电力变压器及经济运行课件

电力科技281变压器的容量选择与经济运行宁彦斌（陕西延长石油集团横山魏墙煤业有限公司，陕西 榆林 719100）摘要：社会的发展，人们生活水平的不断提升，对于电力的需求也成为居民日常生活以及各行各业不可或缺的重要存在，而电力的需求管理也逐渐被各界人士所关注，并成为当下社会的热点问题。

变压器是电力运行系统的重要组成部分，通过变压器能够有效实现对电压的转化，但是并不会对电压的性质产生任何改变，当变压器处于升压状态时，有利于缩减线路损耗，进而确保送电的经济性价值，而降压时，则会将高压电转换为各级使用电压，以此来满足不同用户的用电需求。

为此，对变压器的容量进行科学合理的选择不仅能够实现对电能损耗的降低，同时还可以保障电力系统运行的经济性，而变压器经济运行系统的构建在一定程度上还可以增加变压器的使用寿命，有利于维修成本的缩减。

文章主要对变压器的容量选择与经济运行进行分析，并针对变压器经济运行中存在的问题提出几点自己的看法，仅供参考。

关键词：变压器；容量选择；经济运行；问题；策略1 变压器的容量选择 对于变压器容量的选择主要从以下三个方面进行考量，第一，影响因素。

当变压器处于正常运行状态下时，往往会受到电流启动因素与自然因素的影响，其中电流启动因素主要指的是当变压器的电流处于启动操作阶段时，其电流肯定会比额定电流参数高出好几倍，所以，当出现这种问题时，为了防止出现电力设备超低电压现象，则必须要采用三相异步电动机的方式来实现对电流的运行，以此来为变压器系统的稳定运行提供保障。

而自然因素则是指的配电室负荷自然影响因素，由于变压器容量与配电室负荷自然因素的下降水平有着直接的关系，为此，倘若自然因素处于下降状态时，变压器的容量要求也会随之提升，同时变压器的损耗功能参数就会处于较高水准，而此时则需要对变压器进行无功补偿处理；第二，配电室因素。

