[精品]浅谈变压器节能运行

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1、浅谈变压器节能运行时容量的选择蒙新华唐勇波（江西理工大学341000,宜春学院336000）当前，国际油价持续上涨，再次突破100美元/桶。能源问题再次成为人们关注的问题。做为石油等能源消耗仅次于美国的屮国，所承受的压力是极其巨大的。据有关报道，能源短缺给中国带來的损害，要远大于其它国家。因而，节能的重要性也仃趋显著。变压器在输配电过程中起了重要的作用，它是工业生产、人民生活中一种应用极为广泛的电气设备,但在使用变压器这一设备的过程中所带來的损耗也是相当巨大。同时，变压器非经济运行所带来浪费，也进一步加剧了能源浪费。依据《电力工程设计手册》，变压器容量应根据计算负荷选择，对平稳负

2、荷供电的单台变压器，负荷率一般取85%左右，这从节能角度上来看，按此设计只是考虑到变压器的利用率，却不一定能做到减小能耗，有可能还会加剧电能损耗。木文就容量选择与变压器经济运行这一问题进行分析讨论。一、变压器主耍参数在变压器参数中，与损耗有关的主要有这几个参数：有功功率的空载损失巳和短路损失Pk,空载电流10%、短路电压%及无功功率的空载消耗Q（）和额定负载消耗Qk等参数。由于变压器容量、电压等级、铁芯及绕组材质、设计及制造工艺等的不同，变压器技术参数也有较大的差异，即使是规格相同、材质相同、乂是同一设计及同一厂家生产的变压器,其参数也存在着一定井界，更何况，经过一段时间的运行，

3、变压器的参数也会发生变化。变压器的主耍参数如下：1）空载电流变压器岀厂铭牌所给的空载电流值往往用百分比表示：/o%=ixlOO%（1一1）Ile——变压器原绕组额定屯流2）空载损失（铁损）P。主耍由涡流损失和磁滞损失组成，这部分损失与负载的大小无关。3）短路电压匕短路电压主要是由变压器原、副绕组的漏电抗在额定负载下产生的电压降。匕的大小还和绕组匝数的平方成正比，此值是用变压器短路试验方法所取得的，所以称为短路电压匕。变压器出厂铭牌所给定的短路电压值，通常用百分比表示：5%=牛"00%（1—2）Uleule——变压器原侧额定电压。4）短路损失（铜损）Pk为变压器在额定负载条件下其原

4、副侧绕组所产生的功率损失，由于Pk是用短路试验方法所行，故称短路损失。5）空载无功损失0变压器在空载吋所消耗的励磁功率，常用下式计算：Qo=Io%SexlO-2（1—3）»——变压器额定容量，(KVA)6)负载无功损失2变压器额定负载时所消耗的漏磁功率，常用下式计算：a=uk%sexw~2二、变压器电能损失的计算有功损耗：AP=Po+j32Pk无功损耗：Q=QdQk综合功率的计算：+式中：0——负荷系数k——无功经济当量三、变压器经济运行对应于变压器效率最高时的负载率变压器有功功率的损失率AP%△叫丄=—£+0迟，P+APpSecos(p+Po+p2Pk变压器的效率Pn==1-

5、AP%P+AP所以，变压器最高效率出现在损失率AP%最小的时候，为使损失率最小，将公式(1——5)对0进行微分，并令其值为0,得如下：(1——4)xlOO%cos(1——5)(1——6)(1——7)Pk上式为变压器保证损失率最小时的负载系数，或是保证运行效率最高时的负载系数，故称了“最佳负载系数”。即当变压器的铜损与铁损相等吋，变压器处于最佳运行状态。对无功功率和综合功率也有如下公式：Qo2,(1——8)P°+kq°当损失最小时，变压器的最高效率:(1——9)jl5-cosJ$S<,cos0+2代以上分析可用变压器的效率曲线直观的体现出来，如图1所示:(1——10)图1变压器效率

6、曲线从效率曲线可以看出变压器的效率与负载系数的关系，即变压器输出功率为零时，效率也为零;当输出功率增大吋,效率很快上升，直到最人値，然后又下降。三、变压器容量的计算方法准确计算变压器最佳经济容量，是一个十分复杂的问题，要考虑到诸如负载的大小、状态、性质、变压器的过载能力及制造厂家的工艺水平，材料等等因素。在设计过程中考虑的岀发点和要求不同时，选择的容量大小也会产生差异。1）常规方法根据《电力工程设计手册》，变压器容量应根拯计算负荷选择，对平稳负荷供电的单台变压器，负荷率一•般取85%左右。£即：S=—e,n0式中：S——计算负荷容量（KVA）Sem——变压器的容量（KVA）卩——

7、负载系数2）按功率损失最小计算其计算方法如式（1——5）至式（1——10）所示现对工矿企业用到较多的S厶系列35/6.3KV或10.5KV的变压器参数进行分析，发现变压器的有功最佳负载系数九及综合最佳负载系数Pi.是数值大多在0.42〜0.44之间，显然与《电力工程设计手册》所规定的取85%相差太大。进一步，当变压器的负荷在已知的情况下，可以确定最高效率及最低损失情况下的容量，即按功率最小计算，如下式：&_Sem一帀（111）Pip为了便于综合分析，取一相近数值043故上式写成：