配电变压器无功功率的分析与节能措施

高侠

（国网江西省电力公司南昌供电分公司）

配电变压器无功功率的分析与节能措施

高侠

（国网江西省电力公司南昌供电分公司）

配电变压器是电力系统的重要组成部分，同时也是一种非常耗能的电气设备；变压器的耗能，包括有功功率和无功功率，但是人们对于其配电变压器的能耗，只注重有功功率，常常忽视无功功率的能耗；其实变压器的无功功率的能耗，远超过变压器的有功功率耗能，给我国电力企业的经济发展带来不小的影响；对此本文就配电变压器无功功率的分析与节能措施进行分析，希望对于我国电力系统的节能发展，起着积极促进的意义。

配电变压器；无功功率；节能措施

前言

大部分的用电设备，都是在交变磁场的环境下，进行能量传输的，而为建立交变磁场所提供的电功率就是无功功率；有功和无功电源，是维持电力系统稳定运行的功率。无功功率中的无功，指的是不像有功功率，将其功率转化为机械能的功率，具有很多的用途，对此消耗的能量非常大，对于其节能处理，可以有效的提升电力企业的经济效益。

1 变压器定义

变压器，是一种基于电磁感应原理，对于交流电压进行改变的静止电气设备，广泛的应用在电力系统中，主要的组成结构包括初（次）级线圈、铁心、绕组、绝缘套管、油箱、分接开关等；也可以说其是套在闭合铁心上的原（副）项圈组成。基本的部分为电路和磁路，从而实现电磁感应原理的电路之间能量转换。电动势关系E1/E2=n1/n2；电压关系U1/U2=n1/n2；电流关系U1I1=U2I2。

2 计算

配电变压器的无功功率用ΔQ表示，计算公式为ΔQ=Q0+β2QK；Q0=其中：Q0表示变压器空载无功功率；QK表示变压器额定负载时无功功率；β表示变压器的负载系数；Se表示变压器的额定容量（kVA）；P2表示变压器的负载功率（kW）；cosφ2是负载功率因数。

变压器的有功功率用ΔP表示（kW），ΔP=P0+β2PK；其中：P0表示变压器空载有功功率；PK表示变压器额定负载时有功功率。变压器的一次侧功率因数是指功率因数，公式为其中P表示有功功率；S表示视在功率；φ表示电压电流的相位差。

3 降低无功功率的对策

3.1 变压器无功功率节能的原理

cosφ功率因数，也直接的表示电源输出的视在功率，是否被有效的利用，以及利用的程度；要想变压器的无功功率达到最小，就要有效的提高cosφ；只有这样才能将无功功率降到最小，将S的大部分，都供给变压器的有功功率，使其电能输送功率不断的增加。

3.2 影响cosφ的因素

（1）电感性设备，是ΔQ的主要的消耗设备，在很多电气设备的应用中，其设备的无功消耗，占到总无功功率的2/3；其中空载时，消耗的无功占总无功消耗的2/3；对此要想节能，改善其cosφ，就要对于其空载时运行进行有效的处理，并尽量的增强其负载率。

（2）变压器无功功率的能耗，约占额定容量的13%左右，同时变压器满载时，无功功率占空载时35%左右。对此要想更好的降低其节能，就要有效的调整其功率因数，保证变压器的空载，或是低负载的状态下运行。

（3）供电电压值，对于功率因数的影响也是非常大的；即当供电电压，超出额定电压值时，受到磁路饱和的因素，会促进其ΔQ的增长；同时当供电电压，没有超出额定电压值时，此时的ΔQ的也会相应的减少。对此保证供电电压的稳定是非常有必要的。

3.3 改变功率因数的策略

①正确的使用配电变压器设备，然后根据我国电网公司颁布的相关标准，规范检修工作的流程，从而有效的提升变压器的检修水平；②有效的增加其无功补偿，降低无功电流，使其功率因数显著的提升；③达到变压器无功功率的节能目的。

对于计算机监控系统，进行电压无功控制时，首先对于电力系统的运行参数进行收集分析处理，若是没有异常的问题，就可以分析电压调节和判断无功补偿；之后将已经事先制定好的策略模型，结合分析和判断的结果，选取最优的方案进行实施。

其中无功补偿的原理，是将含有感（容）性功率负荷的装置，使其安装在电路中，此时的容性功率负荷，会吸收感性功率负荷，所释放的能量；相反，感性功率负荷，会吸收容性功率负荷，所释放的能量；通过两者之间的能量吸收和转换，从而实现无功补偿的目的。当其通过调整电压的方式时，会采用杆上无功补偿的方式，对于无功功率进行调整，使其变压器更加的理想；但是在使用此种方式进行节能时，首先要根据几点原则，包括控制方式的可靠性原则、合理的控制补偿点、减少谐波含量少线路的使用、补偿容量要合理、控制电容器的谐振现象、保护方式科学且简捷、对于配电变压器以及并联电容器，采用同杆架设的方式。

4 使用杆上无功补偿方式需注意的问题

首先高压侧补偿，常常会受到资金、设备等方面的影响，与电网负荷不能相适应，达不到连续性投切的效果。同时无功补偿，是指对于单个，或是多个分支负荷的无功缺额，补偿量的设定，还是要根据各个负荷、变压器的状态参数进行分析在做决定。当负荷或是网络结果发生改变时，要对于补偿容量、位置等，车重新进行计算和维护，防止补偿量过量的情况。补偿的效果，会与原计算的结果产生较大的差距，不仅阻碍其使用效率，也增加了一定的维护工作难度，对此也要合理的控制投切时限、补偿容量，避免出现向主变压器倒送无功情况的发生。最后在线路发生损坏的情况下，要充分的控制线路保护，与无功投切之间的间隙；同时也要有效的避免谐波放大、过电压等问题的出现。

5 总结

综上所述，通过对于配电变压器无功功率的分析与节能措施分析，发现对其降低能耗的处理，不仅可以保护生态环境，同时也有效的促进了我国电力企业的经济效益发展。对此，充分的迎合我国可持续、节能、环保的发展要求，加强计算机监控系统的电压无功控制，以及无功补偿方式的采用，有效的降低功率损耗、提高电力系统的供电质量、保证电网电压的平稳是非常有必要的。

[1]许宁.配电变压器无功功率的分析与节能措施[J].能源与节能，2011，05：30～32+57.

[2]宋桂江.配电变压器无功功率的分析与节能措施[J].中国设备工程，2010，04：59～60.

[3]潘海燕.配电变压器经济运行技术研究[D].山东理工大学，2013.

TM714.3

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1004-7344（2016）06-0047-01

2016-2-10

高 侠（1979-），男，助理工程师，硕士研究生，主要从事配电运维工作。