配電網變壓器的功率損耗問題及實現其經濟運行的關鍵技術研究

摘要：文章通過闡述目前配電網變壓器的功率損耗問題，分析了配電網變壓器經濟運行的發展現狀，并結合研究配電網變壓器經濟運行的技術理論，提出了配電網變壓器經濟運行的關鍵技術。

關鍵詞：配電網變壓器；功率損耗；經濟運行；關鍵技術

中圖分類號：TM421 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）35-0037-02

我國能源資源豐富，但是我國的能源利用率水平遠遠低于美國、日本等發達國家。在配電網中從發電廠發電到給各個部分供電，然后到用戶的用電，整個過程的電能消耗約占發電量的27%～35%，變壓器消耗的電能約占電力系統損耗的35%左右。目前在整個電力系統中，配電網變壓器數量多、損耗大，配電網變壓器的經濟運行關系著整個電力系統的經濟運行和發展，采用先進的技術手段實現配電網在變壓器中的經濟運行，對節能降損有著重大的現實意義。

1 變壓器的功率損耗

1.1 有功功率損耗

變壓器的有功功率損耗是指在變壓和傳輸功率的過程中，變壓器本身產生的有功功率損耗，包括空載損耗和負載損耗。雙繞組變壓器的有功功率損耗計算公

式為：

公式中β為負載系數：

1.2 無功功率損耗

變壓器的無功功率損耗是指在變壓和傳輸功率的過程中，變壓器本身產生的無功功率損耗，變壓器的無功功率由與負荷大小無關的空載勵磁功率以及與負荷平方成正比變化的漏磁功率兩部分組成。雙繞組變壓器的無功功率損耗計算公式為：

變壓器的變壓過程是借助于電磁感應來完成的，因此變壓器是一個感性的無功負載。變壓器在傳輸功率時，本身的無功功率損耗要遠遠大于本身的有功功率損耗，配電網變壓器經濟運行時，無功電量節約的電能也遠遠大于有功電量節約的電能，因此在分析計算配電網變壓器經濟運行時，不僅僅要考慮到有功功率損耗最小，更要考慮到使無功功率損耗最小。

2 配電網變壓器經濟運行的關鍵技術

2.1 變壓器自身參數的準確性

變壓器的技術參數是計算變壓經濟運行最基本的數據，變壓器長時間的運行，設備損壞老化，維修不及時，這些都使得變壓器本身銘牌上的參數發生了較大的變化，這給變壓器的經濟運行帶來了很大的困難。變壓器的經濟運行是在變壓器穩定運行的基礎上，根據變壓器設備，通過合理地選擇變壓器運行方式和調整負荷變化曲線、優化變壓器運行地點等方式，來最大限度地保持配電網變壓器經濟運行，降低變壓器的損耗。降低變壓器的有功功率和無功功率損耗、提高變壓器的運行效率、提高變壓器的功率因數、提高變壓器的利用效率是配電網變壓器經濟運行的目標。配電網變壓器經濟運行的計算是基于變壓器的有功功率損耗和無功功率損耗的計算，結合變壓器的有功功率損耗和無功功率損耗的計算公式以及相關的理論研究來分析配電網經濟運行的基礎理論。準確把握變壓器自身技術參數和有功功率、無功功率的負載損耗，才能科學合理地分析配電網變壓器的經濟運行。

目前，在配電網中越來越多地應用了配電自動化系統，這種系統可以實時監控變壓器的電壓、有功功率、無功功率、功率因數等數據，解決了變壓器經濟運行中分析參數不準確的問題，這個系統采集到實時數據后，通后曲線擬合合成計算校準變壓器的技術參數和功率損耗負荷曲線，分析變壓器的有功損耗和無功損耗，得到比較符合實際運行情況的變壓器運行參數和特性，以此為依據，來合理地調整配電網變壓器的運行方式，動態地分配變壓器的負荷變化，對變壓器進行實施有效的監控，從而得到配電網變壓器經濟運行的第一手技術參數數據，提高配電網經濟運行分析的準確性，為整個電力系統的經濟運行奠定良好的基礎。

