配電變壓器無(wú)功功率的分析與節(jié)能措施

高俠

（國(guó)網(wǎng)江西省電力公司南昌供電分公司）

配電變壓器無(wú)功功率的分析與節(jié)能措施

高俠

（國(guó)網(wǎng)江西省電力公司南昌供電分公司）

配電變壓器是電力系統(tǒng)的重要組成部分，同時(shí)也是一種非常耗能的電氣設(shè)備；變壓器的耗能，包括有功功率和無(wú)功功率，但是人們對(duì)于其配電變壓器的能耗，只注重有功功率，常常忽視無(wú)功功率的能耗；其實(shí)變壓器的無(wú)功功率的能耗，遠(yuǎn)超過(guò)變壓器的有功功率耗能，給我國(guó)電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)不小的影響；對(duì)此本文就配電變壓器無(wú)功功率的分析與節(jié)能措施進(jìn)行分析，希望對(duì)于我國(guó)電力系統(tǒng)的節(jié)能發(fā)展，起著積極促進(jìn)的意義。

配電變壓器；無(wú)功功率；節(jié)能措施

前言

大部分的用電設(shè)備，都是在交變磁場(chǎng)的環(huán)境下，進(jìn)行能量傳輸?shù)?，而為建立交變磁?chǎng)所提供的電功率就是無(wú)功功率；有功和無(wú)功電源，是維持電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的功率。無(wú)功功率中的無(wú)功，指的是不像有功功率，將其功率轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率，具有很多的用途，對(duì)此消耗的能量非常大，對(duì)于其節(jié)能處理，可以有效的提升電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

1 變壓器定義

變壓器，是一種基于電磁感應(yīng)原理，對(duì)于交流電壓進(jìn)行改變的靜止電氣設(shè)備，廣泛的應(yīng)用在電力系統(tǒng)中，主要的組成結(jié)構(gòu)包括初（次）級(jí)線圈、鐵心、繞組、絕緣套管、油箱、分接開(kāi)關(guān)等；也可以說(shuō)其是套在閉合鐵心上的原（副）項(xiàng)圈組成?；镜牟糠譃殡娐泛痛怕罚瑥亩鴮?shí)現(xiàn)電磁感應(yīng)原理的電路之間能量轉(zhuǎn)換。電動(dòng)勢(shì)關(guān)系E1/E2=n1/n2；電壓關(guān)系U1/U2=n1/n2；電流關(guān)系U1I1=U2I2。

2 計(jì)算

配電變壓器的無(wú)功功率用ΔQ表示，計(jì)算公式為ΔQ=Q0+β2QK；Q0=其中：Q0表示變壓器空載無(wú)功功率；QK表示變壓器額定負(fù)載時(shí)無(wú)功功率；β表示變壓器的負(fù)載系數(shù)；Se表示變壓器的額定容量（kVA）；P2表示變壓器的負(fù)載功率（kW）；cosφ2是負(fù)載功率因數(shù)。

變壓器的有功功率用ΔP表示（kW），ΔP=P0+β2PK；其中：P0表示變壓器空載有功功率；PK表示變壓器額定負(fù)載時(shí)有功功率。變壓器的一次側(cè)功率因數(shù)是指功率因數(shù)，公式為其中P表示有功功率；S表示視在功率；φ表示電壓電流的相位差。

3 降低無(wú)功功率的對(duì)策

3.1 變壓器無(wú)功功率節(jié)能的原理

cosφ功率因數(shù)，也直接的表示電源輸出的視在功率，是否被有效的利用，以及利用的程度；要想變壓器的無(wú)功功率達(dá)到最小，就要有效的提高cosφ；只有這樣才能將無(wú)功功率降到最小，將S的大部分，都供給變壓器的有功功率，使其電能輸送功率不斷的增加。

3.2 影響cosφ的因素

（1）電感性設(shè)備，是ΔQ的主要的消耗設(shè)備，在很多電氣設(shè)備的應(yīng)用中，其設(shè)備的無(wú)功消耗，占到總無(wú)功功率的2/3；其中空載時(shí)，消耗的無(wú)功占總無(wú)功消耗的2/3；對(duì)此要想節(jié)能，改善其cosφ，就要對(duì)于其空載時(shí)運(yùn)行進(jìn)行有效的處理，并盡量的增強(qiáng)其負(fù)載率。

（2）變壓器無(wú)功功率的能耗，約占額定容量的13%左右，同時(shí)變壓器滿載時(shí)，無(wú)功功率占空載時(shí)35%左右。對(duì)此要想更好的降低其節(jié)能，就要有效的調(diào)整其功率因數(shù)，保證變壓器的空載，或是低負(fù)載的狀態(tài)下運(yùn)行。

（3）供電電壓值，對(duì)于功率因數(shù)的影響也是非常大的；即當(dāng)供電電壓，超出額定電壓值時(shí)，受到磁路飽和的因素，會(huì)促進(jìn)其ΔQ的增長(zhǎng)；同時(shí)當(dāng)供電電壓，沒(méi)有超出額定電壓值時(shí)，此時(shí)的ΔQ的也會(huì)相應(yīng)的減少。對(duì)此保證供電電壓的穩(wěn)定是非常有必要的。

