變壓器功率損耗分析與提高系統(tǒng)功率因數(shù)的措施

朱文全

（廣州市自來水公司石溪水廠，廣州 510288）

供電部門考核用戶的功率因數(shù)時，通常是考核用戶變壓器高壓側(cè)的功率因數(shù)值，即變壓器消耗的有功和無功電量也參與功率因數(shù)的計算。如果是高壓計量的用戶，變壓器消耗的有功和無功電量已經(jīng)走表，這時按電能表抄見電量計算的功率因數(shù)值即為一次功率因數(shù)；對變壓器高壓側(cè)功率因數(shù)有影響的是變壓器的負載率和負荷的功率因數(shù)。負載率越低，對變壓器高壓側(cè)功率因數(shù)影響就越大，反之越小。負載率是由生產(chǎn)用電狀況所決定的，而負荷的功率因數(shù)是可以通過電容器補償改變的。我們要討論的是：由于變壓器的負載率低，造成了變壓器的無功消耗對其高壓計費側(cè)功率因數(shù)的影響。

石溪水廠轉(zhuǎn)入加壓供水后，取水泵站變壓器負載率由原來的83%下降為1.2%，隨著負荷的降低，系統(tǒng)功率因數(shù)也隨之下降，我廠在變壓器低壓負荷側(cè)手動投入一組小容量電容器，使功率因數(shù)得到提高。本文首先分析變電站無功補償?shù)奈恢煤托Ч灰约皩ψ儔浩鲹p耗進行分析和計算，系統(tǒng)功率因數(shù)分析，采取提高功率因數(shù)對策，從而減少電量損失及考核電費，提高經(jīng)濟效益目的。

1 系統(tǒng)分析

首先分析10kV 電力系統(tǒng)無功補償?shù)奈恢煤托Ч?，如圖1所示。

圖1 電力系統(tǒng)無功補償?shù)奈恢眯Ч?

由圖1可以看出：電力系統(tǒng)所采用的無功補償主要有高壓集中補償、低壓成組補償及低壓分散補償。各補償形式都有其各自的補償范圍，如高壓集中補償只能補償10kV 母線電源側(cè)所有線路和變電所的無功功率，而10kV 線路負荷側(cè)的無功功率仍得不到補償，其向量分析為：U1為10kV 母線電壓，負荷電流為I1，功率因數(shù)角為φ1，電容器電流為經(jīng)電容器補償后，電源方向的電流變?yōu)镮'1、功率因數(shù)角為φ'1。從圖1中可以看出，I'1＜I1，φ'1＜φ1。因此，補償對電力系統(tǒng)起到了作用。低壓成組補償及低壓分散補償向量分析同理。

由各補償形式范圍及其向量分析，在用戶側(cè)只要配置合適的并聯(lián)電容器補償容量，就可以調(diào)整用戶變壓器高壓計量點的功率因數(shù)，使功率因數(shù)值滿足供電局考核要求，達到減少電量損失,提高經(jīng)濟效益目的。

空間顯示功能是地圖學區(qū)別于其他學科的最大學科屬性，通過地圖可視化功能可以直觀展示出各類數(shù)據(jù)和信息的空間分布.信息化時代下地圖顯示方式已完全超出傳統(tǒng)的二維和三維顯示，新的概念地圖難以通過語言描述去直觀感受地圖的呈現(xiàn)方式，如全息位置地圖、時空大數(shù)據(jù)地圖等.因此在教學過程中應充分利用三維動畫、多媒體可視化設備等進行地圖新圖種的演示教學，增加學生對不同地圖圖種顯示方式的直觀認識，從中總結(jié)出地圖顯示方式的演進過程，并鼓勵學生跟蹤最新發(fā)展動態(tài)，設計富有開創(chuàng)性的電子地圖作品.

學生管理隊伍建設力度不足。對于學生人數(shù)相對較小的學院，學院的師生配比問題尚未顯現(xiàn)，但對于學生人數(shù)相對較多的學院，這種矛盾則體現(xiàn)的較為全面。學生工作細碎而繁雜，管理人員的精力難以全面覆蓋。管理隊伍建設滯后的問題不但表現(xiàn)在管理教師人數(shù)嚴重不足，同時也體現(xiàn)為管理教師綜合素質(zhì)不高與年齡結(jié)構(gòu)失衡，具體表現(xiàn)在從事對口專業(yè)的管理人員不足、管理人員年齡偏大、管理激情減退等方面，這個問題不利于學生管理信息化工作的推進。

