变压器运行特性分析

变压器的经济运行分析王凤杰1,张海艳2(1.呼和浩特金桥热电厂;2.呼和浩特水土保持站,内蒙古呼和浩特　010000) 摘　要:电力系统中变压器使用量大,数量多,容量大,总损耗不容忽视。

通过对变压器选取最佳运行方式使变压器电能损失最低,无需投资,即可达到节电和提高功率因数的目的。

关键词:变压器;节能;运行方式 中图分类号:T M412 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)13—0075—02 贯彻落实华能集团公司创建“资源节约型,环境友好型”电厂的方针政策,有效的开展节能工作。

变压器是发电厂实现电能输送与分配的重要设备,在输送电能的同时也在消耗电能。

1　变压器运行方式以及损耗概述金桥热电厂每台机组各有照明、公用、化水、中水、工业废水、升压泵房、输煤、卸煤、脱硫变压器一台,各带一段母线运行。

两段母线互为备用,母线间有联络开关,手动切换。

变压器技术参数是分析变压器经济运行的基础数据,变压器有功功率损耗可以分为空载损耗和负载损耗两部分。

因此,变压器的空载空载和负载损耗的计算式是变压器经济运行的基础算式。

在工程计算中,我们设定电压大小、波形恒定,这样当某一台变压器的空载损耗P0为一定值,其负载损耗P Z 则与负荷平方成正比,即:P Z =(S /S Z )2P kn(1)式中:S —变压器的实际负荷S Z —变压器的额定容量P kn —变压器在额定电流下的短路损耗(负载损耗)这样,单台变压器的总损耗为:P =P 0+P Z =P 0+(S/S Z )2P kn (2)我们以额定容量为1250kVA 工业废水变器为例,计算该变压器一年的损耗,从设备手册中查得1250kVA 变压器的损失额定值为:P o =2kW ,P kn =10kW根据现场变压器实际运行情况,利用实际负荷的估算法,计算负荷率为21%,一台1250kVA 变压原因,将故障分为设计不合理(包括二次回路与装置原理)、反措未执行、元器件质量不良(包括产品本身质量就差与产品运行久后老化)、工作人员失误(包括错误接线、设置错误或调试不当、标识错误、验收不到位)4个方面。

浅谈电力变压器的经济运行分析【摘要】为了保证电力系统当中变压器设备在运行中有良好的经济性，应认识到变压器设备经济运行的重要性，并能结合变压器设备运行特点，制定科学的经济运行方案，使得电力系统整体运行经济性、稳定性得到强化。

本文就变压器设备经济运行进行了分析。

【关键词】经济运行；电力；变压器；输电；在电力系统运行中，变压器其中的基础性设备，能让电力系统运行有良好的稳定性。

而在电力系统规模变大、运行负载度提升之后，也对变电设备有了更高的要求。

在当代电力系统开展管理工作的时候，不仅需要保证变压器设备运行的安全性，同时还要保证变压器的经济性。

1变压器设备经济运行的重要意义当电力能源从发电厂当中发出之后，在电力能源输送到用户家中这一过程中需要经过3次到5次的变压处理，这样才能保证电力能源符合用户用电需要，让电力能源成为推动社会发展的主要能源。

而在变压器设备进行电力能源电压调整以及实施功率传输的阶段中，也不可避免的会出现电力能源损耗，给电力系统造成一定的经济损失。

而现代电力系统整体规模较大，并且各个地区有对于电力能源的需求量也在增加，因此各地区当中变压器设备的数量也在增加，这些变压器设备的使用虽然能让电力系统运行更加的稳定化、高效化，但数量众多的变压器设备在其运行阶段中也会消耗庞大的电能，给电力系统造成一定的经济损失。

2当代变压器设备运行中的不足分析由于变压器设备是电力系统运行方面的关键性设备，因此变压器设备已经全面的普及到了各个地区当中，但由于各地区当中的变压器设备数量众多、整体设备容量较大。