变压器的容量选择一般会依照配电室电力设备运行的总负荷参数为依据，进而对变压器的容量进行明确。

电力变压器经济运行
电力变压器是电力系统中不可或缺的设备之一，其作用是将输送到变电站的高电压电能转换成适宜送至用户的低电压电能。

在变压器的运行过程中，如何保证经济性是一个重要问题。

电力变压器经济运行的原则是在保证供电质量的前提下，使变压器效益最大化。

具体可以从以下几个方面考虑：
1. 正确选型：在设计之初，选用合适的变压器容量和型号，以适应实际负荷需求，避免过度或不足设计导致功率损耗或投资成本增加。

2. 合理运行：变压器应运行在设计要求的额定负载下，避免过载或负载不足导致效率下降。

同时应保持压差合理，避免电压过高或过低。

3. 精细管理：通过对变压器的定期检测维护和保养，保证其运行状态良好。

同时，采用智能化监控系统对变压器的温度、湿度、负载等参数进行实时监控，及时发现和解决运行故障，避免能量浪费和效率下降。

4. 有效控制损耗：通过控制变压器的空载损耗、负载损耗和短路损耗，降低变压器的总损耗，提高能源利用率。

同时还可以采用节能降耗技术，如变压器组箱改造、热过程管理措施等，降低损耗和成本，提高经济效益。

因此，电力变压器的经济运行需要技术、管理和策略等多方面因素的综合考虑和协调，以实现变压器的高效稳定运行。

电力变压器经济运行分析变压器是电力系统的重要设备，被广泛应用到工农业生产当中，尤其是近年来我国农电建设的发展，极大的促进了农业经济的发展。

随着人们对节能减排的重视程度的提高，变压器的经济运行成为当前电力企业重点研究的问题。

标签：变压器；经济运行；原理；实现；方法电力变压器经济运行是在满足生产、生活需要的前提下，减少能源的浪费，提高电力能源的有效利用率，实现电力资源的可持续发展。

本文中探讨了影响电力变压器经济运行的重要因素，就如何实现电力变压器经济运行进行了阐述。

1 变压器工作原理当电力变压器的一次绕组连接交流电源以后，会在交变电流流过绕组内部的时候产生磁通，受到磁通的作用，铁芯中就会有交变磁通产生，也就是说一次绕组通过电源吸取电能后转化为磁能，在铁芯中同时交（环）链原、副边绕组（二次绕组），因为受到电磁感应的作用，会分别在原、二次绕组产生频率相同的感应电动势。

假如这个时候二次绕组连接负载，在二次绕组受到感应电动势的作用时，就会产生电流负载，铁芯中的磁能又转换为电能。

2 影响变压器经济运行的原因分析变压器的经济运行影响着电网输配电效率，降低变压器损耗优化供电网是电力工作的主要内容。

（1）变电技术方法滞后。

技术方法的滞后是影响电力变压器经济运行的重要原因之一。

目前，在主变的经济运行计算分析和经济运行点确定工作中，人工仍旧占很大比重，缺乏技术可靠性。

另外，目前变压器经济运行方案的执行，主要是以负荷变动为依据，在变电站值班人员与调度员的配合下，了解負荷变化，从而进行主变经济运行，这种方式自动化程度低下，同样存在可靠性不足的情况。

（2）用电超负荷，影响电力变压器的经济运行。

大多数220kV变电站和部分110kV变电站负荷较重，无法进行经济运行。

在夏季、冬季用电高峰期间，电网负荷与供给需求不断提高。

在这一过程中，保电任务重，经济运行时段受限。

在规律性用电高峰期时保电任务繁重，无法开展经济运行。

另外重大检修方式下，供电压力较大，从电网安全和供电可靠性出发，也不利于经济运行的发展。

电力变压器的经济运行一、经济运行与无功功率经济当量的概念经济运行是指能使整个电力系统的有功损耗最小/能获得最正确经济效益的设备运行方式。

电力系统的有功损耗，不仅与设备的有功损耗有关，而且与设备的无功损耗有关，因为设备消耗的无功功率，也是电力系统供应的。

由于无功功率的存在，就使得系统中的电流增大，从而使电力系统的有功损耗增加。

为了系统的有功损耗而在电力系统中引起的有功损耗增加量，因此引入一个换算系数，即无功功率经济当量。

无功功率经济当量，是表示电力系统多发送1kvar无功功率时，将在电力系统中增加的有功功率损耗kw数，其符号为kq ,单位为kw/kvar。

这一kq值与电力系统的容量、结构及计算点的具体位置等多种因素有关。

对于工厂变配电所，无功功率经济当量kq＝0.02～0.15；对由发电机电压直配的工厂，可取kq＝0.02～0.04；对经两级变压的工厂，可取kq＝0.05～0.08；对经三级及以上变压的工厂，可取kq＝0.1～0.15。

二、一台变压器运行的经济负荷计算变压器的损耗包括有功损耗和无功损耗两局部，而无功损耗对电力系统来说也相当于按kq换算的有功损耗。

因此变压器的有功损耗加上变压器无功损耗所换算的等效有功损耗，就称为变压器有功损耗换算值。

一台变压器在负荷为S 时的有功损耗换算值为 △P＝△P T ＋K P ·△Q T≈△P o ＋△P k 〔S/S N 〕2＋K q ·△Q o ＋Kq ·△Q N 〔S/S N 〕2 即△P≈△P o ＋K q ·△Q o ＋(△P k ＋K q ·△Q N ) 〔S/S N 〕2 式中△P T ——变压器的有功损耗； △Q T ——变压器的无功损耗； △Po——变压器的空载损耗； △Pk——变压器的短路损耗；△Qo ——变压器空载时的无功损耗，按式〔△Qo ≈SN ·Io ％/100〕计算；△QN ——变压器额定负荷时的无功损耗增量，按式〔△QN ≈SN ·UK%/100〕计算；S N ——变压器的额定容量。

