电力变压器的经济运行与分析

张准英

摘 要：电力变压器是电力系统中的主要设备之一，变压器的工作职责主要是将电压升高并将电能输送到用电地区，或者降低电压使其达到各级使用电压范围。变压器的经济运行能够有效提升其使用寿命、减少功能性损耗，并且能显著提高供电企业的经济效益。本文简述电力变压器的损耗特征，并对常见损耗问题提出优化策略，旨在为构建经济型电力系统提供参照。

关键词：电力变压器;经济运行;优化策略

电能是现代生活中最重要的能源之一，人们的衣食住行都离不开电，人类的生产力也因使用电能而得到了质的提升。伴随国家经济实力的不断增强，城市和居民对供电质量的要求也在不断提升，电力系统中原有电力变压器因为设备陈旧、无功补偿措施不足等问题的出现，使得电力系统的稳定运行得不到保障。因此，使电力变压器的运行更加经济稳定，已经成为电力工作人员普遍关注的重要问题。

1 电力变压器的损耗原因

电力变压器的损耗原因主要分为有功损耗和无功损耗两种。其中有功损耗又可细分为杂散损耗、铁耗和銅耗三种，产生这三种损耗的原因是因为电力变压器内部元件受到电流、磁场谐波等因素的影响产生不同程度的损害，继而影响电力变压器的使用寿命和稳定性。无功损耗主要指电力变压器不对外做功，需要提供能量转换平台以使磁场电功率稳定运行，会损伤电力设备的质量[1]。

2 影响电力变压器经济运行的因素

2.1 用电负荷过重

随着社会经济活动的活跃，用电需求直线上升，许多变电站负荷过重，尤其是在夏季或各单位的用电高峰期，电力变压器负担过重，很难保障其经济运行。另外，在国家举行一些重要的庆典活动或节日期间，为使供电安全性更高，需要电力变压器保障供电稳定运行，因而很难保障其经济运行。另外在电网系统开展重大检修时，也无法让电力变压器进行经济运行，以规避电力系统可能会出现的安全隐患或事故。

2.2 切换设备产生能耗

在两台电力变压器同时运行时，必须通过切换使用电力变压器来保障二者都能稳定运行，但是在对电力变压器进行切换时会存在安全隐患。部分电力系统负荷率较低，电力负荷在不同时期差异性大，所以必须采用先进的设备每天切换电力变压器，由于切换变压器使得设备使用时间减少，且切换设备会使设备故障频发，经常对设备开展的检修工作也使得电力变压器无法经济运行[2]。

2.3 技术有待提升

影响电力变压器经济运行的重要问题就是相关技术有待提升，根据当前电力系统中的普遍情况来看，对电力变压器经济运行的相关内容多采用人工分析和计算，工作效率低，结果准确性差，技术亟待提升。很多电力企业在设计电力系统时，会出于对负荷的前瞻性考虑，选择偏大的电力变压器，设备所能承载的电荷远超实际需求。并且部分设备用电季节性、时效性较强，很多大型负荷设备每天仅会运行几个小时，例如空压机、锅炉，民用空调等，但是为了使供电安全性得到保障，电力变压器往往全天轻载甚至空载运行[3]。

3 电力变压器经济运行的优化策略

3.1 提升电力变压器设备管理水平

管理人员应善于总结区域日常供电需求规律，结合国家节日、活动、庆典等特殊用电情况作为审核依据，更有针对性地调整电压率。需要加大核查、总结地区用电负荷，根据总结出的用电规律科学调控电力变压器的经济运行方案，避免出现空载供电或负荷过重等情况，减少对电力变压器经济运行的阻碍因素。

为了使区域内的电力变压器能一直保持稳定运行，需要定期对其进行检修和维护，降低设备出现损坏的概率，节约维修成本，提升设备运行的可靠性和稳定性。加强应对故障的能力，做好应急预案，确保能以最短的时间恢复电力变压器的稳定运行，最大限度减少因变压器故障对周围居民用电带来的不便。加强对电力变压器元件的更换和养护，及时排查设备出现损坏的原因，降低周围环境的影响因素，延长设备的使用时间。

3.2 优化电力变压器经济运行技术

为更科学地选取电力变压设备，管理人员应在为地区规划供配电系统时，根据区域的电力负载情况明确参数，使电力变压器在持续运行的状态下损耗率最小。在对电力变压器的经济运行方案进行设计时，设计者需针对变压器的设备型号和运行原理明确其负荷状态，科学地设计优化方案，提升设备的散热性能，使得系统稳定运行。变压器的损耗与其降压次数的关系成正比，通过降低其降压数量，能有效强化变压器的经济运行能力。相较于两线圈变压器，自耦变压器的有功损耗和无功损耗更低，因此，在符合相关安全标准的情况下，可将变比小于2的变压器更换为自耦变压器[4]。功率因数也是影响变压器有功和无功损耗的重要因素之一，变压器的有功和无功损耗与功率因数的变化成反比，即功率因数提高，变压器的有功和无功损耗降低;反之功率因数降低，变压器的有功和无功损耗升高，因此，应尽可能增加功率运输，提升电力变压器的经济运行效率[5]。