2.2 變壓器經濟運行方式的切換和變壓器本身的可靠性

在配電網中，變壓器中所承載的負荷是不斷進行變化的，在變壓器的運行過程中不可避免要經常切換運行方式，如果按照配電網變壓器經濟運行的理論知識來確定變壓器的運行方式，從經濟的角度出發，這種方式固然可以節省一部分能源，但是變壓器要不斷地切換運行方式，這對變壓器的操作和使用壽命提出了挑戰，頻繁地切換配電網變壓器運行方式，也會嚴重影響整個配電網的電量穩定，影響整個電力系統的穩定性和可靠性。因此，如何根據配電網變壓器經濟運行理論科學合理地制定變壓器經濟運行的策略，又最大限度地控制配電網變壓器的切換次數，不僅關系著配電網的經濟運行，更關系著整個電力系統的穩定可靠發展。

配電網變壓器經濟可靠運行，不僅僅要考慮到經濟因素，最大限度地降低損耗，更要考慮到配電網的穩定可靠運行，提供高質量的供電。根據配電網中承載的負荷的特點，可以使用基于一段較短時間的負荷預測變壓器節能控制辦法，來科學有效地控制配電網變壓器的經濟運行方式。通過這種負荷預測曲線，根據變壓器節能函數，分別求出變壓器在不同運行方式下的經濟損耗值和切換變壓器運行方式以后節約的電能，綜合分析變壓器的經濟損耗和變壓器的切換操作損耗，確定在配電網運行的某個時段需要切換變壓器，這種方式解決了單純因為考慮配電網變壓器經濟運行，而忽視了由于頻繁調整變壓器帶來的切換操作損失，從而保證配電網的安全性和可靠性，消除了一定的安全隱患。

2.3 配電網變壓器運行切換裝置的可靠性和經濟性

配電網變壓器運行切換裝置的可靠性和經濟性直接影響著變壓器的穩定可靠經濟運行，可靠經濟的配電網變壓器切換裝置是整個配電網安全穩定運行的基礎。

首先，在選擇配電網變壓器運行切換裝置時，不僅僅要考慮它先進的自動投放裝置設計，還要通過一定的實踐，采用一些成熟的技術來驗證配電網變壓器運行切換裝置的可靠性和穩定性，最終保證配電網變壓器的穩定可靠運行。

其次，配電網變壓器運行切換裝置的實用性也是需要考慮的重要原則，一方面配電網變壓器運行切換裝置的功能要滿足電力系統的要求，另一方面配電網變壓器運行切換裝置的功能要盡可能地被使用，要有充足的實用性，這樣才滿足整個配電網變壓器經濟運行的目的。

最后，配電網變壓器運行切換裝置還需具有一定的靈活性，一方面因為配電網變壓器運行切換裝置作為配電網中變壓器經濟運行系統的終端，需要它靈活地根據中心調度的命令進行變壓器的投切操作，及時反映中心調度的命令，如果沒有一定的靈活性，錯過了配電網的實時監控和調度，這樣是達不到變壓器經濟運行的目的的，另一方面配電網變壓器運行切換裝置在整個配電網系統中作為一個獨立的運行裝置，它需要靈活地根據負荷變化曲線規律，結合配電網中變壓器經濟運行的方式和條件進行自動的投切操作，這對配電網變壓器運行切換裝置的靈活性也是一個巨大的考驗。

3 結語

隨著經濟社會的不斷發展，企業的經濟效益意識也不斷提高，節能減損，不僅僅是電力產業關注的主要問題，也是整個社會關注的主要問題。我國的能源問題隨著一些高耗能行業的快速發展變得越來越嚴峻，有時甚至出現了電力供應不足的局面，許多城市又出現了拉閘限電的窘態。解決配電網變壓器的損耗問題，實現變壓器的經濟運行，是實現電力系統經濟運行的重要環節。

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作者簡介：談科為（1975—），男，廣東順德人，研究方向：電氣工程及其自動化，身份證號：440102197507210018。