電廠變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式探討

【摘要】降低電力系統(tǒng)中變壓器的能量損耗是電廠節(jié)能環(huán)節(jié)中的重要部分，為此，本文探討了電廠變壓器的能量損耗與其負(fù)荷之間的關(guān)系，結(jié)果表明在不變損耗和可變損耗相等的條件下，變壓器的效率最高，在此基礎(chǔ)上分析了變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式，即如何確定不同負(fù)荷時投人運(yùn)行的變壓器的數(shù)量。

【關(guān)鍵詞】電廠；變壓器；經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

1、引言

變壓器是構(gòu)成電力網(wǎng)的主要變配電設(shè)備，起著傳遞、接受和分配電能的作用，其數(shù)量眾多，能量損耗在整個電力系統(tǒng)中占有很大的比例。因此，在保證電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的同時，應(yīng)盡可能的優(yōu)化其性能及運(yùn)行方式，實(shí)現(xiàn)變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，以降低整個系統(tǒng)的能量損耗。也就是說，在輸送電能的過程中，電廠應(yīng)通過調(diào)整變壓器數(shù)量及各臺變壓器的負(fù)載等方式，選取最為合理的運(yùn)行方式，使整個系統(tǒng)中變壓器的電能損耗最小。本文在分析了電廠變壓器的能量損耗與其負(fù)荷之間關(guān)系的基礎(chǔ)上，探討了如何確定不同負(fù)荷時投人運(yùn)行的變壓器的數(shù)量。

2、電廠變壓器的損耗與其負(fù)荷的關(guān)系

由上述兩式可知，PO和PK的值越小，變壓器的綜合損耗越低，同時變壓器的效率也越高。對于已選定的變壓器，其PK和PO的值已經(jīng)固定，此時變壓器的效率與負(fù)載率和負(fù)載功率因數(shù)有關(guān)；如果在運(yùn)行過程中及時進(jìn)行無功功率的補(bǔ)償，負(fù)載功率因數(shù)將不會發(fā)生明顯改變，此時可認(rèn)為變壓器的效率只和負(fù)載率有關(guān)。根據(jù)對變壓器損耗與負(fù)荷關(guān)系的分析，可以得出如下結(jié)論：在不變損耗和可變損耗相等的條件下，變壓器的效率最高。由此可知，變壓器帶這樣的負(fù)荷最為經(jīng)濟(jì)，即在這個負(fù)荷下，變壓器產(chǎn)生的銅損等于鐵損。

3、變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式

變壓器的允許運(yùn)行方式主要包括額定運(yùn)行方式和允許的過負(fù)荷運(yùn)行方式。

在額定使用條件下，變壓器可按銘牌規(guī)范連續(xù)運(yùn)行。但需要注意的是，油浸自冷方式的變壓器其上層油溫的允許值不得超過95℃，一般不宜超過85℃；強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷的變壓器上層油溫一般不超過75℃，最高不超過85℃；干式變壓器其各部分的溫升不得超過100℃。變壓器的外加一次電壓可以較額定電壓為高，但一般不得超過相應(yīng)分接頭電壓值的5%，若所加一次電壓不超過其額定值的5%，則變壓器的二次側(cè)可帶額定電流。

變壓器正常過負(fù)荷的允許值應(yīng)根據(jù)變壓器的負(fù)荷曲線、冷卻介質(zhì)溫度以及過負(fù)荷前變壓器接帶的負(fù)荷來確定。過負(fù)荷的最高值：油浸自冷變壓器不應(yīng)超過額定容量的30%，強(qiáng)油風(fēng)冷變壓器不應(yīng)超過20%。變壓器在過負(fù)荷運(yùn)行時，應(yīng)投入全部冷卻裝置，全天滿負(fù)荷工作的變壓器不宜過負(fù)荷運(yùn)行。

在實(shí)際生產(chǎn)中，當(dāng)變壓器的安裝地點(diǎn)發(fā)生變化時，其無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量系數(shù)的值也會隨之發(fā)生變化。如果變壓器安裝在發(fā)電廠內(nèi)，則K值很小，如果變壓器安裝的地點(diǎn)距離發(fā)電廠很遠(yuǎn)，則K值就較大，因?yàn)榇藭r無功功率經(jīng)過長距離電網(wǎng)輸送，有較大的有功損耗。那么，怎樣按經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)確定不同負(fù)荷時投人運(yùn)行變壓器的數(shù)量呢？下面分兩種情況分析。

1）若并聯(lián)的各臺變壓器型式和容量相同時，不同負(fù)荷情況下應(yīng)該投人運(yùn)行變壓器的臺數(shù)可按下列公式?jīng)Q定：

若負(fù)荷增加，當(dāng)時，向并聯(lián)運(yùn)行中的n臺變壓器中再投人一臺較經(jīng)濟(jì)；

若負(fù)荷減少，當(dāng)時，向并聯(lián)運(yùn)行中的n臺變壓器中切斷一臺較經(jīng)濟(jì)；

式中的無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量系數(shù)的數(shù)值對于山區(qū)線路供電的110kV～350kV降壓變電站的變壓器可取0.06～0.1，對于安裝在發(fā)電廠的變壓器取0.02。

2）當(dāng)并聯(lián)的各臺變壓器型式和容量不同時，不同負(fù)荷情況下該投人的臺數(shù)則由查曲線的方法決定。

在這種情況下，各變壓器的鐵損也不一定相等，負(fù)荷分配也比較復(fù)雜。故很難用上述那樣簡單的一個公式?jīng)Q定。一般是采用這樣的辦法，即把每臺變壓器的總損耗（包括有功和無功損耗）與負(fù)荷的關(guān)系畫成曲線，把合起來幾臺變壓器的總損耗和負(fù)荷的關(guān)系也畫成曲線，放在一個坐標(biāo)中，如圖1所示，縱坐標(biāo)P為損耗（kW），橫坐標(biāo)S表示負(fù)荷（kVA）。多少負(fù)荷下該投入幾臺變壓器，就看在該負(fù)荷下投人幾臺變壓器時損耗最小。這可從查圖上相應(yīng)于該負(fù)荷的最低的一條曲線得到。

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