10kV配電變壓器經濟運行方式
前言：本站為你精心整理了10kV配電變壓器經濟運行方式范文，希望能為你的創作提供參考價值，我們的客服老師可以幫助你提供個性化的參考范文，歡迎咨詢。
摘要：隨著我國經濟的發展與進步，對于電力能源的需求也越來越大，電力工程的規模也越來越大。電力系統配電變壓器在運行的過程中如果長期處于空載狀態或者是輕載狀態，會導致變壓器的損耗增大，造成不必要的電力能源損耗。為了降低電力系統變壓器的運行中的能源損耗，需要針對配電變壓器的運行方式進行全面深入的研究，降低系統中的能源損耗，節能電力能源，實現變壓器的經濟運行。
1我國配電變壓器的使用情況分析
變壓器是電力系統中十分重要的一種設備，其直接關系著電力系統的運行狀況。配電變壓器通常位于電力系統的末端網絡，起著電能傳輸、調控以及分配的作用。在電力系統中，配電變壓器的數量很大，其有效的確保了我國電力系統的長期穩定運行。配電變壓器在運行的過程中會產生一定的能源損耗，其具體分為有功損耗以及無功損耗，這兩種損耗方式消耗了大量的電力能源，造成了十分嚴重的經濟損失。我國電網根據相應的標準使用的變壓器主要有以下幾種規格：10kV以下、10kV或者是35kV。電力系統在運行的過程中因為配電變壓器而產生的能源損耗極大，通常情況下，配電變壓器的能源損耗主要來源于變壓器空載、輕載以及線圈線損等。對于配電變壓器造成的能源損耗問題，最大的解決方法使更換新型的低能耗配電變壓器，但是我國電網的分布較廣，最主要的10kV配電網中使用了大量的老式配電變壓器，需要投入大量的資金，并且會對于大范圍內的電力能源供應產生影響。此外國內一些電力企業在進行電力工程項目施工的過程中，為了降低項目的施工成本，選用了老式的配電變壓器，這樣看似能夠降低項目的施工成本，但是在項目投入使用后因為變壓器造成的能源消耗反而會不斷積累增加，長期以往，會給電力企業帶來極大的經濟損失。一部分電力企業在項目施工的過程中只重視項目的施工技術，想要通過一次性的經濟投資來降低后期的投入，施工單位認為使用的是性能先進的設備，因此在后期忽視了對于變壓器的定期養護與保養，導致了變壓器性能不斷下降。
2影響變壓器的經濟運行的主要因素
變壓器在運行的過程中其系統中的電壓、溫度以及三項負荷之間的狀態將會影響到變壓器的內部能源損耗，除此之外，變壓器的負載狀態也會對變壓器的能源損耗產生影響。變壓器運行的過程中，其主要的電壓損耗是變壓器的有功損耗，其具體的損耗量與變壓器的電壓的二次方成正比例關系，因此在變壓器運行的過程中，加強對變壓器內部電壓的控制能夠有效的降低變壓器的有功損耗值。除了用功損耗以外，變壓器運行的過程中還會產生一定的無功損耗。針對變壓器的無功損耗，在運行的過程中應當對額定短路電壓以及負荷電流大小的控制，進一步降低電壓器中的無功損耗值。對于變壓器中的符合功率，在變壓器運行的過程中會伴隨著電路供電能力的變化而發生相應的改變。也就是說當電網的功率因素降低時，電路中設備的供電能力也會隨之發生相應的下降，并且還會導致電網中的電壓發生頻繁的波動，進而導致電路中的電能損耗量進一步增加。針對變壓器的三項負荷平衡而言，在變壓器的三項負載完全平衡狀態下，其產生的電能損耗將會是最低的，一旦變壓器的三相負荷發生變化，那么變壓器的整體平衡也會發生相應的改變，導致電路中的電能損耗進一步的增加。此外，變壓器電路中的能源損耗也會隨著變壓器的電路溫度變化而發生相應的改變，在研究中發現，每當變壓器降低一個單位的溫度那么變壓器的負荷損耗的電能就會降低0.3%左右。
3變壓器的電能損耗試驗分析
變壓器的主要部件是一個鐵心和套在鐵心上的兩個繞組。兩個繞組只有磁耦合沒電連接。在一次繞組中施加交變電壓，交變電壓產生交變電流，交變電流產生交鏈一、二次繞組的交變磁通準，在一次和二次繞組中分別感應出電動勢E1、E2。理想變壓器的繞組電阻為零，有：E1=-U1，E2=-U2假設一次和二次線圈的匝數分別為N1和N2，一次和二次繞組鉸鏈的磁鏈分別為Ψ1和Ψ2，根據電磁感應定律，下述方程組成立：U1=-E1=-dΨ1/dt=d（N1準）/dt=N1d準/dt（1）U2=-E2=-dΨ2/dt=d（N2準）/dt=N2d準/dt（2）式（1）除以式（2），可得：U1/U2=N1/N2（3）理想變壓器效率等于1，一次與二次繞組之間在能量傳輸過程中沒有損耗，可知：U1I1=U2I2聯立式（3）可得：I1/I2=N2/N1（4）式（3）除以式（4），可得：（U1/I1）/（U2/I2）=（N1/N2）2U1/I1及U2/I2分別為一次和二次繞組的阻抗，分別記為Z1和Z2，則：Z1/Z2=（N1/N2）2（5）（3）、（4）、（5）三式分別表示了理想變壓器的電壓變換、電流變換和阻抗變換關系。