張文山 肖紅芳 韓立群

（國(guó)網(wǎng)山東省電力公司德州供電公司）

變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行下10kV配電網(wǎng)節(jié)能降損的對(duì)策探究

張文山 肖紅芳 韓立群

（國(guó)網(wǎng)山東省電力公司德州供電公司）

就當(dāng)前情況來(lái)看，10kV配電網(wǎng)在電網(wǎng)當(dāng)中占據(jù)著比較大的比例，是一種比較常用的配電網(wǎng)絡(luò)，它的節(jié)能減損能力對(duì)整個(gè)電網(wǎng)是否能夠做到節(jié)能運(yùn)行擁有非常重要的價(jià)值。在本文中，將針對(duì)10kV配電網(wǎng)當(dāng)中形成損耗的主要原因以及配電電壓器運(yùn)行的主要情況，就變壓器的節(jié)能降耗角度進(jìn)行變壓器怎樣經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行展開(kāi)系統(tǒng)的分析，試圖為日后10kV配電網(wǎng)的發(fā)展提供理論上的支持，繼而實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)轉(zhuǎn)。

10kV配電網(wǎng)；經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；節(jié)能減損；對(duì)策

10kV配電網(wǎng)當(dāng)前是我國(guó)比較普遍的供電等級(jí)，在電網(wǎng)當(dāng)中規(guī)模以及涉及面都是最大的，在結(jié)構(gòu)上10kV配電網(wǎng)是電網(wǎng)的末端，因此和用戶有非常密切的聯(lián)系。但是目前在使用當(dāng)中尚且存在著一定的問(wèn)題，作為供電部門來(lái)說(shuō)，除了對(duì)設(shè)備進(jìn)行更新，適當(dāng)?shù)夭捎媚芎妮^低的變壓器之外，需要立足目前的實(shí)際情況，促進(jìn)變壓器實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，降低能耗，本文將進(jìn)行系統(tǒng)探究。

1 目前配電變壓器的基本使用概況

從整體上來(lái)看，依照目前我國(guó)的現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)，我們常說(shuō)的配電變壓器指向的是35kV以及10kV（包括10kV以下）、容量在6300kVA以下，并且直接為終端用戶提供供電能量的電力變壓器，它是在輸電電網(wǎng)以及便點(diǎn)點(diǎn)網(wǎng)設(shè)備當(dāng)中消耗最多能源的一個(gè)因素。變壓器最主要的能量損耗出現(xiàn)在其空載的時(shí)候因漏磁損耗以及勵(lì)磁電流等造成的鐵損、負(fù)載的時(shí)候因負(fù)載電流經(jīng)過(guò)變壓器的線圈電阻而形成。使用新材料以及新工藝能夠很好地減少空載消耗（比方說(shuō)，使用非晶合金材質(zhì)的配電變壓器可以把空載消耗縮減到約70%甚至更多），所以我們從本質(zhì)上而言，使用新型設(shè)備才是實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)轉(zhuǎn)的最終出路。不過(guò)就目前10kV配電網(wǎng)在我國(guó)所使用的變壓器往往在設(shè)計(jì)水平上還有一定的弊端，使用方面尚且存在一定的問(wèn)題，導(dǎo)致配電變壓器始終在低效運(yùn)作，這種現(xiàn)實(shí)情況體現(xiàn)在這樣的幾個(gè)方面上：

（1）很多電力企業(yè)都懷抱著“物盡其用”的過(guò)度節(jié)約思想，導(dǎo)致使用配電變壓器時(shí)都會(huì)將其一直使用到最終宣布報(bào)廢才停止，導(dǎo)致很多高能耗變壓器在運(yùn)轉(zhuǎn)極限的狀態(tài)下繼續(xù)工作，形成了更高的能耗。

（2）新建變電站的時(shí)候，我們通常會(huì)從技術(shù)經(jīng)濟(jì)這一方面上考察在一次性的投資量上比較少的設(shè)備，基本不會(huì)考慮變壓器能耗以及年運(yùn)行成本，或者考慮得非常少。

（3）在變壓器實(shí)際使用的情況下，更加傾向于使用一些小容量的變壓器設(shè)備，令其承擔(dān)較大的負(fù)載，始終在這種高負(fù)載的情況下運(yùn)作，它從根本上來(lái)說(shuō)會(huì)造成很大的能耗。

總的來(lái)說(shuō)這三種原因都會(huì)導(dǎo)致配電變壓器的選型不正確，再輔以不合理負(fù)載率以及不合理的運(yùn)作方法，都可能會(huì)導(dǎo)致配電變壓器進(jìn)入低效運(yùn)作的狀態(tài)。

2 對(duì)變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)作造成影響的原因

對(duì)相關(guān)理論進(jìn)行系統(tǒng)的分析我們可以總結(jié)出，變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)作最主要的是因運(yùn)行電壓、三相負(fù)荷平衡、敷在功率因數(shù)以及運(yùn)行溫度這四個(gè)原因的影響。

運(yùn)行電壓形成的能耗主要為有功損耗，這種損耗與電壓平方值呈現(xiàn)出正比例的關(guān)系，所以控制運(yùn)行電壓影響有功能耗的效果是比較大的。通常來(lái)說(shuō)，不能讓變壓器過(guò)電壓進(jìn)行運(yùn)作，這是因?yàn)樵谶@一過(guò)程當(dāng)中可能會(huì)導(dǎo)致鐵損程度大幅度提升，間接提升無(wú)功損耗，所以我們僅從運(yùn)行角度來(lái)考慮的話，需要盡可能地防止變壓器過(guò)電壓運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而對(duì)鐵損以及勵(lì)磁損耗進(jìn)行控制。