因此在这些变压器设备运行中也就会出电能损耗，导致变压器运行方面的经济性难以得到保证，而导致这一问题的成因较多，可以概括为几种类型。

首先，部分地区在变压器设备运行管理方面缺乏良好规范性以及科学性，如果相应地区电力系统当中，如果一台变压器设备能承担所有复杂，那么相应地区当中的工作人员就不会安装两台变压器设备。

这种管理模式虽然直观上看节省了变压器设备采购方面的开支，但实际上却使得变压器设备运行出现了更大的危险性，也可能出现更大的经济损失。

电力变压器经济运行分析摘要电力是一种使用方便的优质二次能源，涉及到国计民生的方方面面，当今社会能源的发展是以电力为中心。

电力变压器作为电力系统电压变换主要设备,被广泛应用于输电和配电领域,一般来说,从发电,供电一直到用电,需要经过3-5次的变压过程。

变压器在其运行过程中,自身要产生有功功率损耗和无功功率损耗,在广义电力系统(包括发、供、用电)运行中,变压器总的电能损耗占发电量的10%左右,占电力系统损耗的30%左右,因此研究变压器的经济运行有着重要的意义。

本文主要分析了变压器的有功损耗,并对其经济运行方式进行了系统的阐述与分析，通过求出经济负载系数和临界负载来达到变压器的经济运行,并且结合实例计算来得到验证，论证了其可行性。

关键词变压器负载系数负载容量经济运行1 绪论能源是人类赖以生存的物质基础，是社会发展和经济繁荣的动力。

当今世界把能源，材料和信息视为社会进步的三大支柱。

而能源的有限和能源的日渐消耗，使人们认识到了问题的严重性，节能是我们不能再回避的问题。

电能是一种使用方便的优质二次能源，涉及到国计民生的方方面面，当今社会能源的发展是以电力为中心。

电力系统的中心任务是保证电网安全，可靠，经济和优质运行。

电力变压器作为电力系统电压变换的主要设备，被广泛应用于输电和配电领域，一般来说，从发电，供电一直到用电，需要经过3～5次的变压过程。

变压器在其运行过程中，自身要产生有功功率损耗和无功功率损耗，在广义电力系统(包括发、供、用电)运行中，变压器总的电能损耗占发电量的10%左右，占电力系统损耗的30%左右，这对全国来说，意味着全年变压器总的电能损失为1100亿kwh以上，相当于3个中等用电量省份的用电量之和。

因此研究变压器的经济运行有着重要的意义。

变压器经济运行是在确保变压器安全运行及满足供电量和保证供电质量的基础上，充分利用现有设备，通过择优选取变压器及电力线路经济运行方式，负载的经济调配等技术措施，最大限度地降低变压器和线路的损耗，换言之，经济运行就是充分发挥变压器效能，合理地选择运行方式，从而降低用电损耗。

第1篇一、实验目的1. 熟悉变压器的基本原理和结构。

2. 掌握变压器的主要参数和特性。

3. 通过实验，验证变压器的基本理论，提高实验技能和动手能力。

4. 学会使用变压器实验设备，了解实验操作规程。

二、实验内容1. 变压器结构认识2. 变压器空载实验3. 变压器短路实验4. 变压器负载实验5. 变压器参数测定三、实验报告要求1. 实验报告格式（1）封面：包括实验名称、实验日期、实验班级、实验组别、姓名、学号等信息。

（2）实验目的：简要说明本次实验的目的和意义。

（3）实验原理：阐述变压器的基本原理和公式。

（4）实验步骤：详细描述实验操作步骤，包括实验设备连接、参数设置、实验数据记录等。

（5）实验数据：整理实验过程中记录的数据，包括电压、电流、功率等。

（6）实验结果与分析：对实验数据进行分析，得出实验结论，并与理论值进行比较。

（7）问题讨论：对实验过程中遇到的问题进行讨论，提出解决方案。

（8）实验总结：总结实验过程中的经验和教训，提出改进措施。

2. 实验报告内容要求（1）实验目的明确，实验原理正确。

（2）实验步骤清晰，操作规范。

（3）实验数据真实、完整，图表规范。

（4）实验结果与分析合理，结论准确。

（5）问题讨论深入，提出解决方案可行。

（6）实验总结全面，提出改进措施具体。

3. 实验报告字数要求本次实验报告的字数要求为2500字左右，具体字数可根据实际情况进行调整。

4. 实验报告提交时间实验报告应在实验结束后一周内提交，逾期未提交者视为无效。

5. 实验报告评分标准（1）实验目的、原理、步骤、数据、结果与分析（40%）（2）问题讨论、实验总结、格式（30%）（3）实验操作规范、实验数据真实（30%）请各位同学按照以上要求认真撰写实验报告，提高实验报告的质量。

