变压器运行与负荷率研究

谢斌

南方电网超高压输电公司天生桥局 贵州省 562400

摘要：变压装置在电力体系中的应用较为广泛，从发电，送电，配电和用电的各个板块均需要变压器，但当前变压器负荷率不高，对经济运行产生很大负面影响。本文首先给出提升变压器负荷率的重要措施，包括选择变压器容量，提高变压器利用率，科学调节用电负荷，进而分析了现场调节方法，即调整停运空载与轻载变压器，调节母子变供电模式。给出无功补偿，如调节反馈控制和负荷率，完成电量解析与负荷测算，分割变压器经济运行区间。

关键词：变压器；负荷率

一、引言

伴随社会和经济的不断发展，变压器等电力装置的功能应用逐步成熟，而经济效益被广为关注。本文研究提升配电变压器负荷率，减少变压器损耗的策略，具有投资少，操作便捷，降损程度好，有利于变压器经济运行，是电力公司的重要降损策略。

二、变压器过负荷原因分析

2.1配电变压器整体供电能力不足

据多年数据统计了解，由于目前配电台区负荷逐渐增加甚至超过了其设计容量，所以变压器的工作效率也受到了很大影响。

2.2单台配电变压器设计容量偏小

设计部门通常会根据台区供电范围和供电负荷密度，将一个周期内及约10年内所增长的用电负荷来设定单台配电变压器容量，但实际用量却往往超过了供电企业5年规划里程碑计划。

2.3监测手段落后

要想全面系统的检测变压器运行数据，不能只通过现场检测实现，这样能得到一定时间段的数据，而不是全时段数据，因为配电变压器在运行过程中，其负荷量也在不断变化。运维人员需要从起点着手，抓好运行管理工作，减少其不良因素，从而提高配电变压器工作效率，缓解变压器过负荷现象。

三、提升变压器负荷率的重要措施

3.1变压器容量选择

配电变压器的容量选择是否合理往往会对变压器能否安全有效的运行起着十分重要的决定性作用。若是选择的配电变压器的容量过于小，会导致配电变压器的运行长期处于过载的状态，这不仅会增加配电变压器的负载损耗，还会严重地影响到配电变压器的安全运行；相反，如果配电变压器的容量过大，会使得变压器运行长期处于轻载的状态，这无疑会导致运行时的固定损耗与无功损耗的增加。所以使用者务必需要选择负荷实际情况的合适的配电变压器容量，只有当配电变压器的容量合适，其运行状态才是经济负荷的。对于配电变压器容量的选择，应遵循的最重要的原则是要严格控制配电变压器的备用容量，确保其备用容量不会过大，否则会导致设备投资增加，造成容量的浪费情况，并且还会影响到配电变压器的负荷率，使负荷率变低，这也导致了无功损耗的增大。另外，如果电网负荷的功率因数下降，那么线路损耗就会相应的增大，这对整个电网的经济有效运行都造成了一定的阻碍。

3.2提高变压器利用率

把控变压器储备容量不应当过大，避免电力装置的投资过大，出现资源浪费。若配电变压器的负荷率过低，则往往出现无功消耗过大，负荷功率因子降低，线路损耗增大，并对电网的正常运行产生影响。

3.3科学调节用电负荷

配电变压装置在投入运行前应当调节好用电负荷，并将其调节到科学的比例上。应经过负荷交替提升变压器的负荷率与经济效率。应使变压器容量与供电范围相匹配。对于一些负荷发生较大变化的情况，还可以采用母子变的供电方式，这种方式能够有效地使变压器的负载率得到提升，以用电负荷的情况为基础出发点，在适当的时候使用容量不同的配电变压器，比如说当处于用电高峰的时期，将大容量变压器投入使用，反之，处于若是低负荷时期，将小容量的配电变压器投入使用，目的是将线损降损维持到最低的状态。

3.4调整停运空载与轻载变压器

依据季节性负荷转变，需要及时停止空载与轻载变压器，并且设置专业变压器，在用电闲时应到及时停止空载变压器，减少变压器的能耗。

3.5无功补偿

无功补偿可提升变压器的应用效率，即便于变压器的经济效率。综合变压装置可依据供电负荷完成无功不长，并提升变压装置的出力，降低备用容量与无功电流带来的损耗，能够提升变压器的利用效率，保证变压器的经济运行状况。

3.6及时调整负荷率

变电器负荷率较低，功率因子较低，其损耗较大。因而需要构建变压器集合，依据各个区域的负荷变化状态，随时调整，保证变压器的经济运转状态。针对负荷率较低的变压器，对长时间低于负荷运转的变压器应当及时通过撤，并和换的方式闲置或者停止变压器。

3.7完成电量解析与负荷测算

针对负荷变化大的工业用户，应当完成及时进行电量解析与负荷预测，给配电网络的经济运转进行技术筹备。构建用电档案与生产储备资料，依据用电负荷，随时提出变压器的运转方案，全方位实施方案，提升变压器负荷率。

四、变压器经济运行

4.1变压器经济负荷参量

变压器在输送电能的过程中，自身会损耗一定的功率，包含有功功率损耗和无功功率损耗，并使电网能够增加功率损耗。变压器的功率损耗效率和负载效率数学模型上存在一个最低点，该点是有功经济负载参量。而针对无功功率消耗率和变压装置综合功率可获取武功经济参量。

4.2变压器经济运行区间分割

4.2.1最优经济区间

变压器经济运转参量可采用变压器的技术参量进行分割，经济运行区间主要指变压装置损耗率比额定负载低时产生的损耗率，当变压装置运行在该区间时，效率更优。

4.2.2最差经济区间

最差经济区间即该区间内的变压装置损耗最高而效率较低，针对有功功率的经济运行区间与无功功率的经济运行区间，需要设置相应的指数依次变换。

4.3变压器经济运行分析

4.3.1做好电网的经济调度

根据电网的实际潮流变化，及时合理地调整运行方式，做好无功平衡，改善电压质量，组织定期的负荷实测和理论计算，使电网线损与运行方式密切结合，实现电网运行的最大经济效益。

4.3.2合理安排变压器的运行方式，保证变压器经济运行

变压器经济运行应在确保变压器安全运行和保证供电质量的基础上，充分利用现有设备，通过择优选取变压器最佳运行方式、负载调整的优化、变压器运行位置最佳组合以及改善变压器运行条件等技术措施，从而最大限度地降低变压器的电能损失和提高其电源侧的功率因数，所以变压器经济运行的实质就是变压器节电运行。合理计算变压器经济负载系数，使变压器处于最佳的经济运行区。变压器并非在额定时最经济，当负荷的铜损和铁损相等时才最经济，即效率最高。两台以上主变压器的变电所应绘出主变压器经济运行曲线，确定其经济运行区域，负荷小于临界负荷时，一台运行。负荷大于临界负荷时两台运行。

结论

由于当前绝大部分供、用电单位的变压器及其供电线路都在自然状态下运行。而恰恰又受到某些传统错误观点和习惯性错误作法的影响，再加上不合理的电价制度的制约，导致现在运行的变压器大都不是经济运行方式。同时，我国正处在节能型变压器、冷轧硅钢片变压器和热轧硅钢片变压器的交替时期，因此全面开展变压器经济运行意义重大。

参考文献

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