電力干式變壓器經濟運行區間的研究

電力干式變壓器是一種廣泛使用的電氣設備。從發電到供電到用電，一般需要五個左右的變換過程，每次變換都會產生功率損耗。由于干式變壓器數量多，總容量大，干式變壓器的總損耗約占電力系統總發電量的8%。因此，研究電力干式變壓器的經濟運行區域具有重要意義。

干式變壓器綜合功率中空載損耗為Poz，綜合功率中額定負載損耗為Pdz，干式變壓器綜合功率損耗為Pz=Poz 2Pdz，其中為干式變壓器負載率。由于干式變壓器的實際負荷總是在一定范圍內變化，不可能用某個值來評價其運行工況，而需要用運行區域來評價。分析如下：

1單干式變壓器經濟運行區域的確定

單個干式變壓器的綜合功率損失率為Pz%，如公式(1)所示：

Pz%=Poz 2PdzSecos2 Poz 2Pdz (1)

根據上述公式，可以得到干式變壓器綜合功率損失率的特性曲線，如圖1所示。

從圖中可以看出，Pz%在0z范圍內是遞減函數，Pz%在z1范圍內是遞增函數，但其曲率比遞減時小得多(變化相對穩定)。

干式變壓器長期滿負荷運行應視為安全合理。因此，確定干式變壓器經濟運行區的原則應該是，干式變壓器在額定負荷閾值作為經濟運行區上限的條件下運行，從而得到j1=1的值。經濟運行區下限對應的損失率如圖1所示，應該等于額定損失率。干式變壓器在額定負荷下(=100%)時，損失率Pe%的計算公式為Pe%=Poz PdzSecose Poz Pdz (2)

額定負載下干式變壓器的功率因數

當干式變壓器的負荷率為j2時，其綜合功率損失率Pj2%的計算公式為：

pj2 %=Poz j22Pdz j2sec os2 Poz j22Pdz(3)

因為Pj2%=Pe%，所以可以獲得以下關系：

Poz PdzSeCose Poz Pdz=Poz j22Pdz j2sec os2 Poz j22Pdz(4)

在上面的公式中，“secose”Poz Pdz，J2SE COS2“Poz 2 J2 Pdz，所以分母中的Poz 2j2Pdz和poz2J2 PDZ可以省略，并且因為SecoseSecos2，公式(4)可以簡化為：Poz Pdz=Poz j22Pdzj2

上述公式可求解如下：

j2=PozPdz=z2 (5)

結論：經濟運行面積上限J1=1；經濟運行區的下限j2=z2。

2經濟運行區單臺干式變壓器較佳運行區間的確定

干式變壓器的經濟運行區域包括大負荷范圍，包括干式變壓器的額定負荷。在這個范圍的邊緣(如接近j1和j2的負荷系數)，其損失率仍高于較低損失率，因此需要在經濟運行區確定較優運行斷面。

確定優先運行區段的目的是為了保證在該負荷范圍內，干式變壓器的綜合功率損失率比較低綜合功率損失率提高不到10%，從而達到高效降損的目的。

經論證分析，根據家標準《GB/T13462-92工礦企業電力干式變壓器經濟運行導則》，z1=0.75是干式變壓器較佳經濟運行區域的上限負荷率。 #p#分頁標題#e#

根據干式變壓器的綜合功率損失率特性曲線，可以找到z1=0.75的對應點

Z2和z2是較優經濟運行區間的下限，如圖2所示。

從圖2可以看出，當z1和z2分別運行時，干式變壓器的綜合功率損失率相等，因此可以得到以下關系：

Poz(0.75)2Pdz 0.75 secos 2 Poz(0.75)2Pdz=Poz z22Pdz 2 ecos 2 Poz z22Pdz

經過簡化，可以解決如下問題：

z2=2Poz1.5Pdz=1.333z2 (6)

結論：較佳經濟運行區的上限z1=0.75較優經濟運行區的下限為z2=1.333z2.

綜上所述，根據干式變壓器的實際綜合功率負荷系數，干式變壓器的運行區域可分為三類：

較佳經濟運行區：1.333z2=z2z1=0.75

經濟運行區：z1=0.75j1=1，2z=j2z2=1.333z2

非經濟運行區：0z2。

電力干式變壓器的無勵磁分接開關又稱空載調壓開關，它只能在干式變壓器無勵磁停止運行時改變干式變壓器繞組的有效匝數，從而達到改變干式變壓器的變比和輸出電壓的目的。因此，分接開關觸頭設計容量小，不需要滅弧措施，開關操作僅限于手動就地操作。但由于干式變壓器缺油、開關質量差、維護不一、使用不慎、檔位調整不當等原因，整個干式變壓器都會燒壞。在我們檢修過的干式電力變壓器中。約25%的干式電力變壓器因空載分接開關故障而損壞。

1來源：電子工程世界