電力變壓器的經(jīng)濟(jì)運行與監(jiān)控維護(hù)

引言：變壓器是供配電系統(tǒng)的主要設(shè)備。文章論述了變壓器運行的意義、方法、問題、效果的監(jiān)控與維護(hù)。

電力工業(yè)本身既是重要的能源用戶，也是耗能大戶，電力作為一種使用方便的優(yōu)質(zhì)的二次能源，被廣泛應(yīng)用在國計民生的各個領(lǐng)域，因此在電力系統(tǒng)中開展變壓器及其供電線路的經(jīng)濟(jì)運行，對系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)運行有著重要的意義；在保證技術(shù)安全、經(jīng)濟(jì)合理的條件下，充分利用現(xiàn)有的設(shè)備、元件，不投資或有較少的投資，通過相關(guān)技術(shù)論證，選取最佳運行方式、調(diào)整負(fù)荷、提高功率因數(shù)、調(diào)整或更換變壓器、電網(wǎng)改造等，在傳輸相同電量的基礎(chǔ)上，以達(dá)到減少系統(tǒng)損耗，從而達(dá)到提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。

一、概述

變壓器是傳輸電能而不改變其頻率的靜止的電能轉(zhuǎn)換器。電力變壓器是用于電力系統(tǒng)中的變壓器，是電力系統(tǒng)中的主要設(shè)備，其功能是將電力系統(tǒng)中的電能電壓升高或降低，以利于電能的合理傳輸、分配、使用。由于使用量大，運行時間長，變壓器在選擇和使用上存在著巨大的節(jié)能潛力。合理、高效、經(jīng)濟(jì)的選擇變壓器，對節(jié)約能源具有重要意義。

二、變壓器的經(jīng)濟(jì)選用的意義與分析

據(jù)有關(guān)資料的估算：從發(fā)電到供電，一直到用電的過程一廣義電力系統(tǒng)中的各種電氣設(shè)備（包括發(fā)電機(jī)、變壓器、電力線路、電動機(jī)等）全部的電能消耗約占發(fā)電量的28%-33%。這對全國來說一年就有3178-3746億千瓦時的電能損耗在運行的電氣設(shè)備中，相當(dāng)于10個中等用電省份的電量之合。這其中變壓器總的電能損失為1100億千瓦時以上，相當(dāng)于3個中等城市電量省份的用電量之和。

我國變壓器損耗電能如此之大，是由于我國的城鄉(xiāng)電網(wǎng)中和企業(yè)電網(wǎng)中老的高能耗變壓器數(shù)量太多之故。老舊變壓器擁有量大，造成我國電網(wǎng)線損率過高，也使我國電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中科技含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國家。老舊變壓器長期超期服役，更新速度慢，其主要原因是我國普遍存在資金短缺以及耗能設(shè)備更新觀念落后，管理落后和技術(shù)經(jīng)濟(jì)決定失誤所造成的。

三、變壓器經(jīng)濟(jì)運行的實現(xiàn)方法

（一）合理計算變壓器經(jīng)濟(jì)負(fù)載系數(shù)，使變壓器處于最佳的經(jīng)濟(jì)運行區(qū)

變壓器并非在額定時最經(jīng)濟(jì)，當(dāng)負(fù)荷的銅損和鐵損相等對才最經(jīng)濟(jì)，即效率最高。兩臺以上主變壓器的變電所應(yīng)繪出主變壓器經(jīng)濟(jì)運行曲線，確定其經(jīng)濟(jì)運行區(qū)域，負(fù)荷小于臨界負(fù)荷時，一臺運行，負(fù)荷大于臨界負(fù)荷時兩臺運行。

（二）平衡變壓器三相負(fù)荷，降低變壓器損耗

變壓器不平衡度越大，損耗也越大，因此一般要求電力變壓器低壓電流的不平衡度不得超過10%，低壓干線及主要變支線始端的電流不平衡度不得超過20%

（三）合理調(diào)配變壓器的并列與分列的經(jīng)濟(jì)運行方式

按備用變、負(fù)荷變化規(guī)律、臺數(shù)組合等因素，優(yōu)先考慮技術(shù)特性優(yōu)及并、分列經(jīng)濟(jì)的變壓器運行方式。

（四）變壓器運行電壓分接頭優(yōu)化選擇

在滿足變壓器負(fù)荷側(cè)電壓需要的前提下，用定量計算方法，按電源側(cè)電壓的高低和按工況負(fù)載的大小，對變壓器運行電壓分接頭進(jìn)行優(yōu)化選擇，從而降低變壓器損耗，提高其運行效率。

（五）合理考慮變壓器的特殊經(jīng)濟(jì)運行方式，降低損耗

變壓器由于使用范圍較廣，根據(jù)不同的運行方式與電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，需要考慮一些特殊的運行方式，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)運行。如三繞組與雙繞組并列、兩側(cè)并列與另一側(cè)分列及負(fù)載有備用電源等不同的組合運行方式，達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)運行。

（六）根據(jù)不同用戶，采用一些特種變壓器

由于供電系統(tǒng)的用戶范圍廣大，對一些特殊用戶要考慮特殊的供電方式才能使投入的變壓器達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)運行狀態(tài)。如單相變、電爐變、調(diào)壓變、專用變等，以滿足專一用戶而不影響其他用戶的經(jīng)濟(jì)運行。

