电力变压器经济运行区的确定方法

电⼒变压器经济运⾏区的确定⽅法

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＝ΔPozβ2ΔPdz，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＝ΔPozβ2ΔPdz÷βSecosφ2ΔPozβ2ΔPdz(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＝ΔPozΔPdz÷SecosφeΔPozΔPdz(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＝ΔPozβj22ΔPdz÷βj2Secosφ2ΔPozβj22ΔPdz(3)因为ΔPj2＝ΔPe，所以可得下列关系式：

ΔPozΔPdz÷SecosφeΔPozΔPdz＝ΔPozβj22ΔPdzβj2Secosφ2ΔPozβj22ΔPdz(4)

在上式中Secosφe》ΔPozΔPdz，βj2Secosφ2》ΔPozβ2j2ΔPdz，故分母中的ΔPozΔPdz和ΔPozβ2j2ΔPdz可以略去不计，⼜因Secosφe≈Secosφ2，所以式(4)可简化为：ΔPozΔPdz＝ΔPozβj22ΔPdz÷βj2由上式可解得：

βj2＝ΔPoz÷ΔP dz＝βz2(5)

结论：经济运⾏区的上限βj1＝1；经济运⾏区的下限βj2＝βz2。2单台变压器经济运⾏区优选运⾏段的确定

变压器经济运⾏区包括了变压器额定负载在内的较⼤负载范围，在这个范围的边缘(如接近βj1，βj2的负载系数)，其损耗率与最低损耗率相⽐仍较⾼，有必要在经济运⾏区内确定优选运⾏段。

确定优先运⾏段的⽬的，是为了保证在此负载范围内，变压器的综合功率损耗率⽐最低综合功率损耗率增加会⼩于10，从⽽实现⾼效降损的⽬标。

经过论证分析，根据国标《GB/T13462-92⼯矿企业电⼒变压器经济运⾏导则》，对变压器最佳经济运⾏区的上限负载率定为βz1＝0.75。

根据变压器综合功率损耗率特性曲线，可以找到与βz1＝0.75时的对应点βz2，βz2即为最佳经济运⾏区的下限值，如图2所⽰。

由图2可知，变压器分别在βz1与βz2运⾏时，其综合功率损耗率是相等的，所以可得如下关系式：ΔPoz(0.75)2ΔPdz÷0.75Secosφ2ΔPoz(0.75)2ΔPdz＝ΔPozβz22ΔPdzβz2Secosφ2ΔPozβz22ΔPdz

经化简后可解得：

βz2＝2ΔPoz÷1.5ΔPdz＝1.333βz2(6)

结论：最佳经济运⾏区的上限βz1＝0.75；最佳经济运⾏区的下限βz2＝1.333βz2。综上所述，以变压器的实际综合功率负载系数β为据，可将变压器运⾏区域分为三类：①最佳经济运⾏区：1.333βz2＝βz2≤β≤βz1＝0.75；

②经济运⾏区：βz1＝0.75＜β≤βj1＝1及β2z＝βj2≤β≤βz2＝1.333βz2；③⾮经济运⾏区：0≤β≤βz2。

所谓变压器负载率是特指负载最⼤时对应的负载率，⽽不是指随负载变化⽽变化的变压器实际负载率。所谓经济负载率是指负载最⼤时、能使变压器有功损耗率最低、即效率最⾼所对应的变压器负载率。⼀般变压器满载铜损与铁损之⽐等于3时，⽽负载率57.7%其效率最⾼，因此负载率维持在50~65%之间运转最为理想。

为了安全⽣产, 减少电能损耗, 合理⽀付电费, 降低设备投资, 正确选⽤变压器台数、容量,采取合理的运⾏⽅式和不断地调整⽤电负荷, 是⽤电企业共同关⼼的问题。但是在实际⼯作中, ⼈们往往出现⼀些⽚⾯的观念和看法, 有的认为变压器的负载率均应在0．7～0．8 时效率最⾼, 同时为了少付电费和减少设备投资, 经常选⽤⼩容量变压器。两台变压器本应并联运⾏, 却只投⼊⼀台另⼀台备⽤, 本应⽤⼤变压器负荷却仍⽤⼩变压器带,从⽽出现超载运⾏状态, 影响变压器使⽤寿命。也有的⼈⽚⾯选⽤⼤变压器, 追求最佳负载率, 这样的观点, 会造成浪费能源或增⼤投资。

当变压器的铜损等于铁损时, 或者说固定损耗等于可变损耗时, 变压器的损耗最⼩, 效率最⾼。这时的负载率为最佳负载率。

我国70 年代以后⽣产的变压器βjp 在0．4～0．55 之间, 近年来低损耗变压器的βjp 为0．45 左右。低损耗变压器⽐70～80 年代⽣产的变压器损耗平均降低25 %左右, 若从节能观点上出发, 应尽量使变压器负载率在接近最佳负载率的情况下运⾏为好。

