電力變壓器的經濟運行與分析

張準英

摘 要：電力變壓器是電力系統中的主要設備之一，變壓器的工作職責主要是將電壓升高并將電能輸送到用電地區，或者降低電壓使其達到各級使用電壓范圍。變壓器的經濟運行能夠有效提升其使用壽命、減少功能性損耗，并且能顯著提高供電企業的經濟效益。本文簡述電力變壓器的損耗特征，并對常見損耗問題提出優化策略，旨在為構建經濟型電力系統提供參照。

關鍵詞：電力變壓器;經濟運行;優化策略

電能是現代生活中最重要的能源之一，人們的衣食住行都離不開電，人類的生產力也因使用電能而得到了質的提升。伴隨國家經濟實力的不斷增強，城市和居民對供電質量的要求也在不斷提升，電力系統中原有電力變壓器因為設備陳舊、無功補償措施不足等問題的出現，使得電力系統的穩定運行得不到保障。因此，使電力變壓器的運行更加經濟穩定，已經成為電力工作人員普遍關注的重要問題。

1 電力變壓器的損耗原因

電力變壓器的損耗原因主要分為有功損耗和無功損耗兩種。其中有功損耗又可細分為雜散損耗、鐵耗和銅耗三種，產生這三種損耗的原因是因為電力變壓器內部元件受到電流、磁場諧波等因素的影響產生不同程度的損害，繼而影響電力變壓器的使用壽命和穩定性。無功損耗主要指電力變壓器不對外做功，需要提供能量轉換平臺以使磁場電功率穩定運行，會損傷電力設備的質量[1]。

2 影響電力變壓器經濟運行的因素

2.1 用電負荷過重

隨著社會經濟活動的活躍，用電需求直線上升，許多變電站負荷過重，尤其是在夏季或各單位的用電高峰期，電力變壓器負擔過重，很難保障其經濟運行。另外，在國家舉行一些重要的慶典活動或節日期間，為使供電安全性更高，需要電力變壓器保障供電穩定運行，因而很難保障其經濟運行。另外在電網系統開展重大檢修時，也無法讓電力變壓器進行經濟運行，以規避電力系統可能會出現的安全隱患或事故。

2.2 切換設備產生能耗

在兩臺電力變壓器同時運行時，必須通過切換使用電力變壓器來保障二者都能穩定運行，但是在對電力變壓器進行切換時會存在安全隱患。部分電力系統負荷率較低，電力負荷在不同時期差異性大，所以必須采用先進的設備每天切換電力變壓器，由于切換變壓器使得設備使用時間減少，且切換設備會使設備故障頻發，經常對設備開展的檢修工作也使得電力變壓器無法經濟運行[2]。

2.3 技術有待提升

影響電力變壓器經濟運行的重要問題就是相關技術有待提升，根據當前電力系統中的普遍情況來看，對電力變壓器經濟運行的相關內容多采用人工分析和計算，工作效率低，結果準確性差，技術亟待提升。很多電力企業在設計電力系統時，會出于對負荷的前瞻性考慮，選擇偏大的電力變壓器，設備所能承載的電荷遠超實際需求。并且部分設備用電季節性、時效性較強，很多大型負荷設備每天僅會運行幾個小時，例如空壓機、鍋爐，民用空調等，但是為了使供電安全性得到保障，電力變壓器往往全天輕載甚至空載運行[3]。

3 電力變壓器經濟運行的優化策略

3.1 提升電力變壓器設備管理水平

管理人員應善于總結區域日常供電需求規律，結合國家節日、活動、慶典等特殊用電情況作為審核依據，更有針對性地調整電壓率。需要加大核查、總結地區用電負荷，根據總結出的用電規律科學調控電力變壓器的經濟運行方案，避免出現空載供電或負荷過重等情況，減少對電力變壓器經濟運行的阻礙因素。

為了使區域內的電力變壓器能一直保持穩定運行，需要定期對其進行檢修和維護，降低設備出現損壞的概率，節約維修成本，提升設備運行的可靠性和穩定性。加強應對故障的能力，做好應急預案，確保能以最短的時間恢復電力變壓器的穩定運行，最大限度減少因變壓器故障對周圍居民用電帶來的不便。加強對電力變壓器元件的更換和養護，及時排查設備出現損壞的原因，降低周圍環境的影響因素，延長設備的使用時間。

3.2 優化電力變壓器經濟運行技術

為更科學地選取電力變壓設備，管理人員應在為地區規劃供配電系統時，根據區域的電力負載情況明確參數，使電力變壓器在持續運行的狀態下損耗率最小。在對電力變壓器的經濟運行方案進行設計時，設計者需針對變壓器的設備型號和運行原理明確其負荷狀態，科學地設計優化方案，提升設備的散熱性能，使得系統穩定運行。變壓器的損耗與其降壓次數的關系成正比，通過降低其降壓數量，能有效強化變壓器的經濟運行能力。相較于兩線圈變壓器，自耦變壓器的有功損耗和無功損耗更低，因此，在符合相關安全標準的情況下，可將變比小于2的變壓器更換為自耦變壓器[4]。功率因數也是影響變壓器有功和無功損耗的重要因素之一，變壓器的有功和無功損耗與功率因數的變化成反比，即功率因數提高，變壓器的有功和無功損耗降低;反之功率因數降低，變壓器的有功和無功損耗升高，因此，應盡可能增加功率運輸，提升電力變壓器的經濟運行效率[5]。

