电力变压器是应用极为广泛的电气设备,从发电、供电直到用电,一般需经过约5次变压过程,每次变压都要产生电能损耗。由于变压器台数多,总容量大,所以在电力系统中,变压器的总损耗约占总发电量的8%。因此,对电力变压器经济运行区的研究具有重要意义。
变压器综合功率中的空载损耗为ΔPoz,综合功率中的额定负载损耗ΔPdz,变压器综合功率损耗为ΔPz=ΔPoz β2ΔPdz,其中β为变压器负载率。因变压器实际负载总是在一定范围内变动,不能用某一个量值来评价其运行工况优劣,需要用运行区来评价,现分析如下:
1 单台变压器经济运行区的确定
单台变压器综合功率损耗率ΔPz%,如式(1)所示:
ΔPz%=ΔPoz β2ΔPdz÷βSecosφ2 ΔPoz β2ΔPdz (1)
根据上式可得变压器综合功率损耗率的特性曲线,如图1所示。
由图可见,负载系数β在0≤β≤βz范围内,ΔPz%为递减函数,在βz≤β≤1范围内,ΔPz%是递增函数,但其曲率比递减时小得多(变化比较平稳)。
变压器长期满载运行应视为安全合理的,因此,变压器经济运行区的确定原则应为:变压器在额定负载条件下运行作为经济运行区的上限值,故得出βj1=1的数值。经济运行区的下限对应的损耗率如图1所示,要与额定损耗率相等。而变压器在额定负载时(β=100%),损耗率ΔPe%的计算式为:ΔPe%=ΔPoz ΔPdz÷Secosφe ΔPoz ΔPdz (2)
式中cosφe——变压器额定负载时的功率因数
当变压器负载率为βj2时,其综合功率损耗率ΔPj2%的计算式为:
ΔPj2%=ΔPoz βj22ΔPdz÷βj2Secosφ2 ΔPoz βj22ΔPdz (3)
因为ΔPj2%=ΔPe%,所以可得下列关系式:
ΔPoz ΔPdz÷Secosφe ΔPoz ΔPdz=ΔPoz βj22ΔPdzβj2Secosφ2 ΔPoz βj22ΔPdz (4)
在上式中Secosφe》ΔPoz ΔPdz,βj2Secosφ2》ΔPoz β2j2ΔPdz,故分母中的ΔPoz ΔPdz和ΔPoz β2j2ΔPdz可以略去不计,又因Secosφe≈Secosφ2,所以式(4)可简化为:ΔPoz ΔPdz=ΔPoz βj22ΔPdz÷βj2
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