祝大家在实验过程中取得优异成绩！第2篇一、实验目的1. 熟悉变压器的基本结构和工作原理。

2. 掌握变压器参数的测量方法，包括变比、空载损耗、短路损耗等。

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。

变压器运行特性分析 陈旭 【摘 要】变压器是供电系统中重要的组成部分,从变压器技术参数出发,以变压器的等效电路为基础,深入研究了变压器短路电流的计算、无载调压及空载合闸时过电流等特性,对变压器的运行特性做了多方面详细的分析.

【期刊名称】《露天采矿技术》 【年(卷),期】2016(031)003 【总页数】4页(P57-59,63) 【关键词】变压器;短路电流;无载调压;空载合闸 【作 者】陈旭 【作者单位】中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司,辽宁沈阳110015 【正文语种】中 文 【中图分类】TM406 变压器在电力系统中起着电压转换及能量传输的作用，是各等级变电所中的重要电气设备。变压器的最基本型式，包括两组绕有导线之线圈，并且彼此以电感方式称合一起。当一交流电流（具有某一已知频率）流于其中之一组线圈时，于另一组线圈中将感应出具有相同频率的交流电压，而感应的电压大小取决于两线圈耦合及磁交链程度。 变压器主要功能有电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压（磁饱和变压器）等。变压器按用途可以分为电力变压器和特殊变压器（电炉变、整流变、工频试验变压器、调压器、矿用变、音频变压器、中频变压器、高频变压器、冲击变压器、仪用变压器、电子变压器、电抗器、互感器等）。变压器的核心部分为提供磁路的铁芯和实现电磁能量转换的绕组线圈。交流变化的电能经过变压器，由原副边匝数的比值来决定转化后的电压等级，从而实现电压等级的变化。 变压器的运行特性，主要有外特性和效率特性。外特性反映变压器副边端电压随负载电流而变动的规律，为了保证供电质量，保持变压器副边电压的稳定，就需要进行调压，调压方法有调整发电机的出口电压，采用同步调相机，在负载端并联电容器等，但用的最多、最普遍的是通过改变变压器的分接头来进行调压。效率特性表示变压器效率随负载而变化的关系，为了提高效率，就要根据负载情况采用最好的运行方式，如控制变压器运行的台数，投入适当容量的带负载变压器进行负载调整等，使变压器高效率运行。 变压器特性的分析能使其及相关的电器元件更合理的被使用［1］。文章在变压器等效电路的基础上对其无载调压、短路电流及空载合闸等特性进行了深入分析，为接线柱的选择、一次侧参数整定等提供了理论依据。 以双绕组变压器为例，对变压器等效电路的获取进行分析。变压器可转化为经典的T型等效电路［2］，如图1。 图中R1、X1为变压器原侧绕组阻抗，R′2、X′2为变压器副侧绕组阻抗折合到原侧的值，Rm、Xm为变压器励磁阻抗，KT为理想变压器变比，变压器等效电路中各参数可由空载试验和短路试验来求得。由于Rm＞＞R1、R′2，Xm＞＞X1、X′2，通常可将变压器励磁支路前移至电源侧，并将R1、R′2合并成RT，将X1、X′2合并成XT，由此变压器等效电路可进一步化简为图2。 由变压器的出厂数据对其等效电路中各参数进行计算。由短路损耗△Ps（MW）确定电阻RT： 式中：U1N为变压器额定线电压，kV；SN为三相额定容量MVA。由于电抗XT＞＞RT，因此XT可由变压器短路电压Us求得： 由空载损耗△Po可确定励磁支路电阻Rm： 电抗Xm则可由空载电流Io获得： 变压器变比KT可由其原副侧额定电压U1N、U2N直接得到，KT=U1N/U2N。通过以上各式的计算即可得到完整的变压器等效电路。 本节在变压器等效电路的基础上对其各方面运行特性进行分析［3］。 2.1 无载调压分析 由于供电线路在有功功率和无功功率的影响下存在电压损耗，因此变压器原侧绕组电压通常不是额定值，进而使副侧绕组电压经额定变比后无法达到理想值。为实现调压，变压器高压侧绕组设有若干个分接头供调压选择，其中对应额定电压UN的为主接头。变压器对副侧绕组电压进行调整即是通过改变高压侧分接头进而改变变比来实现的。 以双绕组降压变压器为例对其无载调压方式进行分析，由于变压器励磁侧阻抗远大于绕组阻抗，因此可对其进一步化简，变压器简化等效电路如图3。 图中U1为变压器高压侧电压，低压侧电压为U2，传递的有功功率为P（MW）、无功功率为Q （Mvar）。根据供电系统潮流计算可得变压器阻抗上的电压损耗△UT（kV）为： 则U2=（U1-△UT）/k，式中k = U1T/U2N，U1T为变压器高压绕组分接头所对应的电压，根据满足低压侧要求的U2即可求得高压侧分接头电压为：通过式（6）得到的U1T（kV）选择与其最接近的分接头即可。 