变压器的经济运行实践

1.单台变压器的经济运行

单台配电变压器在运行中所带实际负载P与额定负载Pe之比，称为变压器的负载率，设不同的负载下，功率因数近似不变，则有

式中　Se——变压器的额定容量，kVA；

cosφ——变压器负载功率因数。

变压器总有功损耗ΔP包括变压器空载损耗ΔP0及变压器负载损耗ΔPK：

变压器功率损失率ΔP％为损失功率ΔP与输入功率之比

功率损失率反映了变压器每传递单位电功率时所要消耗的功率数，包括空载损耗率ΔP0％和负载损耗ΔPK％，其随β的变化而变化，如图5-6所示。显然在功率损失率出现最低值时，变压器运行最经济，此时负载率称为最佳负载率。将上式对β进行微分，并令其为0，即，则得

式中　β0——最佳负载率；

ΔP0——变压器的额定空载损耗；

ΔPK——变压器的额定负载损耗。

可见，变压器在运行中，空载损耗等于负荷载损耗时，运行最经济。

图5-6　损耗曲线

图5-7　变压器的损耗率图

β0为变压器负载系数中的一个点，而运行中变压器的负载是经常变动的，不可能保持在经济负荷“点”运行。因而在实际应用中，把变压器的负载系数划分为经济运行区域、允许运行区域和最劣运行区域，如图5-7所示。

（1）经济运行区域：在经济负荷点β0两侧划定的一个经济运行区β1～β2，β1～β2的范围一般以30％为值。

（2）允许运行区域：βm～β2，βr～β1为允许运行区域，βm为满负荷时的负载系数，βr为对应的功率损耗率。

（3）最劣运行区：0～βr。

变压器的经济负载为

2.两台配电变压器的经济运行(www.xing528.com)

（1）两台同型号、同容量的变压器的经济运行：

式中　ΔP0——任意一台变压器空载损耗，kW；

ΔPK——任意一台变压器短路损耗，kW；

Se——任意一台变压器额定容量，kVA；

S——用电实际负荷，kVA。

其能耗曲线如图5-8所示，两条曲线有一个交点，其所对应的负荷Sj称为临界负荷。

当S<Sj时，只投一台配变最经济；当S>Sj时，两台配变都投最经济。

临界负荷为

（2）两台不同容量，不同型号的配电变压器的经济运行

式中　ΔP0x、ΔP0d——小容量、大容量变压器的空载损耗，kW；

ΔPKx、ΔPKd——小容量、大容量变压器的负载损耗，kW；

Sex、Sed——小容量、大容量变压器的容量，kVA。

图5-8　变压器损耗与负荷关系曲线

图5-9　变压器损耗与负荷关系曲线

其能耗曲线如图5-9所示，三条曲线有两个交点，所对应的临界负荷分别为Sj1、Sj2。

当S<Sj1时，只投小容量的配变最经济；

当Sj1<S<Sj2时，只投大容量的配变最经济；

当S>Sj2时，两台配变都投最经济。