试论配电变压器负荷率与节能

Ｙａ ｇＪｅ Ｙａ ｇＨｕｘ （ ｎ ｘａＡ ｃ ｉ ｃｕｅＤ ｓ ｎ＆ Ｒｅｅ ｒｈＩｓｉ ｔ Ｃ ． ｔ． ｎ ｈ ａ ５ ０ １ ｈｎ ） ｎ ｉ ｎ ｉｕ Ｎｉｇ ｉ ｒｈｔ ｔｒ ｅｉ ｅ ｇ ｓａｃ ｎ ｔｕｅ ｏ ，Ｌｄ ，Ｙｉｃ ｕ ｎ７ ０ ０ ，Ｃ ｉａ ｔ
起 的有 功 电能 损 耗 之 和 ２ ２ 最 佳 负 荷 率计 算 式 ．
２ 配 电变 压 器 年 电能 损 耗 与 最 佳 负 荷 率
２ 年 电能 损 耗 的计 算 式 ．１
配 电变压器输 出单位容量 （Ｖ ｋ Ａ）年有功 电能损 耗 最小值 （Ｗｈ ｋ ）的负荷率 ，称之为最佳 负荷 率 ，符
号记 为口 ，根据前述 “ 变压器空载损耗和负载损耗相 等时效率最高”原则 ．故有变 压器年 电能空载损耗和 年 电能 负载损耗 相等 时效 率最 高 ． 此时 变压器 的负 荷 率为最佳负荷率 ，其表达式为 ：
已知配 电变 压器 计算 负荷 和最 大 负荷年 损 耗 小
时数 ｒ ，得 配 电变 压 器 年 有 功 电 能 损 耗 Ａ Ｗ６ （Ｗｈ 、 ｋ ） 年 无功 电能损 耗 Ａ Ｗ （ｖｒ ） ｋａｈ ： Ａ ＝Ａ ｏ ＋ （ ／ ） ・ Ｗｂ Ｐ ・ △ 。 ｒ （） ３
输 出 功 率
—
× １０ ％ ０
输 入 功 率
＝—
Ｋｅ ｒ ｓ Ａｎ ｕ ｌｅｅ ｔ ｃ ｌｅ ｅ ｇ ｏ ｕ ｔｏ ｙ ｗｏ ｄ ｎ ａ ｌ ｃｒ ａ ｎ ｒ ｙ ｃ ｎｓ ｍｐ ｉｎ ｉ
Ａｎｎ ａ ｅｅ ｔｉａ ｅ ｅ ｇ ｃ ｎ ｕ ｔ ｎ ｆ ｕ ｐ ｔ ｕ ｉ ｕ ｌ ｌ ｃｒｃ ｌ ｎ ｒ ｙ ｏ ｓ ｍｐｉ ｏ ｏ ｔ ｕ ｎｔ ｏ ｃ ｐ ｃｔ Ｌ ａ ａ ｔｒ Ｏｐｉ ｍ ｌａ ｆｃｏ Ａｎ ｕ ｌ ａａｉ ｙ ｏ ｄ ｆ ｃｏ ｔｍｕ ｏ ｄ ａ ｔｒ ｎ ａ ｃ ｎ ｕ ｔ ｎ ｕ ｅ ｏ ｈ ｕ ｓ ｆ ｈ ｍ ａ ｉ ｍ ｌ ａ ｏ ｓ ｍｐｉ ｎ ｍｂ ｒ ｆ ｏ ｒ ｏ ｔ ｅ ｏ ｘｍｕ ｏｄ Ｅｃ ｎ ｍ ｉ ｑ ｉａ ｅ ｔｏ ａ ｔ ｅｐ ｗｅ ｏ ｏ ｃ ｅ ｕ ｖ ｌｎ ｆｒ ｃ ｉ ｏ ｒ ｅ ｖ
从 （ ）式 可知 ， 当变压 器 型 号 容 量确 定 后 ， ６
Ａ ＝Ａ ｏ ＋Ａ ｋ（ｃ Ｓ） Ｗｇ Ｑ ・ Ｑ Ｓ／ｒ ・
（） ４
△ 、△ 、△ 为定值 。若变压器为全年投入运行 ，
式 中：Ａ 。 Ｑ —— 变 压 器 空 载 无 功 损 耗 ，ｋａ ，Ａ 。 ｖｒ Ｑ
２ ５
试 论 配 电变 压 器 负 荷 率 与 节 能 （ 捷 杨 杨辉 煦）
３３ ９
建 裁电乞 。
＿——＿・＿＿＿＿＿ ＢＵＩ ＤＩ Ｌ ＮＧ ２口 １ １年 第 ７ 期ｆＥＬＥ ＣＴＲｌ ＴＹ ＣＩ
等因素有关 ．因此从 节能角度考虑有必要从 年电能损 耗着手进一步研究探讨配 电变压器 的负荷率 问题 。
５ ％。另一个 因素是最大 负荷 年损耗小时数 （） ２ ｒ ，该 ・ Ｑ） △ ｋ
（） ５
（Ｐ ＋ △０
。 ） ＋ （ ＋ △ △
值 与 变 压 器用 户 行 业 性 质有 关 。如 用 户 功 率 因 数
