变压器经济运行原理与分析

变压器经济运行原理与分析

摘要：在电力系统运行中，变压器属于关键的电气装置，变压器运行的方式是

否经济，对电能损耗情况造成极大影响。本文对变压器运行原理以及变压器经济

运行原理加以分析，指出临界点划分方法原理，从而确保实际运行中能够进行正

确的切投操作，保证变压器一直处于最优运行状态。

关键词：变压器；经济运行原理

1变压器运行及损耗概述

电力变压器是非旋转式电机，在实际运行过程中，可以根据电磁感应，将交

流电转变为频率相同而电压不同的交流电。在变压器中，双绕组变压器的结构形

式比较简单，应用广泛，其是由两个绕组以及穿过这两个绕组的磁路所组成的，

其中，与电源相连接的绕组为一次绕组，而与负载相连接的绕组则为二次绕组。

为了提升变压器运行效率，需要将两个绕组绕制在一个闭合贴心上。

2变压器经济运行原理分析

变压器运行方式将直接影响到变压器运行的经济性，变压器最优的运行方式

是确保变压器损耗尽可能低。在变压器经济运行方式确定过程中，又可以采用动

态经济运行分析方法以及静态经济运行分析方法。静态经济运行分析是在变压器

具体运行过程中，依照设定的负载情况，而选择损耗最小运行方式，若是负载发

生波动，此时变压器的运行方式依旧维持不变。动态经济运行分析是依照变压器

负载不断波动情况，而及时调节运行方式，确保损耗得以最大限度的降低。

3变电站主变压器的经济运行制约因素

（1）变电技术水平的制约，由于各变电站采用的变电技术手段不同，技术落后的变电站主变压器运行经济性较差，自动化水平较低，在主变压器运行过程中，容易受人工操作影响，技术可靠性得不到保证。在人工控制下，电网负荷发生变化，需要依靠调度员和值班人员的配合，对主变压器运行方式进行调整，也容易

出现控制不及时等问题。（2）社会用电需求不断增长，许多地区的变电站面临

着较大的供电压力，变压器可能处于超负荷运行状态。目前许多110kV县级电网

都存在较大的运行负荷，特别是在用电高峰期，无法对主变电器的运行经济性和

可靠性提供保障。

3基于临界区间的变压器经济运行方法

一些变电所拥有1台变压器，而大部分变电所均拥有多台变压器，对于拥有

多台变压器的变电所来说，在变压器运行过程中便能够采用不同的运行方式。例如，若是变电所中拥有2台变压器，则变压器的运行方式可以划分成3种：1号

变压器运行，2号变压器作为备用；2号变压器运行，1号变压器作为备用；1号

变压器和2号变压器并列运行。不管是对于1台变压器而言，或是对于2台参数

一致的变压器来说，亦或是对于2台参数不相同的变压器而言，在采取临界点方

法调节变压器运行方式时，变压器最佳运行负荷以及投切变压器转变其运行方式

的临界值均为某一点。但是变压器的负荷不断发生改变，要是仅仅依靠临界点值

对不断发生变化的负荷加以调节，这在操作上存在极大困难，难以取得很好的调

节效果。所以，在此对此种调节方法加以优化，采用很多连续的点值，来取代临

界点划分过程中某一点值，将这些连续的点值组成相应区间，这样对变压器运行

调节便能取得很好的效果。经济运行区是在全面分析变压器运行效率之后而提出

的一个理念，在不同的区域中均对应特定的经济运行方式。而若是处于临界区间中，此时变压器便会维持上一种运行方式，在整个临界区内其运行方式不再发生

改变，所以这一区域也别称作是待操作区域。

4提高变压器运行经济性的建议对策

4.1保证三相负载的平衡

当配电线路中的三相负载不平衡时，会导致配电线路中其他相的电流大小发

生变化，并造成三相压差变大，这种情况会降低配电质量。另外当发生这种现象时，由于线路中其他相的负载发生变化，会导致其他相的负载电流发生变化，通

常情况下发生这种现象时，其中某一相甚至某两相铜损会随着电流的增加而增加，提升了配电变压器的能耗，另外当三相负载发生不平衡现象时，配电变压器中的

电磁将无法平衡，产生漏磁现象，这种现象会增加配电变压器的能耗，无法满足

节能要求。为了保证三相负载的平衡，需要将变压器设置在配电线路的中心，并

且在运行过程中对线路进行监测，同时配电系统需要加装消谐以及无功补偿系统，另外对于大功率用电器，需要设立专用的单向变压器，并将之直接与高压电网相

连接。通过这些措施能够保证配电网中的三相负载处于平衡或近似平衡状态。

4.2变压器最佳容量选择

通过分析可知，在相同变压器容量时，负荷率差异并不大，所以年电量损耗

差也不大，所以对变压器容量并无太大要求。通过分析曲线数据可知，在具备相

同变压器容量的情况下，负载损耗越大整个变压器的损耗就越大；反之，负载损

耗越小，就越接近最佳负荷率，可以提高整个电力系统的节能性。如果负荷曲线

变化较大，主要是集中在夜间几个小时，其余时间电能损耗较小，所以负载损耗

也有所降低，变压器容量设置为800kVA 左右即可。考虑变压器需要长时间运行，并且某段时间承担着最大负荷，这就需要保证变压器容量大于等于最大负荷量。

单台变压器需要结合运行费计算结果，选择更加经济的方法，如果无法满足经济

要求，就必须要选择更高容量的变压器。如果计算机负荷为 170kVA 和 195kVA，

则 200kVA 的变压器运行年费更低，但是过于接近 195kVA，所以可以分别采用

200kVA 和 250kVA 容量的变压器。在不同容量变压器选择过程中，为了能够满足

技术要求，可以选择运行费用更低的变压器，在投资相同或相差无几时，则选择

技术数据更好的变压器。

4.3设置自动调压器

在变压器运行过程中，配电变压器的负载将会对变压器的节能能力造成很大

影响，研究结果表明，当配电变压器负载超过额定负载 5% 时，配电变压器的铁

损会极大增加，幅度为 15% 左右，而当变压器负载超过额定值10% 时，变压器的能量损耗将提升 50%，所以在进行变压器节能设计时，需要能够使配电系统对变

压器的负载进行自动控制，使变压器的负载始终保持在额定电压范围内，目前采

用自动调压器实现这一功能。自动调压器工作过程相当于一个三相自耦变压器，

使配电电压波动处于 20% 以内，保证配电系统的稳定性和节能性。另外在自动调

压器工作过程中，也能够根据配电网中的负载情况调节主变压器的分接头，使出

线电压满足要求，但是需要注意的是，这种方式在当前的发展中存在不足，主要

体现在无法满足长距离输电的电压保持要求，导致变压器附近线路的电压较高，

而远离变压器的线路电压较低，造成一定程度上的供电质量下降，所以在设置自

动调压器时，通常与无功补偿系统相结合，保证配电质量。

结语

通过上述分析可知，只要变电所的负载值在变压器容量范围之中，不管是负