朱雷，朱秋平

（國網(wǎng)山東省電力公司冠縣供電公司，山東聊城，252500）

0 引言

社會經(jīng)濟的快速發(fā)展對電力能源供應(yīng)提出了更高要求，在電力生產(chǎn)和供應(yīng)過程中，資源消耗巨大，對電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展造成巨大威脅。變電站主變壓器的運行經(jīng)濟性直接影響著電網(wǎng)經(jīng)濟效益，為解決電力資源的供需矛盾，必須采取有效措施降低電網(wǎng)消耗，特別是主變壓器的消耗。選擇合理的主變壓器運行方式，可以實現(xiàn)經(jīng)濟運行目標(biāo)，在為社會經(jīng)濟發(fā)展提供穩(wěn)定支持的同時，將各項不必要的能耗降至最低。因此，有必要對變電站的主變壓器經(jīng)濟運行方式進行研究。

1 變電站主變壓器運行特點

1.1 變電站主變壓器工作原理

主變壓器是變電站中的關(guān)鍵設(shè)備，以電磁感應(yīng)原理為基礎(chǔ)，實現(xiàn)電能到負載之間的轉(zhuǎn)化和傳遞。主變壓器的工作流程可分為兩大部分，在前一階段，主變壓器的一次繞組連接交流電源，交變電流流過繞組，會在繞組內(nèi)形成磁通，鐵芯在磁通作用下產(chǎn)生交變磁通，即通過一次繞組完成電能到磁能的轉(zhuǎn)化。在后一階段，繞組在電磁感應(yīng)的作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，原、副邊繞組會出現(xiàn)電流過載，在此過程中，磁能在此轉(zhuǎn)化為電能，并能夠被安全使用。

1.2 變電站主變壓器的負載損耗關(guān)系

在變電站中，主變壓器的有功功耗主要由變壓器空載損耗和變壓器負載損耗構(gòu)成。主變壓器的空載損耗與其負載變化沒有關(guān)系，由變壓器鐵芯決定。主變壓器的負載損耗則受變壓器繞組的銅線圈影響。因此，實際影響變壓器負載損耗的因素是銅線圈損耗，當(dāng)符合出現(xiàn)變化時，變壓器繞組的銅線圈就會出現(xiàn)損耗，控制變壓器負載損耗的關(guān)鍵就是對銅線圈損耗的控制?？梢酝ㄟ^合理選擇主變壓器運行方式來實現(xiàn)這一目的，使用合適的變壓器材料確保變壓器的穩(wěn)定、經(jīng)濟運行。

1.3 某變電站主變壓器的主要參數(shù)

關(guān)于變電站主變壓器損耗的技術(shù)參數(shù)主要是指有功功耗和無功功耗。以某變電站為例，該變電站的電網(wǎng)負荷主要隨季節(jié)變化，在夏季用電高峰期間，電網(wǎng)負荷量過高，單臺主變壓器已經(jīng)無法滿足供電需求，但是在用電低估期，變電站負荷還未達到單臺主變壓器的容量。該變電站目前采用兩臺雙繞組主變壓器，變壓器的主要參數(shù)如下：（1）1#變壓器視在功率為5000kVA，空載損耗為4.86kW，額定負載損耗為35.37kW；（2）2#變壓器視在功率為5000kVA，空載損耗為5.687kW，額定負載損耗為29.86kW。

2 變電站主變壓器的經(jīng)濟運行制約因素

頻繁切換還會給主變壓器運行帶來安全隱患。但由于電網(wǎng)峰谷負荷差異較大，需要通過變壓器切換滿足供電需求。因此，會產(chǎn)生較高的能耗，而且容易縮短設(shè)備壽命，與經(jīng)濟運行要求不符。

3 提高變電站主變壓器運行經(jīng)濟性的建議對策

3.1 合理選擇變壓器的型號及參數(shù)

合理選擇主變壓器型號及技術(shù)參數(shù)是提高變壓器運行經(jīng)濟性的基本保障。在選擇變壓器型號時，要對變壓器容量和變電站的實際運行需求進行分析，計算變壓器容量能否滿足正常供電的電壓要求。根據(jù)實際運行情況確定投入變壓器的數(shù)量，并在使用過程中，對變壓器工作效率進行有效控制，從而達到降低運行能耗的目的。合理選擇變壓器型號，可以在提高運行效率的同時，減少不必要的能耗，提高變壓器運行經(jīng)濟性。在此基礎(chǔ)上，對變壓器技術(shù)參數(shù)進行合理確定，避免變壓器因處于超負荷運行狀態(tài)影響使用壽命和供電穩(wěn)定性。在確定運行參數(shù)時，還要確保變壓器能夠滿足并列條件。一般變壓器裝置容量比應(yīng)控制在3:1范圍內(nèi)，從而使變壓器保持低能耗運行狀態(tài)。

