應用變壓器的效率特性確定雙繞組

摘要：本文通過對變壓器運行效率特性的分析，通過計算求出變壓器的經濟運行負載，并據此確定出變電站內雙繞組變壓器的經濟運行。

　　關鍵詞：變壓器效率特性經濟運行

　　l　引言

　　變壓器的效率特性就是指在變壓器電源電壓和功率因數保持不變的條件下，變壓器的效率與負載電流的曲線n＝f（I2），額定效率是標志變壓器性能的主要指標之一。變壓器的經濟運行，是在充分利用現有設備條件下，通過擇優選取運行方式，按照變壓器的自身條件來調整負荷分配，在供電量大致不變的條件下，使變壓器運行效率最高，變壓器的運行損耗最小，從而使變壓器運行最為經濟。

　　2　變壓器的放事和效車特性

　　2.1變壓器的運行損耗

　　變壓器運行時將產生損耗，就是變壓器輸入功率與輸出功率之間的差值。基本上可分為銅耗△PCU和鐵耗△PFe兩類。銅耗是負載電流流過繞組時所產生的直流電阻損耗和記磁場引起的電流集膚效應產生的損耗，其大小可近似認為等于負載損耗，因此為可變損耗。工程上常用短路試驗的方法測定。鐵耗是由變壓器鐵芯中的磁滯和渦流以及鐵芯磁通密度BM的幅值有關，可近似看作與磁通密度BM2成正比。由于變壓器的鐵芯磁通密度Bm只與變壓器的一次外施一次放勵磁電壓電壓UI有關，只要外施一次電壓的大小一定，磁通密度幾乎與負載無關，故鐵耗的大小也與一次電壓比U12成正比，并且基本保持不變，因此為不變損耗。工程上常用空載試驗的方法測定。

　　2.2變壓器的效率和效率特性

　　變壓器的效率指的是變壓器輸出有功功率P2與輸入有功功率PI的百分比，而變壓器的輸入有功功率P1減去變壓器內部的總損耗△∑P，便得到其輸出有功功率P2，即P2=P1-

　　3　兩臺雙繞組變壓器運行

　　以下分析和計算，都是假定變電站內兩臺變壓器滿足并列運行的三個基本條件：①變壓器已并列運行但沒有帶負荷，即兩臺變壓器均空載時，變壓器之間沒有環流；②帶負載之后，兩臺變壓器能夠按自身的容量合理地分擔負載，使其均能最大程度的合理應用；③兩臺變壓器所分擔的負載電流應同相。當總的負功電流一定時，每臺變壓器所分擔的負載電流均最小，每臺變壓器的銅耗為最小，運行最為經濟。

　　（l）如果兩臺變壓器的型式和容量均相同，即Se1＝Se2，則SI＝SZ，可以證明，兩臺變壓器的經濟運行點應滿足下述公式

　　［（SI＋SZ）/（Seil＋Sei2）］2△Pk一△P0（5）

　　當負荷增加時，上面等式（5）被破壞，銅耗將大于鐵耗，此時若不投入另一臺變壓器，負荷繼續增加時運行就不經濟了，當一臺變壓器的銅耗大于兩臺的鐵耗時，投入另一百變壓器，就有可能達到新的經濟運行點。對于本來運行在經濟點的變壓器，當負荷減小時，也就離開了經濟運行點。當負荷減小到兩臺變壓器的銅耗比一臺的鐵耗還小時，可以切除一臺運行，使鋼耗增加，變壓器重新回到經濟運行點。

　　1）當負荷增加S＞Se（2△P0／△P k）1/2時，投入另一臺變壓器，使兩臺變壓器并列運行；

　　2）當負荷減小s＞Se（2△P0／△P k）1/2時，在并列運行的……以合。使另一臺單獨運行。

　　（2）如果不同容量的兩臺變壓器并列運行。對于相同電壓等級而容量不同的變壓器，一般容量大的，其空載損耗△P0和負載損耗△P k也大，我們假設1號變壓器的容量大于2號變壓器的容量，則由（5）式我們不難推導出：

　　l）當兩臺主變并列運行和1號單獨運行時的經濟負荷點Sl

　　Sl＝{△P k2/[△P 01／S2e1—（△P k1+△P k2）（Se1＋Se2）2]}1/2　　　　　　　　　　　　（6）

　　2）當兩臺主變并列運行和2號單獨運行時的經濟負荷點S2

　　S2＝{△P k1/[△P 02／S2e2i—（△P k1+△P k2）（Se1＋Se2）2]}1/2　　　　　　　　　 （7）

　　比較式（6）和式（7）所求的經濟負荷點，當S＞S2號變壓器單獨運行較為經濟；當兒＜S1＜S＜S2時，1號變壓器單獨運行較為經濟；當S＞S1時，1號變壓器和2號變壓器并列運行較為經濟。

　　4　提高變壓器經濟運行的措施

　　為了提高變壓器的運行效率，降耗節能，通過上述分析不難發現，可采取下述措施：

　　（l）把好變壓器的選型關。盡管變壓器的效率很高，但由于容量和數量很大，總損耗還是很大，最多能占到線路總損耗的20％。所以，選用優質低損耗節能型變壓器，進一步提高效率，是降損節能的重要舉措。

　　（2）同一變電站內兩臺主變技術參數盡可能一致，滿足并列運行條件，防止兩變之間環流出現。同一變電站內并列運行的兩臺主變其容量比一般不超過3：1，降低變壓器的額外損耗。

　　（3）對于型號和容量不同的變壓器并列運行時，可根據變壓器的不同運行方式下有功損耗和負載分配情況，事先做好關系曲線，不同負荷下該投入的臺數，可通過查找曲線的方法獲得。

　　5　結束語

　　盡管變壓器的損耗不是很大，但是變壓器運行時間長，日積月累，損耗數目相當可觀。因此提高變壓器經濟運行，將是降損節能的重要措施。據粗略計算，青州電網局屬23處變電站44臺主變，如果都能根據實際負荷的大小，調整變壓器的經濟運行，一年就可減少損失約77萬元。