷系系数计算式可可得(推导公公式略)： 4.2 式中: 变变压器的最佳佳负荷系数 、均可可在变压器手手册中查得，、可以根据变压器手册中的参数计算求

51、得。 如果忽忽略无功功率率，有： 44.3 这说明明运行中的变变压器实际铜铜损等于铁损损时便是处在在最高效率状状态。在最佳佳负载系数，下运行时，功耗率最低，在恒定负荷或均衡负荷时段内，功耗率最低也便是能耗率最低，对于变压器运行中的每时每刻，都需尽可能争取处在或十分接近于最高效率状态为最经济。而对于大量存在的变动负荷，则要求其在变动负荷时段(如年、月、日)内能耗损失率最低为经济运行所追求的目标，所以在工程实践中采用调整变压器负荷等许多技术措施，也都是为了尽可能实现或接近状态下的节能运行。 变压器器的最佳负荷荷系数是从变变压器的设计计参数出发，按按运行时单位位功率损耗最最小，效率最最高来考虑的的，

52、没有考虑虑到负荷的变变化情况。因因此最佳负荷荷系数是一个个瞬时值，而而一般变压器器的负荷随时时间的变动较较大，如居民民生活区中的的配变，它的的最大负荷发发生在晚上66:30-111:30。所所以按此原则则选择则变压压器难以保证证在不同负荷荷容量下的效效率都高，而而且功率一般般是瞬时的，它它不能反映能能量的大小。所所以，变压器器运行的经济济性，需从“工作效率最最高功率损耗最最低实耗率最低低”的模式来考考虑。只有在尽可能长长时间使变压压器工作在最最高效率、最最低功耗率状状态下，求得得全年、全月月或全日变压压器能耗最低低，方可取得得最好的经济济效益，才能能称得上属于于经济运行。不不讲工作效率率的能耗

53、最低低，事实上是是毫无实际意意义的，因为为我们绝不会会将全年处于于空载状态下下的变压器称称作是最经济济运行的。当当电力负荷很很平稳且无空空载运行时，如如此时的变压压器损耗最小小，就可以说说变压器在节节能运行，是是经济的。对对于变动负荷荷来讲，按上上述方法来选选择配变容量量是不全面的的，在许多情情况下不仅不不能节省电能能，反而会多多耗电能，因因此，变负荷荷条件下可通通过实际负荷荷曲线和经济济运行区间来来确定变压器器的容量。 4.2 变压压器经济容量量的确定两台容量相相近的变压器器都能满足供供电要求，但但选择哪台变变压器必须进进行分析计算算才能确定。容量较大的的变压器和容容量较小的变变压器功率损损

54、失和负载系系数公式为： 44.444.5 4.66根据上式可得出出临界经济容容量的计算公公式：4.7变压器经济容量量确定的原理理图如图4.1。图4.1 变变压器经济容容量确定的原原理图由图4.1可知知，临界经济济容量的意义义是：当按实实际负载需用用变压器的容容量时，则选选用容量大的的变压器；反反之，时，则则选用容量小小的变压器。例如 已知负负载为58.5千瓦,ccos=0.9,现有两两台闲置变压压器可供用：一台是1000千伏安，=0.6千瓦、=2.25千瓦、=5.3%、=7.5%；另一台是180千伏安，=1千瓦、=3.6千瓦、=4%、=6.5%。试按经济运行条件加以选择。解 利用4.77式求得

55、临界经经济容量：由 把上边各值带入入4.7式得出：按题意可求得负负载需用变压压器容量=558.5/00.9=655KVA。按按有功计算，=65=54.6，应选用180千伏安变压器；再按无功计算，=65=70，应选用100千伏安变压器。二者发生矛盾。因此，应按综合功率计算选用。取无功经济当量量=0.2，由由 把各值代入4.7式求得：由于=65=61.2，所所以最后应选选取180变变压器。由此可见，一定定要扭转单纯纯根据变压器器容量的利用用率来选变压压器容量做法法，应通过计计算，按变压压器经济运行行条件来考虑虑变压器的容容量。4.3 变压压器经济运行行区的确定国家标准GBB/T134462-922

