摘要：變壓器是電力傳送過程中的主要電力設(shè)備。變壓器在變壓和傳遞電功率時，其自身要產(chǎn)生有功功率損失和無功功率消耗。在配電線路上，由于變壓器臺數(shù)多、總?cè)萘看螅宰儔浩骺偟碾娔軗p失約占整個配電系統(tǒng)損失的30%左右。因此，全面開展變壓器經(jīng)濟(jì)運行是實現(xiàn)配電系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運行的重要環(huán)節(jié)。變壓器經(jīng)濟(jì)運行是指在傳輸電量相同的條件下，通過擇優(yōu)選取運行方式和調(diào)整負(fù)載，使變壓器電能損失低。換言之，經(jīng)濟(jì)運行就是充分發(fā)揮變壓器效能，合理地選擇運行方式，從而降低用電單耗。所以，變壓器經(jīng)濟(jì)運行無需投資，只要加強(qiáng)供、用電科學(xué)管理，即可達(dá)到降低線損和提高功率因數(shù)的目的。

1. 概述

1. 1空載電流與空載損失

空載電流的作用是建立工作磁場，又稱勵磁電流。當(dāng)變壓器二次側(cè)開路，在一次側(cè)加電壓U1e時，一次側(cè)要產(chǎn)生電流Io---空載電流。通常Zm》Z1，則Z1可以忽略。

Io=U1e/(Z1+Zm) (1-1)

Z1---變壓器一次阻抗

Zm---變壓器激磁阻抗

勵磁電流在變壓器鐵芯產(chǎn)生的交變磁通要引起渦流損失和磁滯損失稱為空載損失(P0)(又叫鐵損)。渦流損失是鐵芯中的感應(yīng)電流引起的熱損失，其大小與鐵芯的電阻成反比。磁滯損失是由于鐵芯中的磁疇在交變磁場的作用下做周期性的旋轉(zhuǎn)引起的鐵芯發(fā)熱，其損失大小由磁滯回線決定。

1. 2短路電壓(短路阻抗)與短路損失

短路電壓是指在進(jìn)行短路試驗時，當(dāng)繞組中的電流達(dá)到額定值，則加在一次側(cè)的電壓。

uk%=Uk/U1e *100% (1-2)

從運行性能考慮，要求變壓器的阻抗電壓小一些，即變壓器總的漏阻抗電壓小一些，使二次側(cè)電壓波動受負(fù)載變化影響小些;但從限制變壓器短路電流的角度，阻抗電壓應(yīng)大一些。

短路損失Pk是變壓器在額定負(fù)載條件下其一次側(cè)產(chǎn)生的功率損失(稱作銅損)。變壓器繞組中的功率損失和繞組的溫度有關(guān)，變壓器銘牌規(guī)定的Pk值，指繞組溫度為 >75℃時額定負(fù)載產(chǎn)生的功率損失。

2.變壓器存在經(jīng)濟(jì)運行的因素

每臺變壓器都存在有功功率的空載損失和短路損失，及無功功率的空載消耗和額定負(fù)載消耗。因變壓器的容量、電壓等級、鐵芯材質(zhì)不同，所以上述參數(shù)各不相同。因此變壓器經(jīng)濟(jì)運行就是選擇參數(shù)好的變壓器和組合參數(shù)的變壓器的運行方式運行。

2.1變壓器有功功率損失和損失率的負(fù)載特性

變壓器功率損失ΔP(千瓦)、效率η(%)和損失率ΔP%(%)的計算公式：

ΔP=Po+2Pk (2-1)

η=P2/ P1= Secosφ/(Secosφ+Po+2Pk)*100 (2-2)

ΔP%=ΔP/P1*100% =( Po+2Pk)/(Secosφ+Po+2Pk)*100% (2-3)=I2/I2e= P2/Secosφ (2-4)

P1---變壓器電源側(cè)輸入的功率

P2---變壓器負(fù)載側(cè)輸出的功率

cosφ---負(fù)載功率因數(shù)

I2---變壓器二次側(cè)負(fù)載電流

I2e---變壓器二次側(cè)額定電流

由上式可知變壓器損失率ΔP%是變壓器負(fù)載系數(shù)的二次函數(shù)，ΔP%先隨著的增大而下降，當(dāng)負(fù)載系數(shù)等于jp=(Po / Pk)1/2 (2-5)時即銅損等于鐵損。然后ΔP%又隨著增大而上升。jp是小損失率ΔP%的負(fù)載系數(shù)，稱為有功經(jīng)濟(jì)負(fù)載系數(shù)。所以，當(dāng)固定變壓器運行時，可通過調(diào)整負(fù)荷來降低ΔP%。