四、變壓器經(jīng)濟(jì)運行存在的一些問題

（一）變壓器之間技術(shù)參數(shù)存在差異，每臺變壓器都存在空載損耗、短路損耗、空載勵磁功率和額定負(fù)載漏磁功率四個參數(shù)。由于變壓器的容量、電壓等級、鐵芯、繞組材質(zhì)、設(shè)計和制造工藝等的不同，使變壓器的四個技術(shù)參數(shù)存在大的差異，即使是同一生產(chǎn)廠家，同一時期生產(chǎn)的相同容量、相同電壓等級、相同材質(zhì)的變壓器，其四個參數(shù)也不完全相同。因此，單臺運行的變壓器，就存在著選擇技術(shù)特性優(yōu)的變壓器經(jīng)濟(jì)運行方式。

（二）變壓器的功率損耗和損耗率的負(fù)載特性曲線存在著非線性特性。在某一時間段內(nèi)（例如1年、1月等），由于負(fù)載曲線波動，導(dǎo)致變壓器總的電量損耗不同，因此提高負(fù)荷率就可以降低變壓器損耗，實現(xiàn)變壓器經(jīng)濟(jì)運行。

五、變壓器經(jīng)濟(jì)運行的節(jié)電效果

變壓器經(jīng)濟(jì)運行的節(jié)電效果往往不是一下就能看出來的。首先它可以通過相同負(fù)荷情況時，自然狀態(tài)運行和經(jīng)濟(jì)運行進(jìn)行比較。

變壓器經(jīng)濟(jì)運行已有了上千例的實踐應(yīng)用。如某降壓站有兩臺變壓器分列運行，其中一臺16000KVA，負(fù)荷9000KVA；另一臺25000KVA，負(fù)荷6600KVA。按計算合理分配負(fù)荷，將16000KVA的變壓器負(fù)荷調(diào)整為6084KVA，將25000KVA的變壓器負(fù)荷調(diào)整為9516KVA。這種方式運行，年節(jié)約有功電量227760KWH，無論電量2847000KVARH，綜合電量483990KWH。

可以看出，變壓器經(jīng)濟(jì)運行時節(jié)電效果是明顯的。

六、變壓器的監(jiān)控管理

根據(jù)筆者多年的運行維護(hù)經(jīng)驗，運行人員按時收集運行中的變壓器負(fù)荷、溫度、變壓器油等的監(jiān)控數(shù)據(jù)，根據(jù)變壓器運行數(shù)據(jù)作出相應(yīng)的調(diào)整。

1、電氣參數(shù)。2、監(jiān)控變壓器的聲音。3、監(jiān)控變壓器以內(nèi)。4、監(jiān)控變壓器。5、監(jiān)控變壓器的規(guī)率。6、監(jiān)控變壓器的按地線。7、遠(yuǎn)程監(jiān)測。

（一）變壓器的維護(hù)

變壓器的安裝地點應(yīng)與其設(shè)計和建造的標(biāo)準(zhǔn)相適應(yīng)，若置于戶外，應(yīng)確定該變壓器適于戶外運行保護(hù)變壓器不受雷擊和外部損壞危險，確保負(fù)荷在變壓器的設(shè)計允許范圍之內(nèi)，在油冷變壓器中需要仔細(xì)地監(jiān)視頂層油溫。

平時應(yīng)對變壓器進(jìn)行檢查和巡視，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時處理。（1）對油的檢驗，應(yīng)用變電器油中8種故障氣體有線監(jiān)測儀，連續(xù)測定隨著變壓器中故障發(fā)展而溶解于油中氣體的含量，柔腸寸斷對氣體類別及含量分析則可確定故障類型，每年都應(yīng)該做油的物理性能試驗以確定其絕緣性能，試驗包括介質(zhì)的擊穿強(qiáng)度、酸度、界面張力等。（2）每三年應(yīng)對變壓器線圈、套管及避雷器進(jìn)行介損的檢測。（3）每年檢驗避雷接地的可靠性，接地必須可靠，而引線應(yīng)盡可能短。

（二）注重日常維護(hù)的內(nèi)容

（1）保持瓷套管及絕緣子的清潔。定期清理變壓器上的污垢，檢查套管有無閃絡(luò)放電，接地是否良好，有無斷線、脫焊、斷裂現(xiàn)象，定期遙測接地電阻不大于4，或者采取防污措施，安裝套管防污帽。（2）保證電氣連接的緊固可靠。（3）定期檢查分接開關(guān)。并檢驗觸頭的緊固、灼傷、疤痕、轉(zhuǎn)動靈活性和接觸的定位。（4）在油冷卻系統(tǒng)中，檢查散熱器有無滲漏、生銹、污垢淤積以及任何限制油自由流動的機(jī)械損傷。

結(jié)束語

變壓器實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運行中可以做到在不投資或少投資的前提下節(jié)電，而且效果明顯，推廣應(yīng)用前途廣大。同時，變壓器經(jīng)濟(jì)運行理論又是發(fā)展的，變壓器經(jīng)濟(jì)運行有科學(xué)理論的指導(dǎo)，在實際工作中必將帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]穆剛主編《電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運行》東北電力設(shè)計院，1994年12月。

[2]程廣通，淺談如何加強(qiáng)配電變壓器的運行管理，經(jīng)濟(jì)技術(shù)協(xié)作信息。

[3]王方亮，變壓器經(jīng)濟(jì)運行方式分析與應(yīng)用·變壓器，2005年第12期。

（作者單位：國網(wǎng)伊春供電公司）