电力干式变压器经济运行区间的研究

电力干式变压器是一种广泛使用的电气设备。从发电到供电到用电，一般需要五个左右的变换过程，每次变换都会产生功率损耗。由于干式变压器数量多，总容量大，干式变压器的总损耗约占电力系统总发电量的8%。因此，研究电力干式变压器的经济运行区域具有重要意义。

干式变压器综合功率中空载损耗为Poz，综合功率中额定负载损耗为Pdz，干式变压器综合功率损耗为Pz=Poz 2Pdz，其中为干式变压器负载率。由于干式变压器的实际负荷总是在一定范围内变化，不可能用某个值来评价其运行工况，而需要用运行区域来评价。分析如下：

1单干式变压器经济运行区域的确定

单个干式变压器的综合功率损失率为Pz%，如公式(1)所示：

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

根据上述公式，可以得到干式变压器综合功率损失率的特性曲线，如图1所示。

从图中可以看出，Pz%在0z范围内是递减函数，Pz%在z1范围内是递增函数，但其曲率比递减时小得多(变化相对稳定)。

干式变压器长期满负荷运行应视为安全合理。因此，确定干式变压器经济运行区的原则应该是，干式变压器在额定负荷阈值作为经济运行区上限的条件下运行，从而得到j1=1的值。经济运行区下限对应的损失率如图1所示，应该等于额定损失率。干式变压器在额定负荷下(=100%)时，损失率Pe%的计算公式为Pe%=Poz PdzSecose Poz Pdz (2)

额定负载下干式变压器的功率因数

当干式变压器的负荷率为j2时，其综合功率损失率Pj2%的计算公式为：

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

因为Pj2%=Pe%，所以可以获得以下关系：

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，并且因为SecoseSecos2，公式(4)可以简化为：Poz Pdz=Poz j22Pdzj2

上述公式可求解如下：

j2=PozPdz=z2 (5)

结论：经济运行面积上限J1=1；经济运行区的下限j2=z2。

2经济运行区单台干式变压器较佳运行区间的确定

干式变压器的经济运行区域包括大负荷范围，包括干式变压器的额定负荷。在这个范围的边缘(如接近j1和j2的负荷系数)，其损失率仍高于较低损失率，因此需要在经济运行区确定较优运行断面。

确定优先运行区段的目的是为了保证在该负荷范围内，干式变压器的综合功率损失率比较低综合功率损失率提高不到10%，从而达到高效降损的目的。

经论证分析，根据家标准《GB/T13462-92工矿企业电力干式变压器经济运行导则》，z1=0.75是干式变压器较佳经济运行区域的上限负荷率。 #p#分页标题#e#

根据干式变压器的综合功率损失率特性曲线，可以找到z1=0.75的对应点

Z2和z2是较优经济运行区间的下限，如图2所示。

从图2可以看出，当z1和z2分别运行时，干式变压器的综合功率损失率相等，因此可以得到以下关系：

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

经过简化，可以解决如下问题：

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

结论：较佳经济运行区的上限z1=0.75较优经济运行区的下限为z2=1.333z2.

综上所述，根据干式变压器的实际综合功率负荷系数，干式变压器的运行区域可分为三类：

较佳经济运行区：1.333z2=z2z1=0.75

经济运行区：z1=0.75j1=1，2z=j2z2=1.333z2

非经济运行区：0z2。

电力干式变压器的无励磁分接开关又称空载调压开关，它只能在干式变压器无励磁停止运行时改变干式变压器绕组的有效匝数，从而达到改变干式变压器的变比和输出电压的目的。因此，分接开关触头设计容量小，不需要灭弧措施，开关操作仅限于手动就地操作。但由于干式变压器缺油、开关质量差、维护不一、使用不慎、档位调整不当等原因，整个干式变压器都会烧坏。在我们检修过的干式电力变压器中。约25%的干式电力变压器因空载分接开关故障而损坏。

1来源：电子工程世界