電力變壓器的經濟運行與監控維護

引言：變壓器是供配電系統的主要設備。文章論述了變壓器運行的意義、方法、問題、效果的監控與維護。

電力工業本身既是重要的能源用戶，也是耗能大戶，電力作為一種使用方便的優質的二次能源，被廣泛應用在國計民生的各個領域，因此在電力系統中開展變壓器及其供電線路的經濟運行，對系統安全、經濟運行有著重要的意義；在保證技術安全、經濟合理的條件下，充分利用現有的設備、元件，不投資或有較少的投資，通過相關技術論證，選取最佳運行方式、調整負荷、提高功率因數、調整或更換變壓器、電網改造等，在傳輸相同電量的基礎上，以達到減少系統損耗，從而達到提高經濟效益的目的。

一、概述

變壓器是傳輸電能而不改變其頻率的靜止的電能轉換器。電力變壓器是用于電力系統中的變壓器，是電力系統中的主要設備，其功能是將電力系統中的電能電壓升高或降低，以利于電能的合理傳輸、分配、使用。由于使用量大，運行時間長，變壓器在選擇和使用上存在著巨大的節能潛力。合理、高效、經濟的選擇變壓器，對節約能源具有重要意義。

二、變壓器的經濟選用的意義與分析

據有關資料的估算：從發電到供電，一直到用電的過程一廣義電力系統中的各種電氣設備（包括發電機、變壓器、電力線路、電動機等）全部的電能消耗約占發電量的28%-33%。這對全國來說一年就有3178-3746億千瓦時的電能損耗在運行的電氣設備中，相當于10個中等用電省份的電量之合。這其中變壓器總的電能損失為1100億千瓦時以上，相當于3個中等城市電量省份的用電量之和。

我國變壓器損耗電能如此之大，是由于我國的城鄉電網中和企業電網中老的高能耗變壓器數量太多之故。老舊變壓器擁有量大，造成我國電網線損率過高，也使我國電網結構中科技含量遠遠落后于發達國家。老舊變壓器長期超期服役，更新速度慢，其主要原因是我國普遍存在資金短缺以及耗能設備更新觀念落后，管理落后和技術經濟決定失誤所造成的。

三、變壓器經濟運行的實現方法

（一）合理計算變壓器經濟負載系數，使變壓器處于最佳的經濟運行區

變壓器并非在額定時最經濟，當負荷的銅損和鐵損相等對才最經濟，即效率最高。兩臺以上主變壓器的變電所應繪出主變壓器經濟運行曲線，確定其經濟運行區域，負荷小于臨界負荷時，一臺運行，負荷大于臨界負荷時兩臺運行。

（二）平衡變壓器三相負荷，降低變壓器損耗

變壓器不平衡度越大，損耗也越大，因此一般要求電力變壓器低壓電流的不平衡度不得超過10%，低壓干線及主要變支線始端的電流不平衡度不得超過20%

（三）合理調配變壓器的并列與分列的經濟運行方式

按備用變、負荷變化規律、臺數組合等因素，優先考慮技術特性優及并、分列經濟的變壓器運行方式。

（四）變壓器運行電壓分接頭優化選擇

在滿足變壓器負荷側電壓需要的前提下，用定量計算方法，按電源側電壓的高低和按工況負載的大小，對變壓器運行電壓分接頭進行優化選擇，從而降低變壓器損耗，提高其運行效率。

（五）合理考慮變壓器的特殊經濟運行方式，降低損耗

變壓器由于使用范圍較廣，根據不同的運行方式與電網結構，需要考慮一些特殊的運行方式，以達到經濟運行。如三繞組與雙繞組并列、兩側并列與另一側分列及負載有備用電源等不同的組合運行方式，達到最佳的經濟運行。

（六）根據不同用戶，采用一些特種變壓器

由于供電系統的用戶范圍廣大，對一些特殊用戶要考慮特殊的供電方式才能使投入的變壓器達到最佳的經濟運行狀態。如單相變、電爐變、調壓變、專用變等，以滿足專一用戶而不影響其他用戶的經濟運行。

