摘要：針對供電區(qū)域內(nèi)變電站供出負荷的情況，分析負荷率、損耗比及功率因數(shù)對經(jīng)濟運行的影響，結(jié)合現(xiàn)場實際運行實例，介紹電力變壓器實施經(jīng)濟運行與容量、數(shù)量選擇之間的安全和經(jīng)濟效益關(guān)系，提出相關(guān)注意事項。
　　關(guān)鍵詞：變壓器；容量選擇；經(jīng)濟運行；運行效率
　　
　　1引言
　　我們在變電站建設(shè)、擴建和增容等實際工作中，為了滿足供電安全可靠性和社會用電量，首要考慮的因素是根據(jù)變電站的供電負荷選擇變壓器的容量（1）和使用臺數(shù)。容量既要考慮實際的現(xiàn)實需求，不能將容量選擇過小；還要考慮到隨著經(jīng)濟的發(fā)展，負載的增加留出一定的富裕容量，但如果容量選擇過大，則會造成變壓器本身和相關(guān)設(shè)備購置、安裝、運行和維護的資金投入。同時還要考慮變壓器使用的臺數(shù)，如果選用數(shù)量過少，系統(tǒng)的接線方式往往不能滿足供電可靠性的要求，缺少相應的必要備用從而影響后續(xù)的檢修；選擇的數(shù)量如果過多，則往往會造成實際安裝過程中的布置困難，還會使得相應的配套設(shè)施資金投入增加，也為后續(xù)的檢修維護增加了工作量。所以說，選擇恰當?shù)淖儔浩魅萘考皵?shù)量，有利于減少建設(shè)的一次性投資，還能節(jié)約后期的運行、維護費用。
　　本文從變壓器經(jīng)濟運行的角度，結(jié)合變壓器檢修運行的相關(guān)制度，對不同的方案進行經(jīng)濟技術(shù)和安全性比較。綜合相應的效益分析，對變壓器的容量和臺數(shù)選擇需考慮的因素進行探討。
　　2電力變壓器經(jīng)濟運行應具備的條件和要求
　　電力變壓器經(jīng)濟運行是在滿足對用戶供電質(zhì)量和可靠性和確保變壓器安全運行的基礎(chǔ)上，充分利用變電站的設(shè)備條件，擇優(yōu)選取變壓器的運行方式，降低變壓器本身的能量損耗，提高其電源側(cè)的功率因數(shù)，實現(xiàn)降損節(jié)能的目標。供電負荷與變壓器容量和臺數(shù)的確定，關(guān)系到變壓器經(jīng)濟運行的方式；實施變壓器經(jīng)濟運行與變電站內(nèi)變壓器的臺數(shù)、容量和變壓器自身性能和損耗參數(shù)密切相關(guān)，是建立在確保安全可靠供電前提下的一項綜合經(jīng)濟技術(shù)活動，貫穿電力變壓器從設(shè)計選型、運行檢修到退役的整個過程；在變電站建設(shè)、擴建和變壓器增容時就要考慮其相關(guān)的因素和條件；實施變壓器經(jīng)濟運行，就變壓器和變電站設(shè)備本身一般應具備和滿足以下條件，在變壓器設(shè)計和選型時應充分給予考慮。
　　（1）新建變電站分期建設(shè)，考慮負荷的增長，首期只有一臺變壓器時，要結(jié)合最終規(guī)模確定變壓器的容量，變壓器的負載率應貼近最佳經(jīng)濟運行區(qū)域，一般在75%以下為最佳，若短期內(nèi)不進行擴建，變壓器不宜滿負荷運行。
　　（2）并列運行的多臺變壓器應滿足并聯(lián)條件，即聯(lián)結(jié)組別與相位關(guān)系相同；電壓和變壓比相同，允許偏差相同，調(diào)壓范圍內(nèi)的每級電壓相同；防止二次繞組之間因存在電動勢差，產(chǎn)生循環(huán)電流，影響容量輸出和燒壞變壓器。短路阻抗相同，控制在10%的允許偏差范圍內(nèi)(1)；容量比在0.5~2之間；保證負荷分配均勻，防止短路阻抗和容量小的變壓器過載，而容量大和短路阻抗大的變壓器欠載，短路阻抗的大小必須滿足系統(tǒng)短路電流的要求，否則應采取限制措施。
　　（3）選用電力變壓器的技術(shù)參數(shù)，應以變壓器整體的可靠性為基礎(chǔ)，綜合考慮技術(shù)參數(shù)的先進性和合理性，兼顧對系統(tǒng)安全的影響，充分考慮變壓器自身固有的綜合損耗，在負載損耗基本相同時，盡量選用空載損耗小的變壓器，負載損耗滿足國標《三相油浸式電力變壓器技術(shù)參數(shù)和要求》(4)。
　　（4）電力變壓器在負載區(qū)域運行時，其繞組、線夾、引線、絕緣油及絕緣部件的溫度不宜過高，在變壓器負載導則規(guī)定的溫度限值內(nèi)，避免高溫度下運行，絕緣老化加快而縮短變壓器的壽命和引發(fā)損壞事故(3)。也要防止變壓器高溫度運行，引起變壓器自身損耗過大，影響輸出效率，造成不必要的電能浪費。