电力变压器的经济运行分析与优化摘要:电力是我国能源的主要组成部分。

在电力系统中,变压器的总台数多,容量大,变压器能否经济运行,是电力系统经济运行的一个重要环节,也是当前企业减少成本支出一个重要途径。

通过对变压器经济运行的分析,确定变压器运行的最佳经济点。

关键词:变压器损耗经济运行优化1 变压器运行中的主要损失1.1 空载电流与空载损失空载电流的作用是建立工作磁场,又称励磁电流。

当变压器二次侧开路,在一次侧加电压U1e时,一次侧要产生电流Io空载电流。

通常变压器激磁阻抗Zm远大于变压器一次阻抗Z1,则Z1可以忽略。

Io=U1e/(Z1+Zm)Z1---变压器一次阻抗Zm---变压器激磁阻抗励磁电流在变压器铁芯产生的交变磁通要引起涡流损失和磁滞损失称为空载损失(P0)(又叫铁损)。

涡流损失是铁芯中的感应电流引起的热损失,其大小与铁芯的电阻成反比。

磁滞损失是由于铁芯中的磁畴在交变磁场的作用下做周期性的旋转引起的铁芯发热,其损失大小由磁滞回线决定。

1.2 短路电压(短路阻抗)与短路损失短路电压是指在进行短路试验时,当绕组中的电流达到额定值,则加在一次侧的电压。

uk%=Uk/U1e *100%从运行性能考虑,要求变压器的阻抗电压小一些,即变压器总的漏阻抗电压小一些,使二次侧电压波动受负载变化影响小些;但从限制变压器短路电流的角度,阻抗电压应大一些。

2 变压器经济运行方式的经济负载系数由于变压器各种运行方式的有功损失和无功损失随着负载发生非线性变化的特性,因此就存在着在某一负载系数条件下运行,其有功损失和无功损失最低的情况,称此负载系数为运行方式的经济负载系数。

有功经济负载系数jP=(Po / Pk)1/2无功经济负载系数jQ=(Io %/ Uk %)1/2随着变压器的容量增大,有功损失系数稍微下降,而无功损失系数则明显下降,特别是当变压器容量增大到10000KV A以上时,jP、jQ下降更加明显。

随着变压器耗能参数的改善,经济负载系数jP有较大的下降,而jQ下降更加明显。

关于城市配电房轻载配变经济运行分析为进一步挖掘降损空间，提升线损精益化管控水平，现对城地区1域内配电变压器运行状态进行分析。

城地区1域范围内尤其是新建小区等区域，由于土地空间有限，多采用配电房内安装变压器方式。

配电房中常见的为干式变压器，当变压器轻载时，可采用“一拖二”方式将两台轻载变压器负荷转移到一台变压器，从而降低损耗水平。

选取地区1、地区2、地区3和地区4四家单位的配电房内配变进行分析。

一、基本概况配电变压器的分类从绝缘材料上分干式或油浸式两种。

一般来说，箱变内变压器一般采用干变及在综合建筑内（地下室、楼层中、楼顶等）和人员密集场所需使用干变，干式变压器体积小、无油、消防安全级别高，但是造价高；油变采用在独立的变电场所，如变电站内或sh者户外临时用电，油变容量范围大、适用环境广泛、造价低。

配电室在一般情况下均为独立场所建设，一般配置双路电源、两台或者两台以上配电变压器，单台配变容量不超过800kVA。

选取地区1、地区2、地区3和地区4公用配电变压器进行分析，四家单位公用配变合计42693台，其中配电房中安装的变压器21045台，即城地区1域内以配电房内安装变压器方式较多。