2.2 有载调压分析 在上节对无载调压变压器的分析中，当冲击性负载所占变压器容量较大或总负载变化较为频繁时，选择的固定分接头往往不能满足设备终端处对电压U2的要求。由于无载调压变压器无法在带负荷运行的条件下工作，因此供电系统必须断电并在变压器调节到新的适合终端设备电压的分接头后在继续供电。然而无论工业与民用工程以及建筑工程中很多用电设备对供电的连续性要求非常高，突然断电可能造成重大经济损失或人员伤害，因此无载调压变压器仅适用于负荷变化较为平稳或昼夜变化明显且可短时断电的供电系统，由此可见无载调压变压器有一定的局限性。有载调压变压器由于其可在带负荷时进行变压器分接头的调节，使其具有很强的灵活性，并广泛应用于各大工程项目中。 有载调压变压器经常在企业的总降压变压所或负荷较大的车间变电所中采用。调节方式通常采用逆向调压，即在负荷较大时降低变压器变比，负荷较小时提高分变压器变比。下面以10 kV供电系统为例进行分析，有载调压供电系统如图4。 上图中T1为企业总降压变压器，并采用有载调压型，T2为普通10 kV/0.38 V无载调压变压器。参考文献4中提出线路末端电压变差公式为： 式中δUx为负荷侧电压偏差（百分数），δU1为线路首端的电压偏差（百分数），e为变压器分接头对应的电压提升（百分数），ΣΔU为线路l1、l2、T1及T2的电压损失。电压偏差曲线如图5所示为最大负荷和最小负荷情况下的电压偏差。 图中实线为最大负荷时电压偏差曲线，虚线为最小负荷时的电压偏差。系统采用逆向调压，在负荷最小时，有载调压变压器T1分接头的电压提升为零，最大负荷时T1分接头的电压提升为最大，这样在各种负荷变动条件下，T2分接头可保持不变只需对T1进行有载调节即可使负载处电压满足要求。 2.3 短路电流分析 变压器短路电流的计算对其一次侧断路器等器件的参数整定有着决定性作用，短路电流计算不准确可造成系统误动作或不动作，因此其计算的准确性影响着系统的故障分析及故障处理等能力［3］。由于变压器一次侧发生短路时短路电流并未流经变压器，并由上一级断路器对其进行故障处理，因此供电系统如图6所示来对变压器的短路电流进行分析。 图中短路点发生在变压器二次侧出线端，由于系统阻抗大部分为电抗分量，因此图中将系统简化为只含电抗元件［4］。利用标幺值对短路电流进行计算：其中Xd为发电机电抗标幺值，可表示为Xd= Xd″· SB/SG，式中Xd″为发电机技术参数，SB为系统容量标定值，SG为发电机额定容量；XL为线路电抗标幺值，可表示为XL= x·l·SB/UB2，式中l为线路长度，x为线路单位公里电抗值；XT为变压器电抗标幺值，可表示为XT= Us%SB/100SN，式中Us%为变压器短路电压百分比，SN为变压器额定容量；E为发电机短路时电源电压标幺值，可取1.07～1.2。综上所述故障点短路电流标幺值可表示为： 将式（8）得到的结果转换为实际值，即可得到变压器二次侧的短路电流。 2.4 空载合闸分析 变压器空载合闸时可能会有很大的冲击电流，这是由变压器磁通的建立而引起的，为避免断路器误动作，需根据空载合闸时变压器的电流特性来对保护开关进行设定。 设变压器空载合闸时一次侧电压表示为： 式中：o为合闸时电压的初相角；io为合闸电流，kA；Rm为变压器励磁线圈电阻，Ω；t为一次绕组交联的总磁通，Wb；N1为1次绕组线圈扎数。由于ioRm很小，此阶段可对其忽略不计，则式（9）可转化为： 积分可得一次绕组总磁通表达式为： 由于合闸前铁芯中无磁通，则常数C = U1cosαo/ ωU1，带入式（11）得： 式中：φm为稳态磁通幅值，由式可见合闸时磁通与电压u1的初相角o有关，若合闸时o =π/2，则 式（12）为： 由式可知，此时合闸的一瞬间即进入了稳态，形成了稳态磁通，建立该磁通的合闸电流也相应的在合闸瞬间即达到稳态的空载电流。 若合闸时αo= 0，则式（13）为： 式中φt" =φm，为暂态分量，φt′= -φmcos ωt，为磁通的稳态分量。由于在式（9）的化简中忽略了ioRm项，因此暂态分量实际表达式为： 式中：T = L1/Rm，为暂态分量衰减的时间常数，L1为一次侧自感系数。由此可知，合闸后的磁通φt可达到稳态磁通幅值φm的近2倍，同时加上铁芯饱和造成的影响，则合闸电流可达到正常空载电流的50～80倍，约为额定电流的5～8倍。当衰减时间常数T较小时，暂态分量衰减较快，几个周期即可达到稳态。若T较大，则暂态分量衰减较慢，有时甚至可延续数十秒，此时可在变压器一次侧串联电阻，合闸后再将其切除即可。由上述可知，变压器空载合闸电流的分析对保护开关过载保护的参数整定有着重要意义。 变压器等效电路是分析变压器各运行特性的基础，其参数可由铭牌数据求得。变压器无载调压可通过高压侧接线柱的选择进而改变变比来实现，短路电流计算及空载合闸电流的分析对变压器一次侧器件的参数整定起着重要作用，掌握变压器的运行特性有助于完成对供配电系统的设计及维护。