　　（5）在裝有備用變壓器的變電站，要選擇綜合功率損耗（應該把變壓器的冷卻功率計算在內(nèi)）小的變壓器投入運行，要按負載的變化規(guī)律，合理選擇最佳組合方式，要通過調(diào)整負載，提高負荷率，提高功率因數(shù)，使變壓器在經(jīng)濟運行區(qū)的優(yōu)選段內(nèi)工作。
　　（6）單臺變壓器經(jīng)濟運行區(qū)平均負載系數(shù)，β的上限為1，下限為Pk/Po，(其中Pk為變壓器空載損耗，Po為額定負載損耗)；經(jīng)濟運行區(qū)優(yōu)選運行段的平均負載系數(shù)，β的上限為0.75，下限為1.33（Pk/Po）。
　　（7）變壓器經(jīng)濟運行必須建立在安全可靠供電的前提條件下，備用變壓器應有可靠的自動投入裝置相配套，保證在相臨變壓器故障時自動投入運行，確保不中斷正常供電。
　　（8）安排變壓器并列運行方式，要對聯(lián)絡(luò)開關(guān)的額定折斷容量進行核算，防止系統(tǒng)短路故障時因開關(guān)遮斷容量不足而損壞設(shè)備，影響故障點的自動隔離；分列運行的母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)備用電源自投動作時，應能自動斷開接入母線側(cè)的其它電源的開關(guān)。
　　3電力變壓器的經(jīng)濟運行條件舉例
　　變壓器的負荷率、損耗比及功率因數(shù)與運行效率息息相關(guān)。下面用相關(guān)的例子說明：
　　在額定電壓下，變壓器繞組通過額定電流時其效率為：　式中:COSφ—功率因數(shù),Sr—變壓器額定容量，kVA，△PO—變壓器空載有功損耗，kW，△PK—變壓器滿載有功損耗，kW
　　3.1變壓器負荷率與運行效率的關(guān)系
　　當變壓器的計算負荷為Sc（kVA）時，其短路損耗為: ,這時變壓器效率為，當最小時，效率達到最高。同時根據(jù)極限原理，可以求得效率達到最大值的條件為：，即空載損耗等于短路損耗時變壓器效率最高，此時負荷率等于：。
　　例如，現(xiàn)有一臺500kVA三相雙繞組變壓器，10/0.4kV,D,Yn11接線組別，COSφ=0.9，△P0=1.12kW,△Pk=5.227kW。當所帶負荷時效率最高，變壓器此時負荷率，。當其他條件不變，負荷率變?yōu)?0%時，Sc=400kVA,,效率降低。
　　3.2變壓器功率因數(shù)與運行效率的關(guān)系
　　前例中，當功率因數(shù)降為COSφ=0.8，其他條件不變，此時，顯然功率因數(shù)越低變壓器效率越低。因為在有功功率保持不變的條件下，提高負荷的功率因數(shù)，意味著減小了負荷的無功功率，可以減小發(fā)電機送出的無功功率和通過線路及變壓器的無功功率，所以也將減少線路及變壓器中的無功功率損耗和電能損耗，可以提高設(shè)備和線路的運行能力，節(jié)約投資。
　　3.3變壓器損耗比與運行效率的關(guān)系
　　令損耗比，上例變壓器α=4.67。如選用一臺500kVA非晶合金變壓器，其參數(shù)為10/0.4kV,D,Yn11接線組別，COSφ=0.9，ΔP0=0.45kW,ΔPk=4.89kW。
　　其，當變壓器所帶負荷時效率最高，變壓器此時負荷率，
　　從上述例子可以看出在變壓器設(shè)計選型時除應選用空載損耗和短路損耗均較小的節(jié)能型變壓器，才會為以后經(jīng)濟運行打下基礎(chǔ)。
　　4結(jié)束語
　　變電站供電負荷與變壓器的容量和臺數(shù)選擇關(guān)系影響變電站經(jīng)濟和安全運行，是一項關(guān)系供電企業(yè)安全和效益的綜合性、系統(tǒng)性工作，確實需要根據(jù)電力變壓器的固有屬性，認真執(zhí)行《電力變壓器運行規(guī)程》等相關(guān)規(guī)程制度，以《工礦企業(yè)電力變壓器經(jīng)濟運行導則》為依據(jù)，進行周密的計算分析，綜合考慮地區(qū)負荷發(fā)展規(guī)劃，兼顧用電性質(zhì)和對可靠性的要求，統(tǒng)籌供電區(qū)域內(nèi)的各類因素，發(fā)揮電力變壓器經(jīng)濟運行良好的節(jié)能技術(shù)指標，達到供電負荷與變壓器容量和臺數(shù)的優(yōu)化和統(tǒng)一，實現(xiàn)企業(yè)供電安全和經(jīng)濟效益最大化。
　　
　　參考文獻：
　　（1） DL/T572—95《電力變壓器運行規(guī)程》
　　（2） GB/T13462—92《工礦企業(yè)電力變壓器經(jīng)濟運行導則》
　　（3） GB/T15164—94《油浸式電力變壓器負載導則》
　　（4） GB/T13499—92《電力變壓器應用導則》