电力变压器容量选择及节能方法探讨

电力变压器容量选择及节能方法探讨

吴娇妮 ,尹力

陕西延长石油机械装备制造有限公司  陕西省延安市  717403

摘要：在油田企业设计之初，因部分用电设备容量无法确定，加之设计院为了保险一般取设计上限，故建厂初期对电源容量的设计均偏大，造成大部分企业均存在“大马拉小车”资源浪费现象。随着企业高质量发展的要求，企业生产成本居高不下，对节支降耗工作有了更进一步的要求。在油田生产中，变压器是重要的电源设备之一，购进成本高，因容量而产生的基本容量电费也困扰着许多企业，造成用电成本高。因此，从油田企业的长远发展来看，有必要从源头解决变压器容量设计偏大的问题。本文将对降低“大马拉小车”产生损耗的方法进行深入探讨。

关键词：变压器容量；大马拉小车；容量电费

引言

通常，如果变压器在60%负载下运行，则变电单耗最低。变压器满载运行时，变压器单耗略有增加，；轻载运行时，在负载系数约为30%的情况下，变电单耗与满载时相同，而当负载继续降低时，变电单耗将比最低单耗成倍、十几倍甚至几十倍地增大，此时变压器运行极不经济，这就是所谓的“大马拉小车”现象。

1 变压器损耗和年运行费用

1.1变压器的损耗主要有空载损耗、负载损耗、介质损耗和杂散损耗。其中介质损耗和杂散损耗相对较小，可忽略不计。变压器空载损耗主要是铁芯损耗，非晶合金铁芯材料采用快速急冷凝固生产工艺，磁化功率小、电阻率高、涡流损耗小，选择非晶合金铁芯变压器可以大幅度降低变压器的空载损耗及空载电流。

变压器的综合有功损耗：

式中 —变压器额定负载有功损耗，kW；

     —变压器空载损耗，kW；

     —变压器负荷率；

    —无功经济当量，kW/kvar；

    —变压器额定容量，kVA。

1.2 当采用两部电价时，变压器年运行费用为

式中 —变压器年带电小时数，h；

     —变压器年最大负载损耗小时数，h；

     —企业支付的单位容量电费即两部电价中按变压器容量收取的月基本电费，元/kVA。

从上式可以看出，变压器容量选择越大，有功损耗和年运行费用就越高，所以合理选择变压器容量可以有效降低变压器损耗和电费支出。

2 变压器台数和容量选择

合理选择变压器台数和容量，是解决“大马拉小车”问题的根本有效方法。主变压器的台数和容量，应根据地区供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等条件综合考虑。

1.135~110kV主变压器台数和容量选择。在有一、二级负荷的变电站应装设两台主变压器，当技术经济比较合理时，可装设两台以上主变压器。如变电站可由中、低压侧电网取得足够容量的工作电源时，可装设一台主变压器。装有两台机以上主变压器的变电站，当断开一台主变压器时，其余主变压器的容量应满足全部一、二级负荷用电要求。

1.210（6）kV配电变压器台数和容量的选择。变压器容量应根据计算负荷选择，变压器的长期负荷率不宜大于85%。供配电系统中配电变压器宜选择Dyn11联结组别的变压器。当符合下列条件之一时，宜装设两台及以上变压器：①有大量一级或二级负荷；②季节性负荷变化较大；③集中负荷较大。

1.3同型号、同容量的变压器负荷率越高，变压器年综合损耗及运行费用也越高，售电电价越高，年运行费用也越高。也就是在相同容量下选择的变压器容量越大，变压器综合损耗越小，为损耗所支出的运行电费也相应减少，但变压器投资会相应增大，因此应综合考虑，合理选择变压器容量。简单地采用经济负荷率选择变压器的做法是不可取的，特别是按铜损等于铁损得出的所谓经济负荷率是不合理的。这种做法没有考虑售电单价的高低、负荷性质的差别、运行情况的变化、负荷计算的误差等，应于摒弃。

3 多台变压器经济运行的条件

两台或多台主变压器经济运行的条件见下表。

变电所主变压器经济运行的条件

注  —经济运行临界负荷，kVA；

    —变压器额定容量，kVA；

S—变电所实际负荷，kVA；

—变压器空载有功损耗（铁损），kW；

—变压器在空载时的无功损耗，kvar；

—变压器额定负载损耗，kW；

—变压器额定负载时的无功功率，kvar；

—无功经济当量，kW/kvar。

通过合理选择变压器台数和容量，已经很大程度上避免了“大马拉小车”现象，但对于已经存在的变压器容量过大现象，在现实中主要从以下方面进行优化。

当负荷率过低时，在设计有联络电源的用电设备之间，可以通过联络电源，停用一台变压器，以降低损耗。当用电设备只在白天工作，可以将照明负荷集中到一台变压器上，在节假日和夜间的时候停用其他变压器，以降低变压器运行损耗。保证配电变压器的三相平衡是降低变压器损耗的有效措施，若存在负荷三相不平衡则会产生负序电流，从而引起整个配电系统的电压波动，若三相负荷中某相绕组中中负荷电流过大，则会增加该绕组的铜损，从而增大配电变压器的功率损耗。

结束语

综上所述，变压器作为重要的电力设备，在油田中广泛应用。因此，变压器容量选择和节能分析具有重要的研究价值和实际意义。通过变压器选型和经济运行方式选择，不仅可以降低变压器的损耗，而且可以降低企业基本电费支出，符合油田节能降耗的工作要求，有利于油田电力工作的可持续发展。

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