摘要：变压器在整个国计民⽣中是⼀种应⽤极⼴的耗能设备。变压器是电⼒⽣产过程中的主要电器。变压器在变压和传递电功率时，其

⾃⾝要产⽣有功功率损失和⽆功功率消耗。由于变压器台数多、总容量⼤，所以在发、供、⽤电过程中变压器总的电能损失约占整个电

⼒系统损失的30%左右。因此，全⾯开展变压器经济运⾏是实现电⼒系统经济运⾏的重要环节。关键词：变压器经济运⾏1. 绪论

变压器经济运⾏是指在传输电量相同的条件下，通过择优选取最佳运⾏⽅式和调整负载，使变压器电能损失最低。换⾔之，经济运⾏就是充分发挥变压器效能，合理地选择运⾏⽅式，从⽽降低⽤电单耗。所以，变压器经济运⾏⽆需投资，只要加强供、⽤电科学管理，

即可达到节电和提⾼功率因数的⽬的。2. 概述

2. 1变压器的技术参数2. 1. 1空载电流

空载电流的作⽤是建⽴⼯作磁场，⼜称励磁电流。当变压器⼆次侧开路，在⼀次侧加电压U1e时，⼀次侧要产⽣电流I o---空载电流。通常Z m? Z1，则Z1可以忽略。I o=U1e/（Z1+Z m）（2-1）Z1---变压器⼀次阻抗Z m---变压器激磁阻抗2. 1. 2空载损失

由于励磁电流在变压器铁芯产⽣的交变磁通要引起涡流损失和磁滞损失。涡流损失是铁芯中的感应电流引起的热损失，其⼤⼩与铁芯的电阻成反⽐。磁滞损失是由于铁芯中的磁畴在交变磁场的作⽤下做周期性的旋转引起的铁芯发热，其损失⼤⼩由磁滞回线决定。

2. 1. 3短路电压（短路阻抗）

短路电压是指在进⾏短路试验时，当绕组中的电流达到额定值，则加在⼀次侧的电压。u k%=U k/U1e*100%（2-2）

从运⾏性能考虑，要求变压器的阻抗电压⼩⼀些，即变压器总的漏阻抗电压⼩⼀些，使⼆次侧电压波动受负载变化影响⼩些；但从变压器短路电流的⾓度，阻抗电压应⼤⼀些。2. 1. 4短路损失

短路损失P k是变压器在额定负载条件下其⼀次侧产⽣的功率损失（亦铜损）。变压器绕组中的功率损失和绕组的温度有关，变压器铭牌规定的P k值，指绕组温度为75℃时额定负载产⽣的功率损失。2. 2变压器存在经济运⾏的因素2. 2. 1变压器间技术参数存在差异

每台变压器都存在有功功率的空载损失和短路损失，及⽆功功率的空载消耗和额定负载消耗。因变压器的容量、电压等级、铁芯材质不同，所以上述参数各不相同。因此变压器经济运⾏就是选择参数好的变压器和最佳组合参数的变压器的运⾏⽅式运⾏。

2. 2. 2变压器有功功率损失和损失率的负载特性

变压器功率损失ΔP（千⽡）、效率η（%）和损失率ΔP%（%）的计算公式：ΔP=P o+2P k （2-3）

η=P2/ P1= S e c osφ/(S e c osφ+P o+2P k)*100（2-4）

ΔP%=ΔP/P1*100% =( P o+2P k)/(S e cosφ+P o+2P k)*100%（2-5）=I2/I2e= P2/S e cosφ（2-6）P1---变压器电源侧输⼊的功率P2---变压器负载侧输出的功率c osφ---负载功率因数---负载系数

I2---变压器⼆次侧负载电流I2e---变压器⼆次侧额定电流

由上图可知变压器损失率ΔP%是变压器负载系数的⼆次函数，ΔP%先随着的增⼤⽽下降，当负载系数等于=（P o / P k）1/2（2-7）jp

时即铜损等于铁损。然后ΔP%⼜随着增⼤⽽上升。jp是最⼩损失率ΔP%的负载系数，称为有功经济负载系数。所以，当固定变压器运⾏时，可通过调整负荷来降低ΔP%。

2. 2. 3变压器⽆功功率消耗和消耗率的负载特性变压器⽆功功率消耗ΔQ的基本公式为：ΔQ=Q0+ 2Q k （2-8）

为衡量变压器传输单位有功功率时消耗的⽆功功率，便提出⽆功消耗率的公式：ΔQ%=ΔQ/ Q1*100%（2-9）2. 3变压器⽆功功率的经济运⾏

由于变压器的变压过程是借助于电磁感应完成的。因此，变压器是⼀个感性的⽆功负载。在变压器传输功率时其⽆功损耗远⼤于有功损失。因此，在分析变压器经济运⾏时，⽆功消耗和有功损失都要最⼩。在额定负载条件下，变压器的⽆功功率消耗和有功功率损失之⽐为：K xr=ΔQ e/ΔP e=(Q0+Q k)/(P0+P k) （2-10）