四、變壓器經濟運行存在的一些問題

（一）變壓器之間技術參數存在差異，每臺變壓器都存在空載損耗、短路損耗、空載勵磁功率和額定負載漏磁功率四個參數。由于變壓器的容量、電壓等級、鐵芯、繞組材質、設計和制造工藝等的不同，使變壓器的四個技術參數存在大的差異，即使是同一生產廠家，同一時期生產的相同容量、相同電壓等級、相同材質的變壓器，其四個參數也不完全相同。因此，單臺運行的變壓器，就存在著選擇技術特性優的變壓器經濟運行方式。

（二）變壓器的功率損耗和損耗率的負載特性曲線存在著非線性特性。在某一時間段內（例如1年、1月等），由于負載曲線波動，導致變壓器總的電量損耗不同，因此提高負荷率就可以降低變壓器損耗，實現變壓器經濟運行。

五、變壓器經濟運行的節電效果

變壓器經濟運行的節電效果往往不是一下就能看出來的。首先它可以通過相同負荷情況時，自然狀態運行和經濟運行進行比較。

變壓器經濟運行已有了上千例的實踐應用。如某降壓站有兩臺變壓器分列運行，其中一臺16000KVA，負荷9000KVA；另一臺25000KVA，負荷6600KVA。按計算合理分配負荷，將16000KVA的變壓器負荷調整為6084KVA，將25000KVA的變壓器負荷調整為9516KVA。這種方式運行，年節約有功電量227760KWH，無論電量2847000KVARH，綜合電量483990KWH。

可以看出，變壓器經濟運行時節電效果是明顯的。

六、變壓器的監控管理

根據筆者多年的運行維護經驗，運行人員按時收集運行中的變壓器負荷、溫度、變壓器油等的監控數據，根據變壓器運行數據作出相應的調整。

1、電氣參數。2、監控變壓器的聲音。3、監控變壓器以內。4、監控變壓器。5、監控變壓器的規率。6、監控變壓器的按地線。7、遠程監測。

（一）變壓器的維護

變壓器的安裝地點應與其設計和建造的標準相適應，若置于戶外，應確定該變壓器適于戶外運行保護變壓器不受雷擊和外部損壞危險，確保負荷在變壓器的設計允許范圍之內，在油冷變壓器中需要仔細地監視頂層油溫。

平時應對變壓器進行檢查和巡視，發現問題應及時處理。（1）對油的檢驗，應用變電器油中8種故障氣體有線監測儀，連續測定隨著變壓器中故障發展而溶解于油中氣體的含量，柔腸寸斷對氣體類別及含量分析則可確定故障類型，每年都應該做油的物理性能試驗以確定其絕緣性能，試驗包括介質的擊穿強度、酸度、界面張力等。（2）每三年應對變壓器線圈、套管及避雷器進行介損的檢測。（3）每年檢驗避雷接地的可靠性，接地必須可靠，而引線應盡可能短。

（二）注重日常維護的內容

（1）保持瓷套管及絕緣子的清潔。定期清理變壓器上的污垢，檢查套管有無閃絡放電，接地是否良好，有無斷線、脫焊、斷裂現象，定期遙測接地電阻不大于4，或者采取防污措施，安裝套管防污帽。（2）保證電氣連接的緊固可靠。（3）定期檢查分接開關。并檢驗觸頭的緊固、灼傷、疤痕、轉動靈活性和接觸的定位。（4）在油冷卻系統中，檢查散熱器有無滲漏、生銹、污垢淤積以及任何限制油自由流動的機械損傷。

結束語

變壓器實現經濟運行中可以做到在不投資或少投資的前提下節電，而且效果明顯，推廣應用前途廣大。同時，變壓器經濟運行理論又是發展的，變壓器經濟運行有科學理論的指導，在實際工作中必將帶來巨大的經濟效益。

參考文獻

[1]穆剛主編《電力系統經濟運行》東北電力設計院，1994年12月。

[2]程廣通，淺談如何加強配電變壓器的運行管理，經濟技術協作信息。

[3]王方亮，變壓器經濟運行方式分析與應用·變壓器，2005年第12期。

（作者單位：國網伊春供電公司）