１８ ＝ ０ ９ 最 大 负 荷 年 损 耗 小 时 数 （ ） ３ ０ ． ， ｆ ：石 油 为 ５８０ｈ ０ 、纺 织 为 ４５ ０ｈ ０ 、食 品 工 业 为 ２９ ０ｈ ０ 、
ｔ ｅ ｌａ ｆｃｏ ，ｃ ｐ ｃｔ ｅｅ ｔ ｎ ｎ ｎ ｒｙ ｓ ｖ ｎ ｆ ｈ ｏ ｄ ａ ｔ ｒ ａ ａ ｉ ｓ ｌｃ ｉ ａ ｄ ｅ ｅ ｇ —ａ ｉ ｇ ｏ ｙ ｏ ｄ ｓｒｂ ｔｏ ｒ ｎ ｆｒ ｒ ｒ ｌＯ ｄｓ ｕ ｓ ｄｉ ｈ ｓｐ ｐ ｒ ｉｔ ｕ ｉｎ ｔａ ｓｏ ｍｅ ｓａ ｅａＳ ｉｃ ｓｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ． ｉ
当变压器在某一 负荷率时的负载损耗 和空载损耗 相等时 ．变压 器的效 率最高 ，该 负荷率 以往常常称之 为经济 负荷率 ： ８ ：
＝
关键词
年 电能损耗
输 出单位容量年 电能损耗
无 功
负荷 率 最 佳 负荷 率 最 大 负荷 年 损 耗 小 时数
功 率 经 济 当量
｜ ｋ Ｐ
—
Ｓ Ｉ ％ ／１ ０； ・ ｏ ０
ｌ — — 变压 器 空载 电流 占额定 电流 的百 分数 ： ｏ ％ △ —— 变 压 器 额 定 负 荷 时 的 无 功 损 耗 ，
ｋ ａ，Ａ ｋ ｒ Ｕ ％ ｜ ０ ；Байду номын сангаасｖｒ Ｑ ：Ｓ ・ １０ ％—— 变压器阻抗电压 占额定电压的百分数 。 配 电变压 器年 有功 电能 损 耗及 无功 电能损 耗 在
负荷 率 ．通 过 计 算 比较 得 出变 压 器 效 率 与 最 佳 负荷 率 的 关 系 ．最 大 负荷 年 损 耗 小时 数 对 变压 器最 佳 负荷 率
△ —— 变压器负载有功损耗 ，ｋ Ｗ；
— —
变压器负荷率 。
的影响等结论 ，对配 电变压器 负荷率 、容量选择与 节
能 问题 进行 了研 究探 讨
０１Ｗ／ｖｒ 根据式 （）（ 对变压器 Ｓ Ｂ ０ ０ ｋ Ａ ．ｋ ｋ ａ， ５、６ ） Ｃ １ —８０ Ｖ ，
ｌ ／ ． 和 Ｓ Ｂ ０ ０ Ｖ ０ ０４ Ｖ ｋ Ｃ １ —１ ０ｋ Ａ． １ ／ ． ｋ ０ ０ ０ ４ Ｖ的 ４种
＝
亦 为定值 。此 时影 响 值 有两个 因素 ：一个 因素 是 无功 功率经济 当量 ，该值在 ０ ０ ０ １ （Ｗ ／ ｖｒ ． ２ ． ５ ｋ ｋ ａ） 范 围 内变 化 ，当取 值 较 低 时 ，则 值 上 升 ；当 取
值 较 高 时 ， 值 下 降 。说 明无 功 功率 经 济 当量 对 ． 值 有 一 定 影 响 ，但 不 是 很 大 。 例 如 一 台 Ｓ Ｂ ０ Ｃ １
二次绕组 流过 电流所 产生 的损耗称为 负载损耗 ，
ｄ ｓｒｂ ｔｏ ｒ ｎ ｆ ｒ ｒ ｉ ｒ ｐ ｓ ｄ ｉ ｔ ｉ ａ ｅ ．Ｔｈ ｉｔ ｕ ｉｎ ｔａ ｓｏｍｅ ｓ ｓ ｐ ｏ ｏ ｅ ｎ ｈｓ ｐ ｐ ｒ ｉ ｅ
又称为铜损 。变压器 的短路损耗可认为就是铜损 。变 压器 的铜损与负荷 的大小和性质有关 。负载损耗 与负 荷率 的平方成正 比。
（ ／ｒ ７ Ｓ） ＿ ・
式 中： Ｋ —— 无功功率经 济 当量 ， ｋ ／ ｖｒ ｑ Ｗ ｋａ ，由发