其次，在負(fù)荷功率的影響上，電網(wǎng)功率因數(shù)的下降可能會(huì)導(dǎo)致供電設(shè)備的能力受到影響，還可能會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)電壓出現(xiàn)波動(dòng)，增加電能的消耗。

在變壓器三相負(fù)荷能夠保證平衡的影響上，在達(dá)到平衡點(diǎn)的時(shí)候，變壓器損耗最小，假如沒(méi)有達(dá)到平衡點(diǎn)，損耗則是三只不同的單向變壓器承擔(dān)的負(fù)荷消耗總和。所以三相負(fù)荷平衡與否能夠很好地控制變壓器的損耗，影響比較重要也比較顯著。

最后是運(yùn)行溫度的影響，根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)我們可以得知，適當(dāng)?shù)亟档蛦挝粶囟饶軌蚝芎玫亟档妥儔浩魉牡呢?fù)荷，百分比大概是在0.32%上下。所以，對(duì)變壓器運(yùn)行的具體溫度進(jìn)行控制也需要得到一定關(guān)注。

3 對(duì)變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)作的具體方式展開(kāi)探究

變電站當(dāng)中變壓器是非常常用的，它最主要的模式就是并聯(lián)變壓器。這樣的并聯(lián)方式能夠在提升變壓器運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)價(jià)值的基礎(chǔ)之上提升供電可靠性。借助變壓器的并聯(lián)，能夠?qū)崿F(xiàn)于變壓器當(dāng)中負(fù)荷的動(dòng)態(tài)分配，防止出現(xiàn)單臺(tái)變壓器的超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)帶來(lái)不必要的損耗。并聯(lián)運(yùn)行變壓器基本的模式是多臺(tái)變壓器的并聯(lián)處理，不過(guò)需要注意的是他們的容量可能會(huì)存在一定的差距，所以需要具體情況具體分析。

3.1 并聯(lián)容量一致的變壓器

兩臺(tái)并聯(lián)線路當(dāng)中變壓器擁有相同的容量的情況下，假如并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)，總綜合功率消耗可以根據(jù)“P=P0+（N/2SN）2PN”來(lái)完成運(yùn)算（P0是額定負(fù)載的綜合能耗；SN是變壓器的額定容量）。結(jié)合相關(guān)公式進(jìn)行計(jì)算，得到單臺(tái)變壓器以及并聯(lián)變壓器臨界負(fù)荷數(shù)值。在負(fù)荷逐漸臨近這一臨界負(fù)荷值的時(shí)候，使用變壓器并聯(lián)的運(yùn)作方法；在負(fù)荷值明顯小于臨界負(fù)荷值的時(shí)候，則使用單臺(tái)變壓器來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.2 并聯(lián)容量不同的變壓器

容量不同的變壓器進(jìn)行并聯(lián)的時(shí)候，則需要兼顧運(yùn)行方式以及負(fù)荷分配。

比方說(shuō)，我們以兩臺(tái)變壓器作為切入點(diǎn)，首先，計(jì)算它們?cè)诓⒙?lián)運(yùn)行狀態(tài)下功率的損耗以及單獨(dú)運(yùn)行的時(shí)候臨界負(fù)載值；隨后計(jì)算其中一臺(tái)變壓器在單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)以及并聯(lián)的時(shí)候臨界負(fù)載值；計(jì)算另外一臺(tái)在單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)以及并聯(lián)的時(shí)候的額臨界負(fù)載值；將以上三種臨界負(fù)載畫在一張圖中，獲得這兩臺(tái)變壓器在并聯(lián)和單臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下的曲線圖，獲得三個(gè)交點(diǎn)，根據(jù)這三個(gè)點(diǎn)分布的情況，我們就能夠得到變壓器在不同的負(fù)載環(huán)境中的運(yùn)行策略。相對(duì)的，在多臺(tái)容量不同變壓器進(jìn)行并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候就可以以此獲得一系列曲線，總結(jié)運(yùn)行的方案。

4 結(jié)語(yǔ)

所謂變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，排除技術(shù)層面問(wèn)題不提之外，往往還和變電站的管理工作有關(guān)系。通常來(lái)說(shuō)，在變電站的建設(shè)初級(jí)階段，可以選擇一些能耗相對(duì)比較低的變壓器，結(jié)合實(shí)際情況來(lái)選擇容量；在變電站當(dāng)中擁有較多的變壓器的時(shí)候，則需要結(jié)合經(jīng)濟(jì)運(yùn)算的實(shí)際成果以及負(fù)載情況來(lái)選擇最理想的方式。

[1]秦偉鋒.基于變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的10kV配電網(wǎng)節(jié)能降損研究[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2013（28）.

[2]宋軍光.10kV配電網(wǎng)節(jié)能降耗技術(shù)措施探討[J].中國(guó)科技縱橫，2014（02）.

[3]宋智慧，吳比坤.10kV農(nóng)村配電網(wǎng)節(jié)能降耗技術(shù)措施研究[J].北京電力高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2012（29）.

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