根据《城市配电网运行水平和供电能力评估导则》（Q/GDW565—2010）规定，轻载配变是指年最大负载率小于等于20％的配变。

对四家单位2019年配电变压器的最大负载率情况进行分析，最大负载率在20%以下的轻载配电变压器12646台，占比60.1%。

其中年最大负载率在10%以下的变压器5845台，占比27.77%。

说明重庆公司配电房内配变的负载率不高，具备采用“一拖二”或“一拖多”方式进行节能降损的空间，对变压器经济运行状况进行分析具有一定的节能价值。

在配电房安装的变压器中，对其安装容量进行统计分析，容量以630kVA和800kVA的为主，分别占比36.01%和46.75%。

其余容量变压器包括315kVA、400kVA、500kVA、1000kVA等。

GBT 13462《电力变压器经济运行》电力变压器在国民经济中是一种应用极为广泛的电气设备。

一般来说，从发电、供电到用电需要经过6～8次变压过程，变压器自身要产生功率损耗。

由于变压器总台数多，总容量大，所以在电力系统运行中，变压器的总电能损耗约占总发电量的3～5%，是量大面广、耗电多、节电潜力大的电气设备。

我国的国民经济正处在高速发展阶段，对电力需求快速增长，尽管电力装机容量同步不断增加，但电能生产过程中伴随着大量二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物排放，对环境造成很大污染，节约电能是节能减排、保护资源和环境的有效措施。

上世纪80年代末，为了有效提高我国电力变压器的运行效率，促进企业的节能工作，在原国家计委和国家技术监督局的支持下，全国能源基础与管理标准化技术委员会合理用电分委员会开始组织制定《工矿企业电力变压器经济运行导则》国家标准。

该标准于1992年5月批准发布，1992年12月正式实施。

该标准实施15年来，对提高电力变压器经济运行水平和运行效率发挥了非常重要的作用，成为节能领域非常重要的一项管理标准。

为了贯彻实施《中华人民共和国节约能源法》，加强节能减排管理，坚持科学发展观，进一步提高电力变压器节电效率，应当组织对现行的国家标准《工矿企业电力变压器经济运行导则》进行必要的修订，将管理与监督相结合，并把节能管理作为标准的重点内容。

该标准的修订计划由全国能源基础与管理标准化技术委员会提出，列入国家标准化管理委员会2007年标准制修订计划中，由全国能源基础与管理标准化技术委员会合理用电分委员会技术归口。

12006年10月，全国能源基础与管理标准化技术委员会委托变压器节电专家胡景生教授对GB/T 13462《工矿企业电力变压器经济运行导则》进行修订，并组成了标准的修订起草组。

2007年8月15日至16日，修订起草组在沈阳举行会议，对胡景生教授起草的GB/T 13462修改稿进行讨论，确定了标准的修改原则和主要修订内容。

电力变压器是应用极为广泛的电气设备，从发电、供电直到用电，一般需经过约5次变压过程，每次变压都要产生电能损耗。

由于变压器台数多，总容量大，所以在电力系统中，变压器的总损耗约占总发电量的8%。

因此，对电力变压器经济运行区的研究具有重要意义。

变压器综合功率中的空载损耗为ΔPoz，综合功率中的额定负载损耗ΔPdz，变压器综合功率损耗为ΔPz＝ΔPoz+β2ΔPdz，其中β为变压器负载率。

因变压器实际负载总是在一定范围内变动，不能用某一个量值来评价其运行工况优劣，需要用运行区来评价，现分析如下：1单台变压器经济运行区的确定单台变压器综合功率损耗率ΔPz%，如式(1)所示：ΔPz%＝ΔPoz+β2ΔPdz÷βSecosφ2+ΔPoz+β2ΔPdz(1)根据上式可得变压器综合功率损耗率的特性曲线，如图1所示。