电机 电压直 配 的工 厂 变 电所 ． ｏ ０ ０ Ｋ ＝ ．２
～
城 市 生 活 为 １ ５ ，该值 对 影响 颇 大 ，下 面 举 ０ｈ ２
０ ０ Ｗ ／ ｖｒ ． ４ｋ ｋ ａ：经 两 级 变 压 的工 厂
（ ／ ＋ ｑ。 Ｑ ） ＝ （ Ｐ ＋ ｑ Ａ ｋ ＡｏＫ Ａ ｏ Ａ ｋ Ｋ 。 Ｑ）
＝
‘ 下
（） ６ 、
式 中： —— 变压 器年投人工作小时数 ，ｈ ； Ｓ —— 变压器计算 负荷 ，ｋ Ａ： Ｖ
Ｓ— — 变 压 器 额 定 容 量 ，ｋ Ａ ， Ｖ 。
化的．不可能总在效率最高点运行 ．同时和负荷的性质
作 者 信 息
杨 捷 ，男 ，宁夏 建 筑 设计 研 究 院 有 限 公 司 ，工 程 师 ，主任 工 程 师 。 杨 辉 煦 ，男 ，宁夏 建 筑 设计 研 究 院 有 限公 司 ，教 授 级 高级 工 程 师 ，顾 问副 总 工 程 师 。
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ
Ｆｒｍ ｔｅ ｐ ｉ ｔ ｏ ｖｅ ｏ ｈ ｏｎ ｆ ｉ ｗ ｏ ａ ｎｕ ｌ ｆ ｎ ａ
一
变 压 器负 载损 耗 ：当变 压 器带 负荷 运行 时 ，其
、
ｅ ｅ ｔｉａ ｎ ｒｙ ｃ ｎ ｕ ｐｉｎ ｎ ｏ ｔｍｕ ｌａ ａ ｔｒｏ ｌｃｒｃ ｌｅ ｅ ｇ ｏ ｓ ｍ ｔｏ ，ａ ｐ ｉ ｍ ｏ ｄ ｆｃ ｏ ｆ
他任何 负荷率 时的效 率都 高。以往认 为变 压器的运行
阻中的损耗 可以忽略不计 ．因此 ．变压器 的空载损耗 可 以近似认 为等于铁损 。当 电源 电压和 频率一定 时 ，
铁损是个定值 ，与负荷的大小和性质无关 。
最 高效率发生在变压器 负荷率 ０ ５ ０ ６之间。 ． ．
配电变压 器在实 际运行 中 ．负荷 曲线 是随时间变
。
输 出功 率
—
× １ ０％ ０
输 出功率 ＋空载损耗 ＋负载损耗
： × １ ０ ％ ０ （） １
Ｐ
Ｐ ９Ａｋ Ｐ
式 中 ：Ｐ— — 变压 器 输 出功 率 ，ｋ ； Ｗ
摘 要 从 年 电能 损 耗 角度 论 述 配 电 变压 器 最佳
△ — — 变压 器 空 载 有 功 损 耗 ，ｋ ； Ｗ
电 力 系 统 引 起 的有 功 电 能 损 耗 之 和 （Ｗｈ ： ｋ ）
ＡＷ ＝ ＡＷｂ ＡＷ。 ＋ ｂ
＝
８０ Ｖ ０ ｋ Ａ，１ ／ ． ｋ ０ ０ ４ Ｖ，Ｄ。ｙ ｌ 变压器 ，其最大负荷 ｎ１
年损耗小 时数为 ５ ０ ｈ ０ ，当 取值 为 ０ ０ Ｗ ／ ｖｒ ８ ． ２ｋ ｋ ａ 时， 为 ５ ％；当 取值 为 ０ １ Ｗ ／ ｖｒ ， ６ ． ｋ ｋａ 时 为
＝０ ０ ． ５～０ ０ Ｗ ／ ｖ ｒ ． ８ｋ ｋ ａ；
例说 明
２． ３ 实 例
变 电所 ，
确 定
＝ ８ ６ （ 年 投 入 运 行 ） Ｋ ＝ ０ｈ 全 ７ ，
经 三 级 及 以 上 变 压 的工 厂 变 电所 ． ：０ ．１～０ ５ｋ ／ ｖｒ ．１ Ｗ ｋ ａ ；在 不 计
、Ｔ ／７
（） ２
式 中 ： —— 经济负荷率 ； 卢
１ 配 电变 压 器 效 率 与 负 荷 率