论变压器经济运行1. 绪论变压器经济运行是指在传输电量相同的条件下，通过择优选取最佳运行方式和调整负载，使变压器电能损失最低。

换言之，经济运行就是充分发挥变压器效能，合理地选择运行方式，从而降低用电单耗。

所以，变压器经济运行无需投资，只要加强供、用电科学管理，即可达到节电和提高功率因数的目的。

2. 概述2. 1变压器的技术参数2. 1. 1空载电流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Zm？Z1，则Z1可以忽略。

Io=U1e/（Z1+Zm）（2-1）Z1——变压器一次阻抗Zm——变压器激磁阻抗2. 1. 2空载损失由于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。

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。

2. 1. 3短路电压（短路阻抗）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% （2-2）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. 1. 4短路损失短路损失Pk是变压器在额定负载条件下其一次侧产生的功率损失（亦铜损）。

变压器绕组中的功率损失和绕组的温度有关，变压器铭牌规定的Pk值，指绕组温度为75℃时额定负载产生的功率损失。

2. 2变压器存在经济运行的因素2. 2. 1变压器间技术参数存在差异每台变压器都存在有功功率的空载损失和短路损失，及无功功率的空载消耗和额定负载消耗。

因变压器的容量、电压等级、铁芯材质不同，所以上述参数各不相同。

因此变压器经济运行就是选择参数好的变压器和最佳组合参数的变压器的运行方式运行。