并列运行变压器经济运行模式分析

吴泉

摘  要：近几年来我国电力事业发展迅猛，变压器作为电力系统中的重要组成部分，变压器经济运行模式的选择也成为社会各界与相关企业的共同关注点。因此该文主要介绍了基于变压器经济运行模式条件下，变压器功耗计算机损耗的主要特点，同时提出使用双时段的控制手段，依据实际的运行负荷变化规律，加强变压器运行稳定性，减少损耗，节约成本。

关键词：并列运行;变压器;经济运行;运行模式;节能

中图分类号：TM406                    文献标志码：A

0 前言

变压器作为电力系统中的重要组成部分，应用范围十分广泛，尤其在发电、供电、电力供应等过程中，会经历多次变压器调节过程，同时在每一次的变压过程中，会产生一定的电能损耗情况。据相关调查结果可以看出，在电力系统中，变压器的整体损耗电量会占据发电总量的8%。只有选择更具经济性的运行模式，才能有效降低电网运行过程中产生的损耗。

1 并列运行变压器的基础条件

1.1 短路电压与配电变压器基本一致

如果配电变压器并列运行过程中，接线组别与变化一致，但不同的部分为短路电压，就会对各个配电变压器之间的负荷分配效果产生较大影响。变压器在实际并列运行过程中，如果变压器负荷分配与短路电压呈现反比状态，就会发生变压器短路电压持续降低的情况，同时持续增加配电变压器的负荷分配，反之则会降低。由此可以看出，变压器在并列运行的过程中，为了确保变压器负荷分配的均匀性与科学性，应将变压器之间的短路电压差进行严格控制，最好不超过± 10%。如果变压器运行过程中短路电压不相同，应尽可能选取短路电压较小，同时具备较大容量的变压器，才能避免在并列运行条件下的变压器不会发生由于过负荷导致的损坏问题，延长变压器的使用期限。

1.2 配电变压器接线组别一致

基于变压器短路电压与变比一致的基础上，如果变压器的接线组别不一致，就会使并列运行过程中的变压器生成很高的环流，会远远超过额定电流的范围。如果发生这种现象，会使变压器无法承受过大的电流，最终产生烧坏问题，对配网系统整体的运行安全性、可靠性产生不利影响。

2 并列运行变压器损耗计算与特性

变压器在运行过程中会传输电能，但变压器自身会出现一定的功率损耗问题，具体来讲可以将其划分为空载损耗与负载损耗2种。对于空载损耗情况来说，如果电压处于稳定状态，其并不会出现变化;对于负载损耗情况来说，由于受到变压器负荷量变化的影响，会呈现出平方关系的变化现象。与此同时，从每一个变压器的电气特性方面来看，也会呈现出十分明显的差异，其对应的负荷-损耗特性曲线会发生很大区别。

2.1 变压器有功功率损耗瞬态计算方法

如果需要对变压器的有功功率损耗与损耗率进行计算，可以使用瞬态计算公式。

Pi代表变压器的用功功率，P0这里表示变压器运行过程中生成的空载损耗，Pd表示变压器运行过程中生成的短路损耗;cosφi表示的含义为瞬时负载功率因数值;βi表示瞬时负载系数值，同时该系数通常会被认定为变压器瞬时负荷电流与额定电流之间的比值。P1i代表的是变压器中的一次测瞬态输入功率;S代表的是变压器的额定容量;I2代表的是2号变压器的变压器瞬时负荷电流，I2e代表的是2号变压器的额定电流，P2i 代表2号变压器的用功功率，S代表的是该变压器的额定容量; Se代表的是该变压器的额定容量。

2.2 变压器损耗特性

通过上文对计算公式进行分析，由于关注重点为其中一台绕组变压器运行过程生成的功耗数值，同时还应考虑变压器运行时间可能造成的由于无功损耗导致的网络有功损耗问题，因此基于真实环境基础上，会使变压器的整体有功损耗率出现明显提高的现象。另外，使多台变压器设备完成并列运行，依然需要对并列运行变压器自身的有功功率损耗情况进行重点关注。变压器运行过程的整体损耗功率可以被看作为变压器的有功损耗、由于变压器无功损耗导致的电网新增有功损耗的总和。图1描述了2台变压器运行过程中，变电站生成的整体损耗曲线变化图。

从图1中可以看出，ΔP∑1、ΔP∑2、ΔP∑12分别表示了2台变压器的独立运行过程，还有在2台变压器基于并列运行这3种情况基础上的负荷与变压器损耗曲线变化情况，βJZ表示基于差异运行环境条件下变压器的经济负载系数。通过对图1曲线变化进行分析可以看出，如果变压器的负荷容量发生变化，基于不同运行方式基础上的变压器综合功率损耗将会含有较为典型的差异性。因此，这种情况可以赋予变压器最佳经济运行模式的理论基础。

3 并列运行变压器双时段控制经济运行模式

通过对图1中的并列变压器最佳经济运行转折点进行分析可以看出，在图中的SA、SB、SC和变压器负载功率的特性内曲线，都可以采用变压器参数对其进行计算与分析。并列变压器在实际运行过程中，独立的变电站运行负荷与不同的负载性质都会由于时间因素的影响发生变化。但其中也会依赖负荷的变化，从而发生相应改变，途径最佳经济运行转折点时，会对变压器进行频繁切换，同时选择最佳的经济运行模式，因此会对并列电压器的运行稳定性与可靠性产生十分严重的影响。为了确保并列运行电压器运行模式的经济性与技术性，可使用双时段控制方法。

第一，将并列变压器在一天内的每个小时运行负荷进行记录，之后依据不同的起伏程度，将其划分为：tA-tB高峰运行负荷区间、tB-tA地峰运行负荷区间。第二，规定基于高峰负荷区间中合理负荷情况的基础上，仅允许投入一次备用的变压器，同时不可退出。第三，在明确低峰负荷区间中合理的负荷情况基础上，仅允许退出一次备用变压器，同时不可投入。

采用上文描述的控制方法，变压器在运行过程中出现的变化都会发生在变压器经济负载系数周边，βJZ基本都约0.50，操作行为不会对变压器与开关之间产生严重的冲击影响，同时在每一次操作过程中也不会严重影响到变压器与开关机械强度与绝缘性能。

4 结语

该文主要对并列运行状态下的变压器经济运行模式进行研究与分析，通过使用瞬态计算方式，同时对多台变压器的综合负荷消耗特性进行分析，可以看出，使用并列经济运行模式的变压器，可以有效减少电能损耗，使變压器的运行过程更加节能、高效、环保。

参考文献

[1]叶充.配电变压器低压侧中性点接地刍议[J].建筑电气，2018，37（3）：16-22.