3.3 相间调整符合的优化

确认供电负荷满足统一标准时，如三相负荷所产生的不均衡上升至最高，变压器实际有功功率将会随之下降，且下降空间超出3倍。与此同时，由于三相负荷不均衡状况形成，还会诱发后续出现低压线损问题随之出现。此外，当输送功率相等时，三相负荷还会出现不对称状况，进一步导致低压线路及变压器的损耗开始加大，最终限制电力变压器的经济性提升。

3.4 选择高效节能产品

选择电力变压设备时，应优先选择先进的节能型变压设备，不仅能极大程度节约能源，且新型变压设备能承载更大负荷变化。为使电力变压器能实现经济运行，供电公司应及时更换原有高耗能设备，积极采用先进设备才能使其实现经济运行[6]。

3.5 采用电容无功补偿

电力变压器的有功损耗和无功损耗会随着功率因素的变化而变化，功率因数升高，变压器的有功损耗和无功损耗会随之下降。因此，可通过提升功率因数的方式提高电力变压器的经济运行。根据电力变压器总功率的不同，提高功率因数的方式各有不同，对总功率在50～80kVA的电力变压器来说，可通过手动补偿回路的方式提升功率因数;总功率在100kVA以上的电力变压器则应采用自动补偿回路的方式提升功率因数。将电力变压器额定容量的15～30%数值设定为无功补偿容量，分别设置三个手动或自动控制的回路，将补偿器安装在电力变压器配电箱中。虽然此种方式能有效优化变压器的经济运行，但技术人员应加强对功率因数的监督力度，随时观察功率因数的变化情况，一旦发现异常，应立即采取相应措施，及时更改负荷分配，并且重新计算电力变压器的功率因数，更改配电箱中的无功功率补偿设备，实现利用升高电力变压器功率因数降低其有功和无功损耗的目的[7]。

3.6 民用负荷错峰用电

民用电负荷特征明显，分布不均匀，高峰负荷时段多为晚上和周末。工作人员应充分考虑民用电的特征，安排民用电中的企业等错峰用电。既能正常供应居民日常生活所需用电，也能保障企业生产。在民用电夏季的使用高峰时期，可以联合有关单位和部门，合理调整部分市政工程的施工时间，如排污、抽水等，最大限度减少其他因素对居民用电高峰的影响。稳定电力变压器的投运容量，并且最大限度保证居民能连续、正常用电。

3.7 及时记录电力变压器的运行情况

电力企业应安排专业人员，对电力变压器的运行情况、运行参数、实际负荷等数据进行及时的记录，并为相关资料建立专门档案，以便电力变压器在运行中出现各项状况时，工作人员能根据记录，对电力变压器的工作状况展开分析，能够更有效地开展对电力变压器的相关维护工作。记录的数据应包括电力变压器的生产厂家信息、设备型号信息、输送电能容量、压力值等。

结束语：

有效推进落实电力变压器的经济运行方案，能够切实提升电网系统的可控性，更新老旧的电力变压设备，让电力系统的运行更加节能高效。并且以地区实际用电规律和特征作为参考科学调整供电设备，减少轻载或空载现象，降低能源损耗。所以，电力变压器的经济运行需要以科学的设计方案、明確的电网构建参数为基准，设计科学合理的管理方案，才能使地区的电力系统得到稳定、安全的运行保障。

参考文献：

[1]刘开全. 电力变压器的经济运行与分析[J]. 四川电力技术， 2008（01）：54-56.

[2]雷学锋. 电力变压器的经济运行分析与优化[J]. 科技促进发展， 2010（02）：70.

[3]侯永刚. 电力变压器经济运行分析[J]. 科学技术创新， 2013（27）：113-113.

[4]刘开全. 电力变压器的经济运行与分析[J]. 四川电力技术， 2008， 31（1）：54-54.

[5]雷学锋. 电力变压器的经济运行分析与优化[J]. 科技促进发展， 2010.

[6]陈家春. 电力变压器故障缺陷原因分析及措施[J]. 电世界， 2019， v.60;No.706（12）：30-32.

[7]白禹. 66kV电力变压器安全运行分析[J]. 电力系统装备， 2020， 000（007）：169-170.

（国网四川省电力公司眉山供电公司，四川 眉山 620010）