3.3 改變功率因數(shù)的策略

①正確的使用配電變壓器設(shè)備，然后根據(jù)我國(guó)電網(wǎng)公司頒布的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范檢修工作的流程，從而有效的提升變壓器的檢修水平；②有效的增加其無(wú)功補(bǔ)償，降低無(wú)功電流，使其功率因數(shù)顯著的提升；③達(dá)到變壓器無(wú)功功率的節(jié)能目的。

對(duì)于計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，進(jìn)行電壓無(wú)功控制時(shí)，首先對(duì)于電力系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行收集分析處理，若是沒(méi)有異常的問(wèn)題，就可以分析電壓調(diào)節(jié)和判斷無(wú)功補(bǔ)償；之后將已經(jīng)事先制定好的策略模型，結(jié)合分析和判斷的結(jié)果，選取最優(yōu)的方案進(jìn)行實(shí)施。

其中無(wú)功補(bǔ)償?shù)脑?，是將含有感（容）性功率?fù)荷的裝置，使其安裝在電路中，此時(shí)的容性功率負(fù)荷，會(huì)吸收感性功率負(fù)荷，所釋放的能量；相反，感性功率負(fù)荷，會(huì)吸收容性功率負(fù)荷，所釋放的能量；通過(guò)兩者之間的能量吸收和轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償?shù)哪康?。?dāng)其通過(guò)調(diào)整電壓的方式時(shí)，會(huì)采用桿上無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆绞?，?duì)于無(wú)功功率進(jìn)行調(diào)整，使其變壓器更加的理想；但是在使用此種方式進(jìn)行節(jié)能時(shí)，首先要根據(jù)幾點(diǎn)原則，包括控制方式的可靠性原則、合理的控制補(bǔ)償點(diǎn)、減少諧波含量少線路的使用、補(bǔ)償容量要合理、控制電容器的諧振現(xiàn)象、保護(hù)方式科學(xué)且簡(jiǎn)捷、對(duì)于配電變壓器以及并聯(lián)電容器，采用同桿架設(shè)的方式。

4 使用桿上無(wú)功補(bǔ)償方式需注意的問(wèn)題

首先高壓側(cè)補(bǔ)償，常常會(huì)受到資金、設(shè)備等方面的影響，與電網(wǎng)負(fù)荷不能相適應(yīng)，達(dá)不到連續(xù)性投切的效果。同時(shí)無(wú)功補(bǔ)償，是指對(duì)于單個(gè)，或是多個(gè)分支負(fù)荷的無(wú)功缺額，補(bǔ)償量的設(shè)定，還是要根據(jù)各個(gè)負(fù)荷、變壓器的狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行分析在做決定。當(dāng)負(fù)荷或是網(wǎng)絡(luò)結(jié)果發(fā)生改變時(shí)，要對(duì)于補(bǔ)償容量、位置等，車重新進(jìn)行計(jì)算和維護(hù)，防止補(bǔ)償量過(guò)量的情況。補(bǔ)償?shù)男Ч瑫?huì)與原計(jì)算的結(jié)果產(chǎn)生較大的差距，不僅阻礙其使用效率，也增加了一定的維護(hù)工作難度，對(duì)此也要合理的控制投切時(shí)限、補(bǔ)償容量，避免出現(xiàn)向主變壓器倒送無(wú)功情況的發(fā)生。最后在線路發(fā)生損壞的情況下，要充分的控制線路保護(hù)，與無(wú)功投切之間的間隙；同時(shí)也要有效的避免諧波放大、過(guò)電壓等問(wèn)題的出現(xiàn)。

5 總結(jié)

綜上所述，通過(guò)對(duì)于配電變壓器無(wú)功功率的分析與節(jié)能措施分析，發(fā)現(xiàn)對(duì)其降低能耗的處理，不僅可以保護(hù)生態(tài)環(huán)境，同時(shí)也有效的促進(jìn)了我國(guó)電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益發(fā)展。對(duì)此，充分的迎合我國(guó)可持續(xù)、節(jié)能、環(huán)保的發(fā)展要求，加強(qiáng)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的電壓無(wú)功控制，以及無(wú)功補(bǔ)償方式的采用，有效的降低功率損耗、提高電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量、保證電網(wǎng)電壓的平穩(wěn)是非常有必要的。

[1]許寧.配電變壓器無(wú)功功率的分析與節(jié)能措施[J].能源與節(jié)能，2011，05：30～32+57.

[2]宋桂江.配電變壓器無(wú)功功率的分析與節(jié)能措施[J].中國(guó)設(shè)備工程，2010，04：59～60.

[3]潘海燕.配電變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行技術(shù)研究[D].山東理工大學(xué)，2013.

TM714.3

A

1004-7344（2016）06-0047-01

2016-2-10

高 俠（1979-），男，助理工程師，碩士研究生，主要從事配電運(yùn)維工作。