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1 引言
配電變壓器作為一種能量轉(zhuǎn)換裝置，在轉(zhuǎn)換能量過(guò)程中其自身必定產(chǎn)生有功功率損失和無(wú)功功率消耗，包括初級(jí)繞組的銅耗、次級(jí)繞組的銅耗和鐵芯損耗。由于配電變壓器的總臺(tái)數(shù)多、總?cè)萘看�，所以在供、用電過(guò)程中變壓器的電能損失約占整個(gè)電力系統(tǒng)損失的15％～20％，這與當(dāng)前大力倡導(dǎo)建設(shè)節(jié)能減排社會(huì)的思想相矛盾，因此，作為肩負(fù)節(jié)能減排重大責(zé)任的供電企業(yè)，全面開(kāi)展變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，也是節(jié)約電能的一個(gè)重要手段。
變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是指在傳輸電量相同的條件下，通過(guò)擇優(yōu)選取最佳運(yùn)行方式和調(diào)整負(fù)載，使變壓器電能損失最低。換言之，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行就是充分發(fā)揮變壓器效能，合理地選擇運(yùn)行方式，從而降低變壓器用電單耗。所以，變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行不用投資(或僅用很少的投資，很快就能回收)，只要加強(qiáng)供、用電科學(xué)管理，充分利用現(xiàn)有設(shè)備條件，即可達(dá)到節(jié)電和提高功率因數(shù)的目的。
2 變壓器存在經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的因素
但在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中，我們通常以空載損耗和短路損耗來(lái)作為衡量變壓器損耗的兩個(gè)重要參數(shù)，空載損耗是指由于勵(lì)磁電流在變壓器鐵芯產(chǎn)生的交變磁通要引起渦流損失和磁滯損失。渦流損失是鐵芯中的感應(yīng)電流引起的熱損失，其大小與鐵芯的電阻成反比。磁滯損失是由于鐵芯中的磁疇在交變磁場(chǎng)的作用下做周期性的旋轉(zhuǎn)引起的鐵芯發(fā)熱，其損失大小由磁滯回線(xiàn)決定。短路損失P 是變壓器在額定負(fù)載條件下其一次側(cè)產(chǎn)生的功率損失(亦銅損)。變壓器繞組中的功率損失和繞組的溫度有關(guān)，變壓器銘牌規(guī)定的P 值，指繞組溫度為75℃時(shí)額定負(fù)載產(chǎn)生的功率損失。以此為依據(jù)，我們可以方便的計(jì)算出任意給定負(fù)載時(shí)的變壓器效率，控制變壓器的二次電流，使變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
2．1 變壓器間技術(shù)參數(shù)存在差異
每臺(tái)變壓器都存在有功功率的空載損失和短路損失，及無(wú)功功率的空載消耗和額定負(fù)載消耗。因變壓器的容量、電壓等級(jí)、鐵芯材質(zhì)不同，所以上述參數(shù)各不相同。因此變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行就是選擇參數(shù)好的變壓器和最佳組合參數(shù)的變壓器的運(yùn)行方式運(yùn)行。
2．2 變壓器有功功率損失和損失率的負(fù)載特性
變壓器功率損失△P(kW)、效率．，7(％)和損失率AP％(％)的計(jì)算公式：
P 為變壓器電源側(cè)輸入的功率；P2為變壓器負(fù)載側(cè)輸出的功率；eos~p為負(fù)載功率因數(shù)；為負(fù)載系數(shù)；為變壓器二次側(cè)負(fù)載電流；／2e為變壓器二次側(cè)額定電流。
[$page] 由上圖可知變壓器損失率AP％是變壓器負(fù)載系數(shù)的二次函數(shù)，AP％先隨著的增大而下降，當(dāng)負(fù)載系數(shù)等于時(shí)即銅損等于鐵損。然后AP％ 又隨著增大而上升。jP是最小損失率AP％的負(fù)載系數(shù)，稱(chēng)為有功經(jīng)濟(jì)負(fù)載系數(shù)。所以，當(dāng)變壓器固定運(yùn)行時(shí)，可通過(guò)調(diào)整負(fù)荷來(lái)降低△P％．
2．3 變壓器無(wú)功功率消耗和消耗率的負(fù)載特性
變壓器無(wú)功功率消耗AQ的基本公式為：
為衡量變壓器傳輸單位有功功率時(shí)消耗的無(wú)功功率，便提出無(wú)功消耗率的公式：
2．4 變壓器無(wú)功功率的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行
由于變壓器的變壓過(guò)程是借助于電磁感應(yīng)完成的。因此，變壓器是一個(gè)感性的無(wú)功負(fù)載。在變壓器傳輸功率時(shí)其無(wú)功損耗遠(yuǎn)大于有功損失。因此，在分析變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行時(shí)，無(wú)功消耗和有功損失都要最小。
在額定負(fù)載條件下，變壓器的無(wú)功功率消耗和有功功率損失之比為：
Kxr為阻抗比；AQe、APe為變壓器自身無(wú)功消耗和有功損失；Xm 、rill為變壓器勵(lì)磁回路感抗和電阻；Xk為變壓器額定負(fù)載下的漏磁感抗和；rk為變壓器短路電阻。
Kxr變壓器總的電抗和總的電阻之比，其值大小代表變壓器感性強(qiáng)度。阻抗比和變壓器的容量有關(guān)，容量在560—7500kVA之間，Kxr~5～10。
變壓器空載功率因數(shù)公式為：
由于變壓器是個(gè)感性負(fù)載，其空載功率因數(shù)很低，一般變化范圍為cos ：0．05—0．2．變壓器容量越大，cos~0越小o
[$page] 3 配電變壓器“大馬拉小車(chē)"的技術(shù)分析
“大馬拉小車(chē)”是指變壓器長(zhǎng)期不合理的輕載運(yùn)行，它使變壓器容量得不到充分的利用，效率降低。人們習(xí)慣以變壓器的容量利用率作為劃分“大馬拉小車(chē)”的標(biāo)準(zhǔn)。節(jié)電措施中規(guī)定變壓器負(fù)荷率小于30％即為“大馬拉小車(chē)”。節(jié)約功率的習(xí)慣計(jì)算公式為：
這種計(jì)算方法是不合理的。原因是忽略了負(fù)載時(shí)的銅損而只計(jì)其空載的鐵損。一般情況下大容量變壓器的鐵損比小容量變壓器的大，而供相同負(fù)載時(shí)銅損小。因此，符合實(shí)際的計(jì)算應(yīng)該同時(shí)考慮兩種因素，其計(jì)算公式為：
“大馬拉小車(chē)”臨界負(fù)載系數(shù)的確定：“大馬拉小車(chē)”負(fù)載系數(shù)應(yīng)根據(jù)變壓器損失率的變化規(guī)律確
