變壓器經濟運行下10kV配電網節能降損的對策探究

張文山 肖紅芳 韓立群

（國網山東省電力公司德州供電公司）

變壓器經濟運行下10kV配電網節能降損的對策探究

張文山 肖紅芳 韓立群

（國網山東省電力公司德州供電公司）

就當前情況來看，10kV配電網在電網當中占據著比較大的比例，是一種比較常用的配電網絡，它的節能減損能力對整個電網是否能夠做到節能運行擁有非常重要的價值。在本文中，將針對10kV配電網當中形成損耗的主要原因以及配電電壓器運行的主要情況，就變壓器的節能降耗角度進行變壓器怎樣經濟地運行展開系統的分析，試圖為日后10kV配電網的發展提供理論上的支持，繼而實現節能運轉。

10kV配電網；經濟運行；節能減損；對策

10kV配電網當前是我國比較普遍的供電等級，在電網當中規模以及涉及面都是最大的，在結構上10kV配電網是電網的末端，因此和用戶有非常密切的聯系。但是目前在使用當中尚且存在著一定的問題，作為供電部門來說，除了對設備進行更新，適當地采用能耗較低的變壓器之外，需要立足目前的實際情況，促進變壓器實現經濟運行，降低能耗，本文將進行系統探究。

1 目前配電變壓器的基本使用概況

從整體上來看，依照目前我國的現有標準，我們常說的配電變壓器指向的是35kV以及10kV（包括10kV以下）、容量在6300kVA以下，并且直接為終端用戶提供供電能量的電力變壓器，它是在輸電電網以及便點點網設備當中消耗最多能源的一個因素。變壓器最主要的能量損耗出現在其空載的時候因漏磁損耗以及勵磁電流等造成的鐵損、負載的時候因負載電流經過變壓器的線圈電阻而形成。使用新材料以及新工藝能夠很好地減少空載消耗（比方說，使用非晶合金材質的配電變壓器可以把空載消耗縮減到約70%甚至更多），所以我們從本質上而言，使用新型設備才是實現節能運轉的最終出路。不過就目前10kV配電網在我國所使用的變壓器往往在設計水平上還有一定的弊端，使用方面尚且存在一定的問題，導致配電變壓器始終在低效運作，這種現實情況體現在這樣的幾個方面上：

（1）很多電力企業都懷抱著“物盡其用”的過度節約思想，導致使用配電變壓器時都會將其一直使用到最終宣布報廢才停止，導致很多高能耗變壓器在運轉極限的狀態下繼續工作，形成了更高的能耗。

（2）新建變電站的時候，我們通常會從技術經濟這一方面上考察在一次性的投資量上比較少的設備，基本不會考慮變壓器能耗以及年運行成本，或者考慮得非常少。

（3）在變壓器實際使用的情況下，更加傾向于使用一些小容量的變壓器設備，令其承擔較大的負載，始終在這種高負載的情況下運作，它從根本上來說會造成很大的能耗。

總的來說這三種原因都會導致配電變壓器的選型不正確，再輔以不合理負載率以及不合理的運作方法，都可能會導致配電變壓器進入低效運作的狀態。

2 對變壓器經濟運作造成影響的原因

對相關理論進行系統的分析我們可以總結出，變壓器經濟運作最主要的是因運行電壓、三相負荷平衡、敷在功率因數以及運行溫度這四個原因的影響。

運行電壓形成的能耗主要為有功損耗，這種損耗與電壓平方值呈現出正比例的關系，所以控制運行電壓影響有功能耗的效果是比較大的。通常來說，不能讓變壓器過電壓進行運作，這是因為在這一過程當中可能會導致鐵損程度大幅度提升，間接提升無功損耗，所以我們僅從運行角度來考慮的話，需要盡可能地防止變壓器過電壓運轉，進而對鐵損以及勵磁損耗進行控制。

其次，在負荷功率的影響上，電網功率因數的下降可能會導致供電設備的能力受到影響，還可能會導致電網電壓出現波動，增加電能的消耗。

在變壓器三相負荷能夠保證平衡的影響上，在達到平衡點的時候，變壓器損耗最小，假如沒有達到平衡點，損耗則是三只不同的單向變壓器承擔的負荷消耗總和。所以三相負荷平衡與否能夠很好地控制變壓器的損耗，影響比較重要也比較顯著。

最后是運行溫度的影響，根據相關統計我們可以得知，適當地降低單位溫度能夠很好地降低變壓器所消耗的負荷，百分比大概是在0.32%上下。所以，對變壓器運行的具體溫度進行控制也需要得到一定關注。

3 對變壓器經濟運作的具體方式展開探究

變電站當中變壓器是非常常用的，它最主要的模式就是并聯變壓器。這樣的并聯方式能夠在提升變壓器運行的經濟價值的基礎之上提升供電可靠性。借助變壓器的并聯，能夠實現于變壓器當中負荷的動態分配，防止出現單臺變壓器的超負荷運轉帶來不必要的損耗。并聯運行變壓器基本的模式是多臺變壓器的并聯處理，不過需要注意的是他們的容量可能會存在一定的差距，所以需要具體情況具體分析。

3.1 并聯容量一致的變壓器

兩臺并聯線路當中變壓器擁有相同的容量的情況下，假如并聯運轉，總綜合功率消耗可以根據“P=P0+（N/2SN）2PN”來完成運算（P0是額定負載的綜合能耗；SN是變壓器的額定容量）。結合相關公式進行計算，得到單臺變壓器以及并聯變壓器臨界負荷數值。在負荷逐漸臨近這一臨界負荷值的時候，使用變壓器并聯的運作方法；在負荷值明顯小于臨界負荷值的時候，則使用單臺變壓器來運轉。

3.2 并聯容量不同的變壓器

容量不同的變壓器進行并聯的時候，則需要兼顧運行方式以及負荷分配。

比方說，我們以兩臺變壓器作為切入點，首先，計算它們在并聯運行狀態下功率的損耗以及單獨運行的時候臨界負載值；隨后計算其中一臺變壓器在單獨運轉以及并聯的時候臨界負載值；計算另外一臺在單獨運轉以及并聯的時候的額臨界負載值；將以上三種臨界負載畫在一張圖中，獲得這兩臺變壓器在并聯和單臺運轉的情況下的曲線圖，獲得三個交點，根據這三個點分布的情況，我們就能夠得到變壓器在不同的負載環境中的運行策略。相對的，在多臺容量不同變壓器進行并聯運轉的時候就可以以此獲得一系列曲線，總結運行的方案。

4 結語

所謂變壓器經濟運行，排除技術層面問題不提之外，往往還和變電站的管理工作有關系。通常來說，在變電站的建設初級階段，可以選擇一些能耗相對比較低的變壓器，結合實際情況來選擇容量；在變電站當中擁有較多的變壓器的時候，則需要結合經濟運算的實際成果以及負載情況來選擇最理想的方式。

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1004-7344（2016）03-0031-01

2016-1-10