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[摘 要]
本文对几种变压器节电措施在我厂的应用进行了阐述,并根据实际应用中得到的数据对四种节电措施进行了对比分析，提出了电厂变压器节电措施的最优方法。
[关键词] 变压器 负载 电容器
1 前言
随着科技的发展、社会的进步，作为一个企业搞好节能降耗，挖掘内部潜力，减少成本上升支出，则显得尤为重要。我厂是一个热电联产型的国有大型二档企业，变压器作为主要辅助生产设备在实际运行当中必不可少，但由于接线及运行方式不同，其损耗也不同，运行方式不当，则会浪费大量的电力资源。在现有条件下如何提高变压器的运行效率，降低其自身及相应负载的损耗，使厂用电率下降，以达到增产节约的目的，是一个急需解决的问题。
2 几种变压器的节电措施
我厂现有变压器六台，型号均为SL7系列。#0、#1厂变的容量为1000kVA，#2、#3、#4、#5厂变的容量为8000kVA。现结合实际情况介绍几种变压器的节能措施。
2．1 调整变压器运行的最高效率
变压器内部联网的损耗有铁损和铜损两部分，在电源电压一定时，变压器的铁损基本是一个恒定值，与负载电流的大小和性质无关，而变压器的铜损则是由负载电流的大小所决定的。
变压器额定负载时的铜损： Pd=I2NR
其中：I2N——变压器副线圈额定电流；
R——等效电阻，R=R1/K2+R2。
变压器输出功率P2与输入功率P1之比的百分数为变压器的效率；
η=P2/P1×100%=P2/（P2+Pd+P0）×100%
在负载功率因数cosθ2为一定值时，变压器效率与负载系数的函数关系为C=f(kfz)即效率曲线如图所示。
图1 变压器效率与负载系数的函数关系
产生最大效率的负载系数由微分法dη/dKfz=0求得，效率最高时，即KfzPd=P0。从负载曲线上可以看出，效率最高时，负载系数Kfz约为0.5~0.6。经计算，我厂最佳平均负荷见表1：
表1 变压器最大平均负荷
变压器容量（kVA）
变压器负载（kVA）
800
462-555
1000
474-569
经计算得知，我厂#0、#1厂变压器，其自身运行效率最高时，所带负载应为474-569 kVA之间，因此在实际运行中，应考虑将负载调整在474-569 kVA之内。
现我厂I、II段低压室平均负载在550-580 kVA之间，III、IV、V段低压室内平均在205-350 kVA之间，由此可得出，#1、#2厂变压器当I、II段运行时，厂变基本上在最佳效率曲线范围内运行，当III、IV、V段运行时，在系统稳定的情况下，可用#0备变带其中两段运行，特别是在每年4-12月负荷低峰期。当III、IV、V段其中一段运行时，可将给水泵、双电源动力盘等可调整变压器负荷的设备合理搭配，使变压器运行在最佳效率状态。
2.2 合理的变压器运行方式
我厂厂用变压器，一台备用，五台运行。由于设计上负载的分配不合理，运行方式的调整不及时，锅炉的停运与投运和变压器的停运与投运不能合理匹配，结果造成不必要的浪费。变压器空载损耗和负载损耗见表2。
表2 变压器空载和短路损耗参数
变压器容量（kVA）
空载损耗P0
短路损耗PK
800
1.5
9.3
1000
3.25
13.70
由表中可以计算出，由于负荷分配不合理，运行方式调整不及时，在负荷低峰期，多运行的两台厂变可多耗电8.7万千瓦时，因此，在现有布线结构情况下，根据设备自身的实际情况，合理调整运行方式及对可调整负载合理进行搭配，力争锅炉运行台数与厂变运行台数相符，并在最高效率状态下运行。
2．3 增加无功补偿
厂用变压器高压侧就地并入适当容量的电容器，这样可抵消变压器自身的激磁电流（即电感电流），使总的无功电流减少，从而变压器的自身损耗也减少了。
变压器空载无功损耗如下：
△Q0=SEI0%/100（kVA）
式中：I%——变压器空载电流占额定电流的百分值（查产品目录手册可知）：
SE——额定容量kVA
选多大的电容器，即为△QC=△Q0，同样可得电容器的容量，我厂SL7-800的变压器：
I0%=2.5
△QC=△Q0-800×25/100=20 （kVA）
我厂的SL7-1000的变压器：I0%=2.5
△QC=20（kVA）
2．4 调整变压器分接头，适当降低电压，达到节能的目的
电压合格率=1-本次电压高的用电时间+低的用电时间×100%。从我厂近几年运行日志中可以看出，所有电气设备基本达不到满载状态，而系统电压在每年10月到次年4月之间基本上维持在10.2-10.6 kV之间，有时夜间更高，我厂#0~#5厂变高压侧均带有三档无载调压分接开关。
异步电动机的转差率：S=（n1+n）/n1 （1）
电机定子电势E1：U1=4.44f1w1φmkw1 (2)
转子电势：E2s=S4.44f2w2φmkw2=s444f1w2φmkw2=SE2 (3)
由式（3）可以看出，任一转差时的转子绕组相电势大小和转差率成正比，因此，在电机达不到满载的情况下，通过降低电压来增大电机的转差率，从而使电机运行功率下降，效率提高，特别是针对我厂的风机及水泵，当电压下降后，可以用调节风门、阀门的开度来达到节能的目的。所以，我们可以根据每年系统电压的周期性变化，调节厂用变压器的分接开关，从而达到节能的目的。
3 结束语
对变压器节电措施在我厂的应用及对比分析表明，以上四种方法在理论和实践上都是可行的，其中调整运行方式及分接开关比较方便，不需增加投资，且节能效果非常明显。增加无功补偿有一定的效果，但需要投资购买无功补偿装置，同时增加了工作量，故建议采用一、二、四这三种办法来调节厂变运行，以达到节能的目的
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