摘要：針對供電區域內變電站供出負荷的情況，分析負荷率、損耗比及功率因數對經濟運行的影響，結合現場實際運行實例，介紹電力變壓器實施經濟運行與容量、數量選擇之間的安全和經濟效益關系，提出相關注意事項。
　　關鍵詞：變壓器；容量選擇；經濟運行；運行效率
　　
　　1引言
　　我們在變電站建設、擴建和增容等實際工作中，為了滿足供電安全可靠性和社會用電量，首要考慮的因素是根據變電站的供電負荷選擇變壓器的容量（1）和使用臺數。容量既要考慮實際的現實需求，不能將容量選擇過小；還要考慮到隨著經濟的發展，負載的增加留出一定的富裕容量，但如果容量選擇過大，則會造成變壓器本身和相關設備購置、安裝、運行和維護的資金投入。同時還要考慮變壓器使用的臺數，如果選用數量過少，系統的接線方式往往不能滿足供電可靠性的要求，缺少相應的必要備用從而影響后續的檢修；選擇的數量如果過多，則往往會造成實際安裝過程中的布置困難，還會使得相應的配套設施資金投入增加，也為后續的檢修維護增加了工作量。所以說，選擇恰當的變壓器容量及數量，有利于減少建設的一次性投資，還能節約后期的運行、維護費用。
　　本文從變壓器經濟運行的角度，結合變壓器檢修運行的相關制度，對不同的方案進行經濟技術和安全性比較。綜合相應的效益分析，對變壓器的容量和臺數選擇需考慮的因素進行探討。
　　2電力變壓器經濟運行應具備的條件和要求
　　電力變壓器經濟運行是在滿足對用戶供電質量和可靠性和確保變壓器安全運行的基礎上，充分利用變電站的設備條件，擇優選取變壓器的運行方式，降低變壓器本身的能量損耗，提高其電源側的功率因數，實現降損節能的目標。供電負荷與變壓器容量和臺數的確定，關系到變壓器經濟運行的方式；實施變壓器經濟運行與變電站內變壓器的臺數、容量和變壓器自身性能和損耗參數密切相關，是建立在確保安全可靠供電前提下的一項綜合經濟技術活動，貫穿電力變壓器從設計選型、運行檢修到退役的整個過程；在變電站建設、擴建和變壓器增容時就要考慮其相關的因素和條件；實施變壓器經濟運行，就變壓器和變電站設備本身一般應具備和滿足以下條件，在變壓器設計和選型時應充分給予考慮。
　　（1）新建變電站分期建設，考慮負荷的增長，首期只有一臺變壓器時，要結合最終規模確定變壓器的容量，變壓器的負載率應貼近最佳經濟運行區域，一般在75%以下為最佳，若短期內不進行擴建，變壓器不宜滿負荷運行。
　　（2）并列運行的多臺變壓器應滿足并聯條件，即聯結組別與相位關系相同；電壓和變壓比相同，允許偏差相同，調壓范圍內的每級電壓相同；防止二次繞組之間因存在電動勢差，產生循環電流，影響容量輸出和燒壞變壓器。短路阻抗相同，控制在10%的允許偏差范圍內(1)；容量比在0.5~2之間；保證負荷分配均勻，防止短路阻抗和容量小的變壓器過載，而容量大和短路阻抗大的變壓器欠載，短路阻抗的大小必須滿足系統短路電流的要求，否則應采取限制措施。
　　（3）選用電力變壓器的技術參數，應以變壓器整體的可靠性為基礎，綜合考慮技術參數的先進性和合理性，兼顧對系統安全的影響，充分考慮變壓器自身固有的綜合損耗，在負載損耗基本相同時，盡量選用空載損耗小的變壓器，負載損耗滿足國標《三相油浸式電力變壓器技術參數和要求》(4)。
　　（4）電力變壓器在負載區域運行時，其繞組、線夾、引線、絕緣油及絕緣部件的溫度不宜過高，在變壓器負載導則規定的溫度限值內，避免高溫度下運行，絕緣老化加快而縮短變壓器的壽命和引發損壞事故(3)。也要防止變壓器高溫度運行，引起變壓器自身損耗過大，影響輸出效率，造成不必要的電能浪費。
