低压配电变压器节能关键技术研究(2)

　　2.2变压器节能运行
　　从大量实际运行经验来看，当配电变压器运行过电压水平达到5%时，其内部铁损将会增加15%，而当变压器过电压水平达到10%运行时，其内部铁损则会增加高达50%以上，且变压器空载电流也会大幅度提升，从而增加配电网的无功损耗总量。所以，配电变压器在实际运行过程中，通过相应设备控制避免其出现过电压运行工况，一方面可以延长变压器使用寿命，另一方面可以降低变压器内部铁损和激磁损耗，保证其高效稳定运行。自动调压器是一种可以自动跟踪配电网输入电压变化（主要由负载波动引起），而保证电压恒定输出的三相自耦变压器，它可以在配电网处于20%波动范围内，对输入电压进行动态实时调节。
　　正常情况下，如果客户提供单一的设备容量也不算大，选择一个以上的变压器，可经济运行，并能提高供电可靠性。当变电站配有两个或两个以上的变压器，变电站的负载的变化导致变电站通常需要进行投入或切除的变压器的操作。满足负荷的电力变压器，应考虑经济运行，所谓的变压器经济运行，即是变压器的功率损失最小的操作模式，其功率损耗最低，运营成本最低。在可满足负荷要求的情况下，可要求暂停使用一个变压器，用以减少维持变压器运行的费用。
　　空载损耗表达式为：
　　短路损耗表达式为：
　　式中：[Kw]-指无功功率的经济当量，其定义为在电力系统中每增加1kvar的无功损耗，所需要消耗的有功功率（kW·h），一般情况下此值取0.07～0.1kW/kvar。
　　在负荷率[β=SSe]时，变压器运行时的功率损耗表达式如下：
　　显然，式（3）中的[ΔPK′]和[ΔPe′]两个变量被认为是从空载功率损耗和短路功率损耗值损失的有功功率和无功功率[3]。
　　当变电站有两台以上不同类型不同容量的变压器，同理可作出在各种运行曲线下变压器的有功损耗，并根据在不同负载的有功功率损耗最低的原则，确定经济运行变压器的方式[4]。
　　配电变压器三相负荷不平衡也是其产生巨大能耗的主要原因，当配电变压器处于三相平衡负荷运行工况条件下，其负载损耗最小；而当变压器处于三相负荷不平衡运行工况下，其总能耗为三相损耗的总和，尤其当变压器运行在最大三相不平衡状态下，其系统损耗就是平衡负荷时损耗的3倍[5]。配电变压器处于三相负荷不平衡运行工况条件下，不仅会增加自身能耗，同时还会增加一次高压侧线路损耗，据大量实际运行经验表明，配电变压器处于最大不平衡运行工况时，其高压线路的电能损耗会增加[6]12.5%。
　　3结语
　　开展分析配电变压器各种损耗的产生机理以及降低损耗的方法，对基于实时数据库的配电网数据进行挖掘，采用信息融合方法分析出系统的经济运行区间和最佳运行区间，来优化控制无触点自动调压器和三相负载平衡，这将有助于配电变压器节能降耗技术，推进节能型变压器实用化进程，在理论和实践中均有重要的研究价值。
　　参考文献
　　[1]石嘉川，刘玉田，钱霞，等.中低压配电网电压优化调整[J].中国电力，2005（1）：27?30.
　　[2]石嘉川，刘玉田.计及分布式发电的配网多目标电压优化控制[J].电力系统自动化，2007（13）：47?50.
　　[3]熊卿，张哲，刘健，等.基于DSP与FPGA的三电平高压变频器控制系统的研制[C]//中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十二届学术会论文文集.南京：河海大学，2006：27?31.
　　[4]熊卿，张哲，尹项根，等.配电变压器与静止无功补偿器一体化技术研究[J].广东电力，2011（8）：1?6.
　　[5]刘健，尹项根，张哲，等.高压大功率三电平逆变器的SPWM数字化技术研究[J].中国电机工程学报，2008（27）：35?42.
　　[6]胡刚，张哲，刘健，等.三电平高压变频调速系统保护原理研究[J].水电能源科学，2007（5）：131?134.