变压器经济运行方式分析以及应用

丁煜

摘要：提高变压器的经济运行水平是改善输配电效率、提升供电质量的有效举措之一，也是实现电力资源可持续发展的关键所在，必须得到充分的重视。本文对变压器的经济运行方式及其应用问题进行了一些有意义的探讨，希望能对相关工作有所借鉴。

关键词：变压器，经济运行，损耗

1 影响变压器经济运行的因素分析

11 变电技术方法落后

现阶段，还有不少变电运行管理人员还在依靠人为经验来确定变压器的运行方式，不能真正根据电网的复杂特性以及实际变电运行特点选择最科学的变压器运行方式。此外，一些变电运行部门虽然制定了变压器经济运行方案，但主要还是以负载的变化情况为依据，在执行过程中往往需要与调度工作人員进行协调才能确定负载的变化情况，变电运行的智能调节水平较低，在可靠性方面还存在不足。

12 保电任务较重

现实中，对于一些电力供应高峰期，如夏季或晚间时段，因为必须确保电能的可靠供应，所以无法做到完全的经济运行。

13 变压器的切换耗能增加

在实际工作中，经常会遇到多台变压器共同运行的情况。在这种情况下，一般要求根据负载的变化情况来科学切换变压器。但对于一些负载变化频率较大的情况，如昼夜负载变化情况，如果要按照要求就必须每日都进行切换，而这显然不利于变压器的经济、高效运行，甚至还可能因为切换过于频繁而造成变压器的故障率升高，长此以往也自然会影响到其运行的经济性。

2 不同运行方式下的变压器损耗分析和经济运行方式探讨

21 两台相同变压器的经济运行方式探讨

在两台相同变压器的运行方式中，可以是其中任意一台变压器单独运行，也可以是两台变压器并列运行。对于前者，另一台变压器处于备用状态，此时的有功功率损耗可以依据变压器与负载的损耗关系得到，具体见下式：

P1=P0+（S/Se）2Pk（1）

式中，P1表示单台变压器带所有负载运行时的有功功率损耗；P0表示变压器的空载损耗；Pk表示变压器的额定负载损耗；Se表示变压器的额定容量；S表示变压器的实际负载。P1的负载特性见图1所示。

而当两台变压器处于并列运行状态时，此时的有功功率损耗可以用下式表示：

P2=2P0+（S/Se）2Pk×0.25（2）

式中，P2表示两台相同变压器处于并列运行状态时的有功功率损耗。

如果让式（1）中的P1和式（2）中的P2相等，那么就可以求解出两台变压器并列运行和单台变压器带全部负载运行时的临界负载值，具体见下式：

（3）

式中，S′表示P1与P2相等时的临界负载值。

显而易见，当实际所带负载S<临界负载S′时，此时仅需要一台变压器带所有负载运行比较经济；而当实际所带负载S>临界负载S′时，采用两台变压器并列运行的方案比较经济。

22 两台不同容量变压器的经济运行方式探讨

与上述分析类似，对于两台不同容量的变压器，可以选择一台变压器带所有负载运行，也可以是两台变压器并列运行。但与2.1节讨论不同的是，因为额定容量不同，所以其运行方式应分为以下三种：

（1）较小容量变压器单独运行时，其有功功率损耗为：

PA=PA0+（S/SAe）2PAk（4）

式中，PA表示较小容量变压器单独带所有负载运行时的有功功率损耗；PA0表示较小容量变压器的空载损耗；PAk表示较小容量变压器的额定负载损耗；SAe表示较小容量变压器的额定容量；S表示实际负载。

（2）较大容量变压器单独运行时，其有功功率损耗为：

PB=PB0+（S/SBe）2PBk（5）

式中，PB表示较大容量变压器单独带所有负载运行时的有功功率损耗；PB0表示较大容量变压器的空载损耗；PBk表示较大容量变压器的额定负载损耗；SBe表示较大容量变压器的额定容量，显然SBe>SAe。

（3）两台变压器并列运行时，其有功功率损耗为：

PAB=PAB0+（S/SABe）2PABk（6）

式中，PAB表示两台不同容量的变压器并列运行时的有功功率损耗；PAB0=PA0+PB0；PABk=PAk +PBk ；SABe=SAe+SBe。

如果让式（4）中的PA和式（5）中的PB相等，那么就可以求解出较小容量的变压器单独运行转较大容量的变压器单独运行时的负载临界值，具体见下式：

（7）

式中，SAB表示PA与PB相等时的临界负载值。

如果让式（4）中的PA和式（6）中的PAB相等，那么就可以求解出较小容量的变压器单独运行转两台变压器并列运行时的负载临界值，具体见下式：

SA-AB=PBO/（PAK[]S2Ae-PABk[]S2ABe）（8）

式中，SAAB表示PA与PAB相等时的临界负载值。

如果让式（5）中的PB和式（6）中的PAB相等，那么就可以求解出较大容量的变压器单独运行转两台变压器并列运行时的负载临界值，具体见下式：

SB-AB=PAO/（PBk[]S2Be-PABk[]S2ABe）（9）

式中，SBAB表示PB与PAB相等时的临界负载值。

显而易见，当实际所带负载S<临界负载SAB时，此时仅需要较小容量变压器带所有负载运行比较经济；当实际所带负载S>临界负载SAB且<临界负载SBAB时，此时仅需要较大容量变压器带所有负载运行比较经济；当实际所带负载S>临界负载SBAB时，采用两台变压器并列运行的方案比较经济。

3 提升变压器经济运行水平的一些其他举措

首先，针对单台运行的变压器，可以适当增设一个较小容量的变压器以满足低负载时的经济运行需求；其次，针对一些周期性变化的负载情况，可以考虑配置两台不同容量的变压器进行分期运行；最后，在变电运行中，还应该尽量减少三相不平衡以降低功率损耗。

4 结语

总之，提高变压器的经济运行水平是改善输配电效率、提升供电质量的有效举措之一，也是实现电力资源可持续发展的关键所在，必须得到充分的重视。

参考文献：

[1]姜晓华，唐昊，王延洪.电力变压器经济运行[J].工程技术（全文版），2016，（9）：32.

[2]董志恒，胡国元.电力变压器经济运行[J].电气制造，2012，（11）：3237.