2 變壓器功率損耗計算

石溪水廠取水泵站變壓器為 S7-1250/10，1250kVA，短路電壓Vs%=4.5，空載電流為I0%，空載損耗 ΔP0= 2.2kW ，負載損耗 ΔPs= 1 4kW ；變壓器高壓側(cè)每小時實抄有功電量為：P= 1 4kW · h ；變壓器高壓側(cè)每小時實抄無功電量：Q=16kvar·h；雙繞組變壓器的近似等值電路如圖2所示。

學生自主申報的科研項目，往往是由同一屆學生甚至同班同學組成，重申請、輕完成的情況較為普遍[5]，項目申報時學生正處于積極性高、精力充沛的大二、大三階段，學生在項目申報時表現(xiàn)積極，而在實施過程中因缺乏動力和持之以恒的精神，或者由于學生已臨近畢業(yè)，導致項目尚未完成而中途放棄的現(xiàn)象。這種情況一方面影響下次的申報，另一方面也影響了帶教教師的積極性。

2）變壓器的電抗

圖2 雙繞組變壓器的近似等值電路

3）計算變壓器鐵心功率損耗（等值勵磁支路勵磁損耗） ΔS0

4）計算變壓器繞組功率損耗（等值繞組和電抗產(chǎn)生的功率損耗） ΔST

根據(jù)以上對無功功率缺額的初步估算，擬在變壓器的低壓側(cè)設置10kvar 補償容量。

變壓器高壓側(cè)：

3 系統(tǒng)功率因數(shù)分析

變壓器高壓側(cè)總功率需求為

清朝乾隆后期，中國輝煌的燒瓷事業(yè)開始走下坡路。到嘉慶開始，乾隆皇帝以太上皇攝政，制度基本和乾隆時期差不多到乾隆死去后，清朝進入中期，嘉慶皇帝勤儉節(jié)約，親臨朝政，日理萬機，青花釉里紅官窯燒制數(shù)量大量減少，因此工藝技術下降，制作粗燥，這就導致曾經(jīng)輝煌的青花釉里紅瓷開始走向衰落，直至當代青花釉里紅才開始慢慢復蘇。

高壓側(cè)功率因數(shù) cosφ1= 0.66。

變壓器的功率消耗為

五四時期，馬克思主義在中國的傳播并不是一帆風順的。由于新文化運動所帶來的思想解放，五四時期是一個主義叢生的年代，如無政府主義、新村主義、基爾特社會主義等社會學說在社會上流行。面對這些主義、思想，中國早期共產(chǎn)主義者排除各種干擾，通過學習、分析、比較和研究，逐步選擇了馬克思主義，以李大釗、陳獨秀為代表的知識分子，完成了由激進民主主義者向社會主義者的轉(zhuǎn)變，成為宣傳馬克思主義的中堅。他們積極迎接其他思想流派的挑戰(zhàn)，在“問題與主義”的論戰(zhàn)中，既堅定了自己的共產(chǎn)主義信仰，又擴大了對馬克思主義的宣傳，使馬克思主義在中國的傳播進入一個新的階段，即由理論本身的探索進入到把理論如何應用于中國社會實際的階段。

補償前低壓側(cè)功率因數(shù)為滯后0.99，補償后變?yōu)槌?.99（過補償）。正是由于低壓側(cè)的過補償，抵消了部分變壓器的無功消耗，所以，從變壓器高壓側(cè)供電計量點來看，系統(tǒng)的功率因數(shù)已達到0.9標準以上要求。補償后的功率平衡計算：

由此得，低壓側(cè)功率因數(shù)為 cosφ2= 0.99。

1）變壓器的電阻

所以，負荷功率消耗為

此外，還需說明的是，中國政府在力圖通過改革經(jīng)濟體制拉動經(jīng)濟發(fā)展，從而減除貧困的同時，還進行了區(qū)域性扶貧的初步探索，于1982年在甘肅的定西、河西和寧夏的西海固地區(qū)啟動了以農(nóng)業(yè)開發(fā)方式扶貧的“‘三西’地區(qū)農(nóng)業(yè)建設項目”，拉開了通過資源開發(fā)的方式開展扶貧的先河。

由此，可以看出低壓側(cè)無手動投入補償電容前，低壓側(cè)功率因數(shù)超過標準值0.9 以上，表面來看功率因數(shù)已達到要求，無需無功補償。但是，由于變壓器處于輕載狀態(tài)，即使低壓側(cè)功率因數(shù)較高，而從高壓供電計量點來看，因變壓器的無功消耗占系統(tǒng)總功率較大，所以從高壓側(cè)來看，系統(tǒng)的功率因數(shù)同樣不能達到0.9 標準以上要求。

4 系統(tǒng)無功補償容量的計算

若提高系統(tǒng)功率因數(shù)至 cos/φ= 0.95，tg/φ= 0.33，則系統(tǒng)輸出功率為