3.2 并行狀態(tài)下的經(jīng)濟運行方式

變電站在高復(fù)合運行狀態(tài)下，需要將多個變壓器在同一系統(tǒng)內(nèi)并行運行。由于變壓器的型號、技術(shù)參數(shù)等多存在差異，容易導(dǎo)致部分變壓器處于高能耗運行狀態(tài)。因此，要對變壓器的并行運行方式進行合理設(shè)計，對其進行運行經(jīng)濟性分析，根據(jù)實際變電站運行情況，對不同狀態(tài)下變壓器運載情況和功率損耗情況進行具體分析，通過詳細的數(shù)據(jù)計算確定運行方式。比如在上述變電站中，設(shè)置有兩臺主變壓器。可以根據(jù)變壓器參數(shù)計算出臨界負載功率，以綜合功率最小為原則，合理設(shè)置經(jīng)濟運行方式。兩臺變壓器單獨原型的臨界負載功率和并列運行臨界負載功率分別為2334kVA和2406kVA，經(jīng)計算可以得出，負載功率在1937kVA以內(nèi)，采用1#變壓器單獨運行方式經(jīng)濟性較高，負載功率在1937~2406kVA之間，采用2#變壓器單獨運行方式經(jīng)濟性較高，若負載高于2406kVA，則采用并行方式經(jīng)濟性較高。

3.3 時段控制方式

對變電站主變壓器運行情況的調(diào)節(jié)實際是根據(jù)具體狀態(tài)下電網(wǎng)負荷參數(shù)，快速切換電壓，確保電壓能夠滿足用戶用電需求。這也導(dǎo)致變電站主變壓器在平時的運行過程中需要進行頻繁的切換操作，不僅會產(chǎn)生較大的電能消耗，還會影響變壓器的使用壽命。針對這一情況，可采用分時段控制的方法，首先對變電站日負荷變化情況進行記錄和分析，繪制日負荷變化曲線，反應(yīng)變壓器運行的實際需求。根據(jù)日負荷變化曲線，制定不同時段間的變壓器運行參數(shù)控制對策。在用電高峰時段，可采用備用變壓器分擔(dān)運行負荷，在負荷時段，則將變壓器及時撤除，避免出現(xiàn)電能浪費。

3.4 降低變壓器運行能耗

變電站主變壓器的經(jīng)濟運行指標(biāo)是衡量器是否處于經(jīng)濟運行狀態(tài)的關(guān)鍵指標(biāo)，主要有變電站的變壓器工況站總工況比例決定。在合理制定變壓器運行控制策略，做好變壓器切換控制的基礎(chǔ)上，還要充分考慮變壓器自身耗能的影響，采取無功補償措施、優(yōu)化電力線路、更換變壓器硬件等方式，降低變壓器自身的運行能耗，從而達到經(jīng)濟運行的目的。隨著現(xiàn)代科技的快速發(fā)展，變壓技術(shù)日新月異，變電站只有及時引進新的技術(shù)設(shè)備，才能不斷提高變壓器運行的經(jīng)濟性。

4 結(jié)束語

主變壓器是變電站中的關(guān)鍵設(shè)備，其運行經(jīng)濟性對整個電力系統(tǒng)的運行經(jīng)濟效益有重要影響。通過對主變壓器的運行特點和經(jīng)濟運行的制約因素進行分析，可以找到變壓器能耗的主要產(chǎn)生原因，從而為變壓器運行控制提供依據(jù)。在此基礎(chǔ)上，合理選擇變壓器型號和運行參數(shù)，采用并行運行方式和分時段控制方式，可以有效境地變壓器運行能耗，提高變電站運行經(jīng)濟效益及社會效益。

[1]鄭俊新,席慶勇.合理選擇變電站主變壓器經(jīng)濟運行方式的必要性[J].電子制作,2015,(05):274.

[2]印章芹.變電站變壓器經(jīng)濟運行方式的探討[J].科技信息,2013,(22):116-117.