建筑供配电节能变压器的经济运行

建筑供配电节能变压器的经济运行
张凤;赵迪
【摘要】Every transformer has no-load loss and short circuit loss of active power, as well as no-load consumption and rated load consumption of reactive power. The above parameters will be varied if the transformer capacity, voltage level and iron core material are different. Therefore, the transformers with proper parameters and the transformer operating mode with best combination parameters should be selected for their economic operation. The selection of energy-efficient transformer can make the transformer economic operation, which reduces the transformer no-load loss and operating loss. If it is adjusted to a reasonable range, the system power factor is improved and the system harmonic is eliminated, the energy-saving and improvement of unity power factor can be achieved.%
每台变压器都存在有功功率的空载损失和短路损失以及无功功率的空载损耗和额定负载消耗，变压器的容量、电压等级、铁芯材质不同，上述各参数也不相同。

因此，变压器经济运行应当选择参数好的变压器及最佳组合参数的变压器运行方式来运行。

选择节能型变压器，可使变压器经济运行，减小变压器的空载损耗及运行损耗，并将其调整至合理区间，提高系统的功率因数，治理系统谐波，从而达到节电和提高功率因数的目的。

【期刊名称】《物联网技术》
【年(卷),期】2013(000)011
【总页数】2页(P68-69)
【关键词】变压器;空载损耗;节能;经济运行
【作者】张凤;赵迪
【作者单位】长安大学电子与控制工程学院，陕西西安 710064;长安大学电子与控制工程学院，陕西西安 710064
【正文语种】中文
【中图分类】TM727.1
0 引言
随着现代经济的快速发展，人民生活水平不断提高，工业的发达，一系列的因素促使能源消耗在急剧增加。

2009年，我国的能源总消耗已成为世界第一消耗大国，我国无论是在供配电系统还是用电设备上，都存在着节能的巨大潜力。

在这样的趋势下，节能已经成为我国发展经济的一项长远战略方针，而电力是一种使用方便的优质二次能源，广泛应用在国民经济各个领域。

1 建筑供配电节能
变压器经济运行是电力变压器运行时降低有功功率损耗，提高效益，获得经济效益最佳的一种运行方式。

变压器在安全运行的前提下，完成电压变换和相同电能传输过程中，充分利用现有设备，通过择优运行方式，合理调整负载及改善运行条件，使变压器在电能损耗较低的状态下运行。

在建筑供配电系统中，节能的方法主要在以下七个要点：
（1）变压器经济运行；
（2）降低输电配电线路损耗；
（3）采用高效节能、高功率因数用电设备；
（4）配电线路优化；
（5）供配电设备经济运行；
（6）提高用电平均负荷与最大负荷之比；
（7）提高系统功率因数。

本文主要介绍用变压器节能，以达到最佳经济效益的一种运行方式。

2 变压器的经济运行
2.1 减少变压器的有功损耗
变压器的有功损耗包括空载损耗和短路损耗，即：式中，ΔP为变压器的有功损耗（kW）；Ρ0为变压器的空载损耗（kW）；ΡK为变压器的短路损耗（kW）；β
为变压器的负载率。

Ρ0又称铁损，它是由铁芯涡流损耗及漏磁损耗组成，是固定
不变的部分，它的大小取决于矽钢片的性能及铁芯制造工艺。

2.2 降低空载损耗
空载损耗包括铁芯中磁滞和涡流损耗及空载电流在初级线圈电阻上的损耗，前者称为铁损，后者称为铜损。

由于空载电流很小，后者可以略去不计，因此，空载损耗基本上就是铁损。

Ρ0作为变压器的空载损耗，又称铁损，其值与铁芯材料及制造
工艺有关，与负荷大小无关。

所以在选用变压器时，最好选择节能型变压器，如
S9、SL9、SC8等。

它们采用优质冷轧取向矽钢片，由于“取向”处理，使矽钢片的磁畴方向接近一致，减少铁芯涡流损耗；45°全斜度接缝结构，使接缝密合性好，减少了漏磁损耗。

2.3 降低负载损耗
负载损耗是变压器绕组中的铜线圈电流损耗，此损耗是指变压器一、二次线圈中电流在电阻上产生的铜损耗及励磁电流在励磁电阻上产生的铁损耗。

当变压器二次绕组短路，一次绕组流通额定电流时所消耗的有功功率称为负载损耗。

PK是变压器
额定负载传输的损耗，又称变压器线损，它取决于变压器绕组的电阻及流过绕组电流的大小，并与负载率β平方成正比。

因此在选择变压器时，应选用阻值较小的绕组，如铜芯变压器。

2.4 选择适宜的负载率
一般情况下，变压器的利用效率为：
式中，Sn为变压器额定容量；S是变压器运行中的实际容量。

从式中可得到的β反应了变压器的利用效率，由于变压器在运行过程中，外界负荷经常变化，所以应采取一段时间内的平均负荷率。

从理论而言，用微分求极值，在β=50%负载率时变压器的能耗最小。

但在β=50%负载率时，仅减少变压器的线损，并未减少变压器的铁损，因此也不是最节能的。

考虑到变压器初装费、高低压柜、土建投资及各项运行费用，又要使变压器在使用期内预留适当的容量，变压器最经济的节能运行负载率一般在75%～85%之间。

2.5 电容器组的无功补偿
对变压器所在系统实施电容器组无功补偿不仅提高系统功率因数，还提高变压器的负载能力。

电容器组主要是通过无功电流的方式向系统中输入给无功的设备就可以从电容器接收无功，不需要从变压器得到无功或得到少量无功。

这样，既节约了电能，又增大了电容器的负载率，在变压器容量一定的情况下，提高其利用效率。

积极治理系统谐波，减小变压器铁芯损耗，减小变压器输出端不平衡电流，提高变压器过载能力，延长其使用寿命，实施变压器经济、合理、科学运行。

3 结语
变压器是供配电系统中重要的电气设备，变压器在能量转换过程中，本身消耗着有功和无功。

对于变压器的经济运行应根据变压器现有的技术参数结合实际负荷情况及现场情况，选择合理的变压器运行方式及变压器容量，以便能够实现变压器的经
济运行，减少变压器的有功功率损耗。

本文通过减少变压器的有功损耗，降低空载损耗，降低负载损耗，选择适宜的负载率，对变压器所在系统实施电容器组无功补偿，选择合适的变压器来提高电能的利用率，达到变压器的节能。

参考文献
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