56、A工矿企业业电力变压器器经济运行导导则提出了了变压器经济济运行区的概概念，并给出出了按综合功功率确定变压压器经济运行行区的方法：变压器在额额定负载条件件下的运行应应属于经济运运行区。因此此，经济运行行区的上限值值定为，经济济运行区的下下限值所对应应的损耗率如如图所示，要要与额定负载载损耗率相等等。在经济运运行区运行时时，其损耗率率要低于额定定负载损耗率率，即变压器器在经济运行行区间的效率率要高于变压压器在额定负负载下的运行行效率。（1） 变压器器经济运行区区的确定变压器综合功率率损耗率的计计算式为44.8根据上式可得变变压器综合功功率损耗率的的特性曲线，如如图4.21 1 图4.2图4.2 变

57、压器综合功率经济运行区间由图可见,负载载系数范围内内,为递减函函数,在范围围内,是递增增函数,但其其曲率比递减减时小得多(变化比较平平稳)。变压压器长期满载载运行应视为为安全合理的的,因此, GB/T113462-92A规定定变压器在额额定负载条件件下运行作为为经济运行区区的上限值。 因为变压器在额额定负载下运运行时，所以以损耗率的计计算式为： 4.9当变压器负载率率为时，其综综合功率损耗耗率的计算式式为：4.10因为=，所以可可得下列关系系式： 4.111在上式中，所所以式可以简简化为： 4.122由上式可解得变变压器综合功功率经济运行行区的负载系系数的下限值值的计算式： 4.13 （2）

58、变压器器经济运行区区的优选运行行段（最佳运运行区）变压器经济运行行区包括了变变压器额定负负载在内的较较大负载范围围，而在这个个范围的边缘缘（如接近的的负载系数），其其损耗率与最最低损耗率相相比仍较高，有有必要在经济济运行区内确确定优选运行行段。确定优选段的目目的，是为了了保证在此负负载范围内，把把变压器的综综合损耗率降降低到最小，从从而实现高效效降损的目的的。国标GGB/T133462-992A工矿企企业电力变压压器经济运行行导则中规规定变压器经经济运行区优优选段的上限限值为根据变压器综合合功率损耗率率特性曲线，可可以找到与时时的对应点，即即为优选段的的下限值。根根据其综合功功率损耗相等等可得

59、下式：44.14 与前面推导经济济运行区下限限值的方法相相同，经化简简可解得：4.155在论述了变压器器经济运行区区和经济运行行区优选段的的确定后，可可将变压器的的运行区间划划分为最佳经经济运行区，经经济运行区，最最劣运行区，并并绘制图4.3。11不良区经济区最佳运行区图4.3 变压压器综合功率率运行区间划划分图由图4.3可知知，综合功率率的运行区间间范围是：（1）最佳运行行区（优选段段）（2）经济运行行区（3）非经济运运行区同理，变压器的的有功功率和和无功功率也也按上述的方方法分为最佳佳运行区，经经济运行区和和非经济运行行区。5 负载调整整对经济运行行的影响 电力系系统的用电负负载每时每刻刻

60、都在发生变变化，而发电电和用电每时时每刻又都要要保持相对平平衡。对于电电力负载波动动大的用电单单位,需要调调整负载来降降低尖峰负荷荷。同时，调调载也可以节节电。实例表表明，负载调调整对于降低低变压器的有有功损失和无无功消耗，提提高变压器经经济运行，充充分发挥发电电设备的容量量显得尤为重重要。5.1 调整整负载曲线变压器功率损失失为 (为负载系系数)。如图图5.1所示，是一一个二次递增增函数，所以以任何两个自自变量和的平均值的函函数小于该两两个自变量的的函数的平均均值，即 5.1由上面的分析可可知，当变压压器总的用电电负载不变时时，通过调整整负载曲线，使使均方根值更更趋向平均值值，就可以减减少变