摘要：變壓器在整個國計民生中是一種應用極廣的耗能設備。變壓器是電力生產(chǎn)過程中的主要電器。變壓器在變壓和傳遞電功率時，其自身要產(chǎn)生有功功率損失和無功功率消耗。由于變壓器臺數(shù)多、總?cè)萘看?，所以在發(fā)、供、用電過程中變壓器總的電能損失約占整個電力系統(tǒng)損失的30%左右。因此，全面開展變壓器經(jīng)濟運行是實現(xiàn)電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行的重要環(huán)節(jié)。
關鍵詞：變壓器 經(jīng)濟運行

　　1. 緒論
　　變壓器經(jīng)濟運行是指在傳輸電量相同的條件下，通過擇優(yōu)選取最佳運行方式和調(diào)整負載，使變壓器電能損失最低。換言之，經(jīng)濟運行就是充分發(fā)揮變壓器效能，合理地選擇運行方式，從而降低用電單耗。所以，變壓器經(jīng)濟運行無需投資，只要加強供、用電科學管理，即可達到節(jié)電和提高功率因數(shù)的目的。
　　2. 概述
　　2. 1變壓器的技術(shù)參數(shù)
　　2. 1. 1空載電流
　　 空載電流的作用是建立工作磁場，又稱勵磁電流。當變壓器二次側(cè)開路，在一次側(cè)加電壓U1e時，一次側(cè)要產(chǎn)生電流Io---空載電流。通常Zm» Z1，則Z1可以忽略。
　　 Io=U1e/（Z1+Zm） （2-1）
　　 Z1---變壓器一次阻抗
　　 Zm---變壓器激磁阻抗
　　2. 1. 2空載損失
　　由于勵磁電流在變壓器鐵芯產(chǎn)生的交變磁通要引起渦流損失和磁滯損失。渦流損失是鐵芯中的感應電流引起的熱損失，其大小與鐵芯的電阻成反比。磁滯損失是由于鐵芯中的磁疇在交變磁場的作用下做周期性的旋轉(zhuǎn)引起的鐵芯發(fā)熱，其損失大小由磁滯回線決定。
　　2. 1. 3短路電壓（短路阻抗）
　　短路電壓是指在進行短路試驗時，當繞組中的電流達到額定值，則加在一次側(cè)的電壓。
　　uk%=Uk/U1e *100% （2-2）
　　從運行性能考慮，要求變壓器的阻抗電壓小一些，即變壓器總的漏阻抗電壓小一些，使二次側(cè)電壓波動受負載變化影響小些；但從限制變壓器短路電流的角度，阻抗電壓應大一些。
　　2. 1. 4短路損失
　　短路損失Pk是變壓器在額定負載條件下其一次側(cè)產(chǎn)生的功率損失（亦銅損）。變壓器繞組中的功率損失和繞組的溫度有關，變壓器銘牌規(guī)定的Pk值，指繞組溫度為75℃時額定負載產(chǎn)生的功率損失。
　　2. 2變壓器存在經(jīng)濟運行的因素
　　2. 2. 1變壓器間技術(shù)參數(shù)存在差異
　　每臺變壓器都存在有功功率的空載損失和短路損失，及無功功率的空載消耗和額定負載消耗。因變壓器的容量、電壓等級、鐵芯材質(zhì)不同，所以上述參數(shù)各不相同。因此變壓器經(jīng)濟運行就是選擇參數(shù)好的變壓器和最佳組合參數(shù)的變壓器的運行方式運行。
　　2. 2. 2變壓器有功功率損失和損失率的負載特性
　　 變壓器功率損失ΔP（千瓦）、效率η（%）和損失率ΔP%（%）的計算公式：
　　 ΔP=Po+2Pk （2-3）
　　 η=P2/ P1= Secosφ/(Secosφ+Po+2Pk)*100 （2-4）
　　 ΔP%=ΔP/P1*100% =( Po+2Pk)/(Secosφ+Po+2Pk)*100% （2-5）
　　 =I2/I2e= P2/Secosφ （2-6）
　　P1---變壓器電源側(cè)輸入的功率
　　 P2---變壓器負載側(cè)輸出的功率
　　 cosφ---負載功率因數(shù)
　　 ---負載系數(shù)
　　 I2---變壓器二次側(cè)負載電流
　　 I2e---變壓器二次側(cè)額定電流
　　
　　 由上圖可知變壓器損失率ΔP%是變壓器負載系數(shù)的二次函數(shù)，ΔP%先隨著的增大而下降，當負載系數(shù)等于
　　 jp=（Po / Pk）1/2 （2-7）
　　時即銅損等于鐵損。然后ΔP%又隨著增大而上升。jp是最小損失率ΔP%的負載系數(shù)，稱為有功經(jīng)濟負載系數(shù)。所以，當固定變壓器運行時，可通過調(diào)整負荷來降低ΔP%。
　　2. 2. 3變壓器無功功率消耗和消耗率的負載特性
　　變壓器無功功率消耗ΔQ的基本公式為：
　　ΔQ=Q0+ 2Qk （2-8）
　　 為衡量變壓器傳輸單位有功功率時消耗的無功功率，便提出無功消耗率的公式：
　　ΔQ%=ΔQ/ Q1*100% （2-9）
　　2. 3變壓器無功功率的經(jīng)濟運行
　　由于變壓器的變壓過程是借助于電磁感應完成的。因此，變壓器是一個感性的無功負載。在變壓器傳輸功率時其無功損耗遠大于有功損失。因此，在分析變壓器經(jīng)濟運行時，無功消耗和有功損失都要最小。
　　在額定負載條件下，變壓器的無功功率消耗和有功功率損失之比為：
　　Kxr=ΔQe/ΔPe=(Q0+Qk)/(P0+Pk) （2-10）
　　Kxr=[（I0+Ie）2 Xm+Xk]/ [（I0+Ie）2 rm+rk] （2-11）
　　Kxr ---阻抗比
　　ΔQe、ΔPe ---變壓器自身無功消耗和有功損失
　　Xm 、rm ---變壓器勵磁回路感抗和電阻
　　Xk ---變壓器額定負載下的漏磁感抗和
　　rk ---變壓器短路電阻
　　Kxr變壓器總的電抗和總的電阻之比，其值大小代表變壓器感性強度。阻抗比和變壓器的容量有關，容量在560~7500KVA之間，Kxr≈5~10。
　　變壓器空載功率因數(shù)公式為：
　　cosΦ0=P0/S0 （2-12）
　　由于變壓器是個感性負載，其空載功率因數(shù)很低，一般變化范圍為cosΦ0=0.05~0.2。變壓器容量越大，cosΦ0越小。