變壓器效率用η表示，變壓器的負荷率用β表示，變壓器效率特性曲線如圖1所示。根據變壓器效率特性曲線分析可以發現，當空載時輸出功率為零，所以變壓器效率η=0。負載較小時，鐵損耗相對較大，變壓器效率η較低。負載增加，變壓器效率η亦隨之增加。超過某一負載時，因銅耗占的正例增大，變壓器效率η反而降低。由此可以得出：β=S/SN，S為實際運行負荷，SN為額定負荷。可以證明：PCu=PFE=β2PCuN時，變壓器的效率最高。此時，βm=√（PFE/PCuN）。記輸入功率和輸出功率分別為P1和P2，變壓器的二次側運行功率因數為cos準2，則：η=P2/P1=（P1-PFe-PCu）/P1=1-（PFe+PCu）/（P2+PFe+PCu）=1-（PFe+β2PCuN）/（βSNcos準2+PFe+β2PCuN）變壓器最大效率計算公式如下：ηm=1-2PFe/（βmSNcos準2+2PFe）。
4變壓器的經濟運行方式
在配電變壓器運行的過程中為了降低變壓器的運輸功耗，根據計算分析得出的綜合損耗比進行了相應的設計，提出了變壓器的經濟運行方式，借助負載波動的延時認可以及設置切換進行負載容量的切換，從而確保了容量的充足，進一步降低了電能的損耗。為了盡量的降低變壓器的電能損耗，在進行變電站的設計建筑時，施工人員應當盡量采用并聯運行的方式來進行設計，通過并聯運行能夠有效的降低線路中的能源消耗，并且提高系統運行的經濟性與可靠性。在并聯運行下，變壓器內的負荷能夠實現動態的分布，從而有效的降低系統電路中的能源損耗。在進行并聯運行設計的過程中，設計人員必須要充分的考慮電路負荷大小，根據具體的符合設計電路運行方式，避免電路的超負荷運行。在設計的過程中，如果并聯變壓器容量相同，那么在進行綜合功率損耗的計算時可以用下列公式進行計算：P=P0+（N/2SN）2PN在這其中，P0指的是變壓器的空載損耗，而N指的是變壓器的負荷大小，SN指的是變壓器的額定容量大小，PN指的是變壓器的額定負載綜合損耗。在計算的過程中應用這一公式能夠準確的計算出每個并聯變壓器的負荷大小，并且能夠有效的選擇不同變壓器的運行方式。如果并聯的變壓器之間容量大小不同，那么在進行變壓器的運行方式控制時必須要經過全面的計算與分析，并且科學的進行分配。變壓器經濟運行是在確保變壓器安全穩定運行和保證供電電能質量的基礎上，充分利用現有設備和資金，通過合理選擇變壓器的型號和容量，擇優選取變壓器經濟運行方式以及改善變壓器運行條件等技術措施，達到減損降耗，節約電能并延長變壓器使用壽命的目的。變壓器是一種用途非常廣泛的用電設備，涉及到整個社會各個行業。目前變壓器處在一個較快的更新換代時期，有大量的不同型號的新舊變壓器在運行中，由于資金觀念等方面的原因，這種現象還將持續一個較長的時期。目前在對配電網改造項目中，很重視對現有高耗能變壓器進行更新與改造，開發節能系列變壓器及實行經濟調度，提高變壓器運行效率，實現經濟運行等。根據經濟負載率合理分配配電變壓器的經濟容量則是其中一項重要的節能措施。
5結語
在變壓器運行的過程中其內部的電能損耗會造成十分嚴重的經濟損失，在進行變壓器運行狀態的控制時設計人員應當根據其具體的符合大小選擇合適的運行狀態，控制好變壓器的運行方式，將變壓器的電能損耗降到最低。通常情況下在進行電力工程項目施工設計的過程中，設計人員應當盡量選擇低功耗的變壓器，這樣能夠有效的降低線路中的電壓器運行功耗，從根本上解決變壓器運行功耗過大的問題，實現配電網變壓器的經濟運行。
參考文獻：
[1]王建元，趙新，張麗娣，等.10kV配電變壓器經濟運行方式的可行性及經濟性分析[J].水電能源科學，2012，30（5）：164~166.
[2]李琦.10kV母子變經濟運行方式分析[J].化工管理，2015，19（33）：26.
[3]楊超杰.10kV配電變壓器并列經濟運行分析[J].中國高新技術企業，2012，28（19）：109~112.
[4]李伯方.關于10kV以下配電變壓器降損節能運行的研究[J].科技風，2011，25（8）：32~33.
[5]杜文學，朱光輝，宋紀忠.10kV配電變壓器技術經濟容量的確定[J].供用電，2003，20（5）：26~28.
作者：黃正富 單位：中國南方電網麗江供電局寧蒗供電有限公司
