變壓器線損分析計算及降低措施

高長松

（銅山縣新匯熱電有限公司，江蘇徐州 221116）

某變電所10 kV分支線降壓變壓器400 kV·A高達(dá)9.6%，線損率過高，特別是該線路更換功率較大的水泵后線損增加尤為明顯，影響整臺變壓器的線損率。

1 變壓器損耗過高的原因分析

1.1 運(yùn)行電壓降低。線路和變壓器中的變動損耗與運(yùn)行電壓的平方成反比，因此，提高運(yùn)行電壓可顯著降低線損（表1），但只能在額定電壓的上限范圍內(nèi)適當(dāng)提高，若負(fù)荷很小，提高運(yùn)行電壓，則有可能適得其反，增加線損。通常情況下，提高運(yùn)行電壓，降損效果比較明顯。

表1 提高電壓與降低線損關(guān)系表

1.2 功率因數(shù)較低，增加無功電流（表2）。由于線路電流I增大，線路上的有功功率ΔP將隨之增加，產(chǎn)生較大的電能損失，降低輸電效率。同時，線路電流I將增大，線路上的電壓降ΔU也將增大，因而降低了電網(wǎng)電壓，影響電能質(zhì)量。

表2 功率因數(shù)由1.0下降與損耗增加的關(guān)系表

1.3 三相負(fù)荷不平衡。在低壓電網(wǎng)中，由于存在一部分單相負(fù)荷，使各相負(fù)荷大小分布不均，從而造成三相負(fù)荷不平衡，導(dǎo)致線路電壓降低增大，線損增加。根據(jù)規(guī)定，變壓器出口處三相負(fù)荷不平衡度不大于10%，干線及主要支線首端三相負(fù)荷不平衡度不大于20%。

2 處理措施

2.1 對于負(fù)荷側(cè)電源電壓過高或過低的情況，一般都是采取調(diào)整電力變壓器調(diào)壓開關(guān)或更換線徑的方法解決。

2.2 增設(shè)無功補(bǔ)償，提高無功功率因數(shù)。通過提高無功功率因數(shù)，利用電容中超前的無功電流去補(bǔ)償感性負(fù)載中滯后的無功電流，以減少總電流的無功分量。能充分利用系統(tǒng)容量，降低功率損耗，減少電能損失，提高輸電效率，改善電壓質(zhì)量。

2.3 檢查變壓器低壓側(cè)三相不平衡電流情況。不平衡度不允許超過10%，參照不平衡度=（最大電流-最小電流）/最大電流×100%。①采用鉗形電流表分別測量變壓器低壓側(cè)A、B、C三相電流值。②將測量的最大電流、最小電流代入上述公式計算。③發(fā)現(xiàn)三相電流不平衡度超過10%，應(yīng)均衡負(fù)荷。實際工作中，因三相電流不平衡，應(yīng)進(jìn)行損耗計算。以某供電所變壓器S9-400/10.5（銘牌概況：電壓380 V、額定容量400 kV·A、額定頻率50 Hz、空載損耗570 W、負(fù)載損耗4400 W、電流In=577A、變壓器繞組內(nèi)阻R=0.04Ω）為例，運(yùn)行損耗功率核算，實際測出三相電流Ia=150 A、Ib=80 A、Ic=80 A。根據(jù)損耗率校驗公式進(jìn)行計算，三相電流平均值Icp=（Ia+Ib+Ic）/3=（150+80+80）/3=103 A；不平衡度 β=（最大電流-最小電流）/最大電流×100%=（150-80）/150=0.46=46%；線路導(dǎo)線電阻值r=ρ×l/S=17.6×0.5/50=0.176 Ω。

理論計算（負(fù)荷不平衡時）功率損耗為 ΔP=3×I2cpr×（1+2β2）=3×1032×0.176×[1+2（0.46）2]＝3×10609×0.176×（1+0.42）=7954 W，經(jīng)計算該不平衡電流在嚴(yán)重不平衡狀態(tài)下，損耗達(dá)到7.95 kW/h。變壓器三相繞組總損耗P=3×（In/3）2×R=3×（577/3）2×0.04=3×36985×0.04=4438.2 W。線路上的功率損耗（超出三相不平衡電流 10%范圍以外增加的損耗）ΔP=3×I2cpr×（1+2β2）=3×（103）20.176×[1+2（0.46-0.1）2]=3×10609×0.176×1.259=7053 W。由上述計算可見，運(yùn)行中經(jīng)常測量三相負(fù)荷并進(jìn)行調(diào)整，使其平衡，是降損節(jié)能的一項有效措施。故現(xiàn)場管理應(yīng)重視變壓器三相負(fù)荷均衡分配，重點(diǎn)均衡感性負(fù)載的動力負(fù)荷及照明負(fù)荷。

3 設(shè)計及運(yùn)行中的建議

3.1 設(shè)計人員在農(nóng)網(wǎng)改造中優(yōu)選了S12型變壓器，降低損耗。

3.2 選用電阻率小的導(dǎo)線，以降低線路損耗。加強(qiáng)線路維護(hù)，改善使用環(huán)境，減少啟停次數(shù)，降低變壓器使用成本。

3.3 實際監(jiān)測變壓器低壓側(cè)三相不平衡電流，嚴(yán)格控制三相不平衡電流在10%范圍以內(nèi)，超出范圍，必須查明根本原因，并平衡三相負(fù)荷。

3.4 工作中線損管理員對線損進(jìn)行分析，進(jìn)行線檢驗，以查明根本原因。

3.5 技術(shù)專業(yè)人員復(fù)核線路首末端電壓在2%以內(nèi)。

3.6 對變壓器建立定期大、小修制度，及時發(fā)現(xiàn)處理存在的問題。

3.7 設(shè)計人員選用精度較高的計量表計，保證抄表的準(zhǔn)確率。

3.8 根據(jù)實際情況，選擇變壓器生產(chǎn)質(zhì)量較好廠家，減少不良情況發(fā)生，確實保證使用周期。