配電變壓器無功功率的分析與節能措施

高俠

（國網江西省電力公司南昌供電分公司）

配電變壓器無功功率的分析與節能措施

高俠

（國網江西省電力公司南昌供電分公司）

配電變壓器是電力系統的重要組成部分，同時也是一種非常耗能的電氣設備；變壓器的耗能，包括有功功率和無功功率，但是人們對于其配電變壓器的能耗，只注重有功功率，常常忽視無功功率的能耗；其實變壓器的無功功率的能耗，遠超過變壓器的有功功率耗能，給我國電力企業的經濟發展帶來不小的影響；對此本文就配電變壓器無功功率的分析與節能措施進行分析，希望對于我國電力系統的節能發展，起著積極促進的意義。

配電變壓器；無功功率；節能措施

前言

大部分的用電設備，都是在交變磁場的環境下，進行能量傳輸的，而為建立交變磁場所提供的電功率就是無功功率；有功和無功電源，是維持電力系統穩定運行的功率。無功功率中的無功，指的是不像有功功率，將其功率轉化為機械能的功率，具有很多的用途，對此消耗的能量非常大，對于其節能處理，可以有效的提升電力企業的經濟效益。

1 變壓器定義

變壓器，是一種基于電磁感應原理，對于交流電壓進行改變的靜止電氣設備，廣泛的應用在電力系統中，主要的組成結構包括初（次）級線圈、鐵心、繞組、絕緣套管、油箱、分接開關等；也可以說其是套在閉合鐵心上的原（副）項圈組成。基本的部分為電路和磁路，從而實現電磁感應原理的電路之間能量轉換。電動勢關系E1/E2=n1/n2；電壓關系U1/U2=n1/n2；電流關系U1I1=U2I2。

2 計算

配電變壓器的無功功率用ΔQ表示，計算公式為ΔQ=Q0+β2QK；Q0=其中：Q0表示變壓器空載無功功率；QK表示變壓器額定負載時無功功率；β表示變壓器的負載系數；Se表示變壓器的額定容量（kVA）；P2表示變壓器的負載功率（kW）；cosφ2是負載功率因數。

變壓器的有功功率用ΔP表示（kW），ΔP=P0+β2PK；其中：P0表示變壓器空載有功功率；PK表示變壓器額定負載時有功功率。變壓器的一次側功率因數是指功率因數，公式為其中P表示有功功率；S表示視在功率；φ表示電壓電流的相位差。

3 降低無功功率的對策

3.1 變壓器無功功率節能的原理

cosφ功率因數，也直接的表示電源輸出的視在功率，是否被有效的利用，以及利用的程度；要想變壓器的無功功率達到最小，就要有效的提高cosφ；只有這樣才能將無功功率降到最小，將S的大部分，都供給變壓器的有功功率，使其電能輸送功率不斷的增加。

3.2 影響cosφ的因素

（1）電感性設備，是ΔQ的主要的消耗設備，在很多電氣設備的應用中，其設備的無功消耗，占到總無功功率的2/3；其中空載時，消耗的無功占總無功消耗的2/3；對此要想節能，改善其cosφ，就要對于其空載時運行進行有效的處理，并盡量的增強其負載率。

（2）變壓器無功功率的能耗，約占額定容量的13%左右，同時變壓器滿載時，無功功率占空載時35%左右。對此要想更好的降低其節能，就要有效的調整其功率因數，保證變壓器的空載，或是低負載的狀態下運行。

（3）供電電壓值，對于功率因數的影響也是非常大的；即當供電電壓，超出額定電壓值時，受到磁路飽和的因素，會促進其ΔQ的增長；同時當供電電壓，沒有超出額定電壓值時，此時的ΔQ的也會相應的減少。對此保證供電電壓的穩定是非常有必要的。

3.3 改變功率因數的策略

①正確的使用配電變壓器設備，然后根據我國電網公司頒布的相關標準，規范檢修工作的流程，從而有效的提升變壓器的檢修水平；②有效的增加其無功補償，降低無功電流，使其功率因數顯著的提升；③達到變壓器無功功率的節能目的。

對于計算機監控系統，進行電壓無功控制時，首先對于電力系統的運行參數進行收集分析處理，若是沒有異常的問題，就可以分析電壓調節和判斷無功補償；之后將已經事先制定好的策略模型，結合分析和判斷的結果，選取最優的方案進行實施。

其中無功補償的原理，是將含有感（容）性功率負荷的裝置，使其安裝在電路中，此時的容性功率負荷，會吸收感性功率負荷，所釋放的能量；相反，感性功率負荷，會吸收容性功率負荷，所釋放的能量；通過兩者之間的能量吸收和轉換，從而實現無功補償的目的。當其通過調整電壓的方式時，會采用桿上無功補償的方式，對于無功功率進行調整，使其變壓器更加的理想；但是在使用此種方式進行節能時，首先要根據幾點原則，包括控制方式的可靠性原則、合理的控制補償點、減少諧波含量少線路的使用、補償容量要合理、控制電容器的諧振現象、保護方式科學且簡捷、對于配電變壓器以及并聯電容器，采用同桿架設的方式。

4 使用桿上無功補償方式需注意的問題

首先高壓側補償，常常會受到資金、設備等方面的影響，與電網負荷不能相適應，達不到連續性投切的效果。同時無功補償，是指對于單個，或是多個分支負荷的無功缺額，補償量的設定，還是要根據各個負荷、變壓器的狀態參數進行分析在做決定。當負荷或是網絡結果發生改變時，要對于補償容量、位置等，車重新進行計算和維護，防止補償量過量的情況。補償的效果，會與原計算的結果產生較大的差距，不僅阻礙其使用效率，也增加了一定的維護工作難度，對此也要合理的控制投切時限、補償容量，避免出現向主變壓器倒送無功情況的發生。最后在線路發生損壞的情況下，要充分的控制線路保護，與無功投切之間的間隙；同時也要有效的避免諧波放大、過電壓等問題的出現。

5 總結

綜上所述，通過對于配電變壓器無功功率的分析與節能措施分析，發現對其降低能耗的處理，不僅可以保護生態環境，同時也有效的促進了我國電力企業的經濟效益發展。對此，充分的迎合我國可持續、節能、環保的發展要求，加強計算機監控系統的電壓無功控制，以及無功補償方式的采用，有效的降低功率損耗、提高電力系統的供電質量、保證電網電壓的平穩是非常有必要的。

[1]許寧.配電變壓器無功功率的分析與節能措施[J].能源與節能，2011，05：30～32+57.

[2]宋桂江.配電變壓器無功功率的分析與節能措施[J].中國設備工程，2010，04：59～60.

[3]潘海燕.配電變壓器經濟運行技術研究[D].山東理工大學，2013.

TM714.3

A

1004-7344（2016）06-0047-01

2016-2-10

高 俠（1979-），男，助理工程師，碩士研究生，主要從事配電運維工作。