10kV配电变压器节能经济运行措施探讨

10kV配电变压器节能经济运行措施探讨
【摘要】在对多台10kV配电变压器联合调度节能运行工况特性进行简单分析后，从优选节能经济型配电变压器、采用多台配电变压器联合运行、调整配电变压器相间不平衡负载率、进行适当无功补偿等方面，详细探讨了10kV配电变压器节能经济调度运行技术措施，确保10kV配电变压器运行具有较高的安全可靠性和节能经济性。

【关键词】10kV配电变压器联合调度节能经济
1 多台变压器联合调度节能运行工况特性
10kV配电变压器在运行过程中，其自身所产生的空载损耗和负载损耗共同形成变压器运行的有功损耗，会随负载变化而发生非线性变化，其中：空载损耗是一个特定的系数，基本不会随变压器负载率的变化而发生变化；而负载损耗则是一随负载波动的变动值，其与变压器负载电流的平方呈正比例关系。

在多台变压器联合运行过程中，总有一个最低点是负载系数最低点，也就是配电变压器联合运行的综合功率经济负载系数最低点。

此处列出3台10kV配电变压器联合运行的负载损耗波动曲线，如图1所示。

从图1可知，当10kV配电系统中有3台配电变压器联合运行时，如果负载处于Sa及以下运行工况时，p2 10kV配电变压器节能经济运行措施
2.1 优选节能经济型配电变压器
在进行10kV配电变压器型号、容量等选型设计过程中，应在技术上可行的技术上，优选控制损耗率较低的节能经济型产品。

如：目前工程上应用较成熟的S12、S13节能经济性配电变压器，其同S9系列变压器相比，其控制损耗约降低30%左右，控制电流则降低约40%左右，同时具有过载能力强，综合节能效果较为明显。

S13-M-R系列的配电变压器，其铁损比较小，比较适用于运行负荷波动幅度较大的配电系统，能够满足现代配电系统负荷波动较大的工程领域[3]。

2.2 采用多台配电变压器联合运行节能经济调度方式
随着10kV配电网系统规模和容量的不断扩大，系统负荷容量变化也较为频繁，且在各种运行方式下的损耗也有很大差别，最优运行工况点和调度方式也应随其发生改变，以达到节能降耗的目的。

要根据10kV配电系统的实际情况，合理计算出变压器的最佳负荷运行工况点和经济负荷区，充分结合图1所示采取多台配电变压器联合经济调度运行，按照负载从小到大的运行特性，计算出不同负载区域的最佳变压器运行搭配台数和调控运行方式。

严格按照国标GB/T13462-2008中提出的有关配电变压器经济运行区的概念和计算方案，合理根据综合功率负载关系确定多台配电变压器联合运行的最佳经济运行区域，避免出现“大马拉小车”等称非经济运行工况出现，有效提高10kV配电变压器供电安
全可靠和节能经济性。

2.3 调整配电变压器相间不平衡负载率实现经济运行
由于10kV配电变压器及其供配电系统中，单相用电负荷所占比例较重，且随着各种节能电气设备、节能灯具等的广泛推广使用，10kV配电变压器，尤其是公用配电变压器其三相负载不平衡度较大，相应引起的损耗较大，即：当配电变压器处于三相负荷平衡状态时，其负载损耗可以简单认为等于3倍I2R；而当配电变压器三相负荷存在严重不平衡时，则负载损耗可以简单认为等于（I2a+I2b+I2c）R，尤其当运行在三相最大不平衡等恶性工况条件下，三相电流可以近似认为Ia=3I，Ib=0，Ic=0，则此工况下变压器负载损耗约等于9I2R，几乎是三相平衡工况下负载损耗的3倍，这就说明三相不平衡所引起的负载损耗非常大，是变压器节能经济运行研究的一个重点。

通过合理的相间负载优化调整，降低三相间负载不平衡度，使配电变压器三相负载几乎接近平衡关系，这样就能获得较好的相间平衡关系，降低配电变压器运行过程中的有功损耗和无功消耗，提高电能分配调度转换效率。

2.4 进行适当无功补偿
从10kV配电变压器运行工况及其与负载间的负荷曲线可知，配电变压器的无功负荷主要集中在轻载或空载运行工况，此时会产生励磁无功，其消耗的无功容量约为配电变压器额定容量的10%～15%。

因此，可以采取集中无功补偿措施，通过合理选择SVC、SVG、TSC等无功补偿装置，将抵押无功补偿电容器通过负荷开关接到10kV配电变压器母线侧，在系统运行在轻载或空载工况时，合理切投电容器来实时进行无功补偿，提高10kV配电系统的功率因素，有效降低配电变压器的运行损耗，同时达到提高端部低压改善电压质量的节能经济效果。

3 结语
城市社会经济的快速发展，能源供需矛盾日益突出，对于10kV供配电系统而言，推进节能降耗技术措施和设备装置尤为重要。

10kV配电变压器是10kV 供配电系统中的核心电能分配调度设备，其节能经济调度运行是电网系统节能研究的重中之重。

结合工程实际情况，合理采取优选节能性配电变压器、多台配电变压器联合经济调度运行、优化调整三相负荷、进行适当无功补偿等节能措施，降低10kV配电变压器运行损耗，达到节能降耗经济调控运行的目的，对建立节约型社会有着非常重要的工程实践应用研究意义。

参考文献：
[1]李关定，周佃民，张华，等.配电变压器节能浅析[J].上海节能，2009，（11）：32-34.
[2]许志荣，梁泽勇，陈德智.浅谈配电变压器节能降耗技术措施[J].机电信息，2011，（21）：131-132.。