　　（5）在裝有備用變壓器的變電站，要選擇綜合功率損耗（應該把變壓器的冷卻功率計算在內）小的變壓器投入運行，要按負載的變化規律，合理選擇最佳組合方式，要通過調整負載，提高負荷率，提高功率因數，使變壓器在經濟運行區的優選段內工作。
　　（6）單臺變壓器經濟運行區平均負載系數，β的上限為1，下限為Pk/Po，(其中Pk為變壓器空載損耗，Po為額定負載損耗)；經濟運行區優選運行段的平均負載系數，β的上限為0.75，下限為1.33（Pk/Po）。
　　（7）變壓器經濟運行必須建立在安全可靠供電的前提條件下，備用變壓器應有可靠的自動投入裝置相配套，保證在相臨變壓器故障時自動投入運行，確保不中斷正常供電。
　　（8）安排變壓器并列運行方式，要對聯絡開關的額定折斷容量進行核算，防止系統短路故障時因開關遮斷容量不足而損壞設備，影響故障點的自動隔離；分列運行的母線聯絡開關備用電源自投動作時，應能自動斷開接入母線側的其它電源的開關。
　　3電力變壓器的經濟運行條件舉例
　　變壓器的負荷率、損耗比及功率因數與運行效率息息相關。下面用相關的例子說明：
　　在額定電壓下，變壓器繞組通過額定電流時其效率為：　式中:COSφ—功率因數,Sr—變壓器額定容量，kVA，△PO—變壓器空載有功損耗，kW，△PK—變壓器滿載有功損耗，kW
　　3.1變壓器負荷率與運行效率的關系
　　當變壓器的計算負荷為Sc（kVA）時，其短路損耗為: ,這時變壓器效率為，當最小時，效率達到最高。同時根據極限原理，可以求得效率達到最大值的條件為：，即空載損耗等于短路損耗時變壓器效率最高，此時負荷率等于：。
　　例如，現有一臺500kVA三相雙繞組變壓器，10/0.4kV,D,Yn11接線組別，COSφ=0.9，△P0=1.12kW,△Pk=5.227kW。當所帶負荷時效率最高，變壓器此時負荷率，。當其他條件不變，負荷率變為80%時，Sc=400kVA,,效率降低。
　　3.2變壓器功率因數與運行效率的關系
　　前例中，當功率因數降為COSφ=0.8，其他條件不變，此時，顯然功率因數越低變壓器效率越低。因為在有功功率保持不變的條件下，提高負荷的功率因數，意味著減小了負荷的無功功率，可以減小發電機送出的無功功率和通過線路及變壓器的無功功率，所以也將減少線路及變壓器中的無功功率損耗和電能損耗，可以提高設備和線路的運行能力，節約投資。
　　3.3變壓器損耗比與運行效率的關系
　　令損耗比，上例變壓器α=4.67。如選用一臺500kVA非晶合金變壓器，其參數為10/0.4kV,D,Yn11接線組別，COSφ=0.9，ΔP0=0.45kW,ΔPk=4.89kW。
　　其，當變壓器所帶負荷時效率最高，變壓器此時負荷率，
　　從上述例子可以看出在變壓器設計選型時除應選用空載損耗和短路損耗均較小的節能型變壓器，才會為以后經濟運行打下基礎。
　　4結束語
　　變電站供電負荷與變壓器的容量和臺數選擇關系影響變電站經濟和安全運行，是一項關系供電企業安全和效益的綜合性、系統性工作，確實需要根據電力變壓器的固有屬性，認真執行《電力變壓器運行規程》等相關規程制度，以《工礦企業電力變壓器經濟運行導則》為依據，進行周密的計算分析，綜合考慮地區負荷發展規劃，兼顧用電性質和對可靠性的要求，統籌供電區域內的各類因素，發揮電力變壓器經濟運行良好的節能技術指標，達到供電負荷與變壓器容量和臺數的優化和統一，實現企業供電安全和經濟效益最大化。
　　
　　參考文獻：
　　（1） DL/T572—95《電力變壓器運行規程》
　　（2） GB/T13462—92《工礦企業電力變壓器經濟運行導則》
　　（3） GB/T15164—94《油浸式電力變壓器負載導則》
　　（4） GB/T13499—92《電力變壓器應用導則》