由图可见，负载系数β在0≤β≤βz范围内，ΔPz%为递减函数，在βz≤β≤1范围内，ΔP z%是递增函数，但其曲率比递减时小得多(变化比较平稳)。

变压器长期满载运行应视为安全合理的，因此，变压器经济运行区的确定原则应为：变压器在额定负载条件下运行作为经济运行区的上限值，故得出βj1＝1的数值。

经济运行区的下限对应的损耗率如图1所示，要与额定损耗率相等。

而变压器在额定负载时(β＝100%)，损耗率ΔPe%的计算式为：ΔPe%＝ΔPoz+ΔPdz÷Secosφe+ΔPoz+ΔPdz(2) 式中cosφe——变压器额定负载时的功率因数当变压器负载率为βj2时，其综合功率损耗率ΔPj2%的计算式为ΔPj2%＝ΔPoz+βj22ΔPdz÷βj2Secosφ2+ΔPoz+βj22ΔPdz(3)因为ΔP j2%＝ΔPe%，所以可得下列关系式：ΔPoz+ΔPdz÷Secosφe+ΔPoz+ΔPdz＝ΔPoz+βj22ΔPdzβj2Secosφ2+ΔPoz+βj22ΔPdz (4)在上式中Secosφe》ΔPoz+ΔPdz，βj2Secosφ2》ΔPoz+β2j2ΔPdz，故分母中的ΔPo z+ΔPdz和ΔPoz+β2j2ΔPdz可以略去不计，又因Secosφe≈Secosφ2，所以式(4)可简化为：ΔPoz+ΔPdz＝ΔPoz+βj22ΔPdz÷βj2由上式可解得：βj2＝ΔPoz÷ΔPdz＝βz2(5)结论：经济运行区的上限βj1＝1；经济运行区的下限βj2＝βz2。

变压器的经济运行分析引言变压器是电力系统不可缺少的重要组件，用于将输电线路中高电压电能转化为用于供电的低电压电能。

在电力系统中，变压器占据着重要的地位。

为了确保变压器的正常运行，减少损耗和维护成本，需要进行经济运行分析。

变压器的经济运行原理变压器的经济运行是指在稳定的负荷下运行变压器，使其达到最佳效益，同时保证其运行的安全性、可靠性和稳定性，从而实现变压器的经济和社会效益最大化。

变压器的功率损耗主要包括铁损和铜损。

铁损是由于变压器的铁芯在磁通变化过程中所吸收的能量导致的。

铜损是由于变压器线圈中通电时产生的电流而导致的。

在变压器的日常使用中，铜损主要取决于变压器的负荷率和电压等级。

而铁损则主要受变压器的磁通密度影响。

影响因素1.负荷率负荷率是变压器经济运行的重要因素。

负荷率过低会导致铜损增加，过高则可能导致铁损过大。

当负荷率不断变化时，发生在变压器内部的温度变化也会显著影响变压器的效率和正常运行。

2.电压等级电压等级是变压器额定容量和负载特性的主要影响因素之一。

当变压器的额定容量和负载特性与负载条件不匹配时，铜损和铁损将造成电能损耗增加。

3.变压器类型变压器类型也是影响变压器经济运行的一个关键因素。

根据变压器的类型不同，其铁损和铜损损耗量也会有所不同。

经济运行分析变压器的经济运行分析的主要目的是实现变压器的最佳负荷率，从而达到最佳效益。

首先，需要了解变压器的负载历史数据，这将提供一个基础信息需要.其次，需要实际运行测试，收集和分析数据变压器的运行表现，包括变压器的铜损、铁损、充电电流、相数电流、温度和压力等参数。

这些数据将为后期的分析和决策提供可靠的基础。

最后，通过对数据进行统计和分析，得出变压器的负荷率、有效工作时间以及更改运行模式的影响，从而为经济运行提供明确的建议和方案。

案例分析为了更好地说明变压器经济运行的原理和方法，我们将看看一个实际案例一家工厂近期投入使用一台容量为 1000kVA 的变压器，其额定电压等级为10kV/0.4kV，铜损 4kW，铁损 1.5kW。