3.3 相間調整符合的優化

確認供電負荷滿足統一標準時，如三相負荷所產生的不均衡上升至最高，變壓器實際有功功率將會隨之下降，且下降空間超出3倍。與此同時，由于三相負荷不均衡狀況形成，還會誘發后續出現低壓線損問題隨之出現。此外，當輸送功率相等時，三相負荷還會出現不對稱狀況，進一步導致低壓線路及變壓器的損耗開始加大，最終限制電力變壓器的經濟性提升。

3.4 選擇高效節能產品

選擇電力變壓設備時，應優先選擇先進的節能型變壓設備，不僅能極大程度節約能源，且新型變壓設備能承載更大負荷變化。為使電力變壓器能實現經濟運行，供電公司應及時更換原有高耗能設備，積極采用先進設備才能使其實現經濟運行[6]。

3.5 采用電容無功補償

電力變壓器的有功損耗和無功損耗會隨著功率因素的變化而變化，功率因數升高，變壓器的有功損耗和無功損耗會隨之下降。因此，可通過提升功率因數的方式提高電力變壓器的經濟運行。根據電力變壓器總功率的不同，提高功率因數的方式各有不同，對總功率在50～80kVA的電力變壓器來說，可通過手動補償回路的方式提升功率因數;總功率在100kVA以上的電力變壓器則應采用自動補償回路的方式提升功率因數。將電力變壓器額定容量的15～30%數值設定為無功補償容量，分別設置三個手動或自動控制的回路，將補償器安裝在電力變壓器配電箱中。雖然此種方式能有效優化變壓器的經濟運行，但技術人員應加強對功率因數的監督力度，隨時觀察功率因數的變化情況，一旦發現異常，應立即采取相應措施，及時更改負荷分配，并且重新計算電力變壓器的功率因數，更改配電箱中的無功功率補償設備，實現利用升高電力變壓器功率因數降低其有功和無功損耗的目的[7]。

3.6 民用負荷錯峰用電

民用電負荷特征明顯，分布不均勻，高峰負荷時段多為晚上和周末。工作人員應充分考慮民用電的特征，安排民用電中的企業等錯峰用電。既能正常供應居民日常生活所需用電，也能保障企業生產。在民用電夏季的使用高峰時期，可以聯合有關單位和部門，合理調整部分市政工程的施工時間，如排污、抽水等，最大限度減少其他因素對居民用電高峰的影響。穩定電力變壓器的投運容量，并且最大限度保證居民能連續、正常用電。

3.7 及時記錄電力變壓器的運行情況

電力企業應安排專業人員，對電力變壓器的運行情況、運行參數、實際負荷等數據進行及時的記錄，并為相關資料建立專門檔案，以便電力變壓器在運行中出現各項狀況時，工作人員能根據記錄，對電力變壓器的工作狀況展開分析，能夠更有效地開展對電力變壓器的相關維護工作。記錄的數據應包括電力變壓器的生產廠家信息、設備型號信息、輸送電能容量、壓力值等。

結束語：

有效推進落實電力變壓器的經濟運行方案，能夠切實提升電網系統的可控性，更新老舊的電力變壓設備，讓電力系統的運行更加節能高效。并且以地區實際用電規律和特征作為參考科學調整供電設備，減少輕載或空載現象，降低能源損耗。所以，電力變壓器的經濟運行需要以科學的設計方案、明確的電網構建參數為基準，設計科學合理的管理方案，才能使地區的電力系統得到穩定、安全的運行保障。

參考文獻：

[1]劉開全. 電力變壓器的經濟運行與分析[J]. 四川電力技術， 2008（01）：54-56.

[2]雷學鋒. 電力變壓器的經濟運行分析與優化[J]. 科技促進發展， 2010（02）：70.

[3]侯永剛. 電力變壓器經濟運行分析[J]. 科學技術創新， 2013（27）：113-113.

[4]劉開全. 電力變壓器的經濟運行與分析[J]. 四川電力技術， 2008， 31（1）：54-54.

[5]雷學鋒. 電力變壓器的經濟運行分析與優化[J]. 科技促進發展， 2010.

[6]陳家春. 電力變壓器故障缺陷原因分析及措施[J]. 電世界， 2019， v.60;No.706（12）：30-32.

[7]白禹. 66kV電力變壓器安全運行分析[J]. 電力系統裝備， 2020， 000（007）：169-170.

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