K xr=[（I0+I e）2 X m+X k]/ [（I0+I e）2 r m+r k] （2-11）K xr ---阻抗⽐

ΔQ e、ΔP e ---变压器⾃⾝⽆功消耗和有功损失X m、r m ---变压器励磁回路感抗和电阻X k ---变压器额定负载下的漏磁感抗和r k ---变压器短路电阻

K xr变压器总的电抗和总的电阻之⽐，其值⼤⼩代表变压器感性强度。阻抗⽐和变压器的容量有关，容量在560~7500KVA之间，K xr≈5~10。

变压器空载功率因数公式为：c osΦ0=P0/S0（2-12）

由于变压器是个感性负载，其空载功率因数很低，⼀般变化范围为c osΦ0=0.05~0.2。变压器容量越⼤，c osΦ0越⼩。2. 4变压器技术特性优劣的分析和计算

变压器技术特性优劣的分析和计算是分析计算变压器经济运⾏的基础。在有些情况下可以直观的区分变压器技术特性的优劣。但在某些情况下，特别是对容量不同的变压器，其技术特性的优劣要通过判定公式计算后才能计算。2. 4. 1容量相同的变压器技术特性优劣的判定

若有A、B两台容量相同的变压器，其参数为：P AO、P AK、I A0%、U AK%、P BO、P BK、I B0%、U BK%，每台变压器功率损失率计算公式同（2-3）式。当ΔP A=ΔP B时，可解得有功临界负载系数L：=[（P AO– P BO）/（P BK– P AK）]1/2（2–13）L

2. 4. 1. 1 若P AO < P BO及P AK < P BK，在图2-2（a）中⽆交点，在此情况下变压器A明显优于B。

2. 4. 1. 2若P AO < P B O及P AK > P BK，P AO + P BO < P AK +P BK时，解得L >1。ΔP A=f()与ΔP B2=f()交于图2-2（a）中的A点，此时变压器A优于B。此种情况下，只有变压器B满载以后时，变压器B才优于变压器A。在实际运⾏中，L >1时没有实际意义。

2. 4. 1. 3若P AO < P B O及P AK > P BK，P AO + P BO > P AK +P BK，解得L <1。ΔP A=f()与ΔP B3=f()交于图2-2（a）中的B点。在此情况下，当 L时变压器B优于A。

2. 4. 1. 4若P AO = P BO及P AK < P BK，解得L =0。ΔP A=f()与ΔP B5=f()交于图2-2（b）中L =0，此时变压器A优于B。2. 4. 1. 5 若P AO < P BO及P AK = P BK，解得L=∞。在图2-2（b）中ΔP A=f()与ΔP B5=f()两条曲线曲率完全相同，⽆交点，此时变压器A优于B。

2. 4. 1. 6若P AO = P BO及P AK = P BK，解得L =0/0（不定式）。在图2-2（b）中ΔP A=f()与ΔP B6=f()是同⼀条曲线。

我公司新⼚区2#主变P2O=18.45, P2K=88.56；3#主变P3O=18.44，P3K=8.67。P A O< P BO及P AK> P BK，P AO+ P BO

1。属于第⼆种情况。

同理也可推导出按⽆功功率和按综合功率经济运⾏，两台变压器间的临界负载系数LQ和LZ：=[（Q AO– Q B O）/（Q BK–Q AK）]1/2（2–14）L

={[P AO– P BO+ K Q（Q AO–Q BO）]/[P BK– P AK+ K Q（Q BK–Q AK）]}1/2（2–15）L

2. 4. 2 容量不同的变压器技术特性优劣的判定

如果两台变压器的容量S De < S Xe，负载视在功率S，则两台变压器功率损失技术特性的计算公式为：ΔP D=P DO+（S/S De）2 P DK（2–16）ΔP X=P XO+（S/S X e）2 P XK（2–17）

S L=[（P DO–P XO）/（P XK/ S Xe–P DK/ S De）]1/2（2–18）其分析过程与容量相同的变压器特性分析相同，不作具体分析。3. 变电所变压器的经济运⾏

3. 1容量相同、短路电压相同的变压器并列经济运⾏⽅式

容量相同、短路电压相同，也就是说，在多台变压器并列运⾏时，认为负载分配是均匀的、相等的。短路电压相接近的条件是变压器间的短路电压差值ΔU K%应满⾜下式要求：

ΔU K%=（ΔU DK%-ΔU XK%）/ΔU PK%*100%＜5%（3–1）ΔU K%---变压器最⼤短路电压ΔU XK%---变压器最⼩短路电压

ΔU P%---并列运⾏⽅式中全部变压器短路电压的算术平均值

沈⿎集团变电所设置3台主变，容量为5000KVA，其中2#和3#主变并列运⾏供6300KW电机试车。如果试车产品为3200KW及以下电机拖动试车2#和3#主变任意⼀台即可满⾜⽣产要求。2#主变ΔU K2%=5.%，3#主变ΔU K3%=5.52%。根据（3–1）式可得：

ΔU K%=（5.-5.52）/5.56*100%=2.15%＜5%

因此，2#和3#主变满⾜并列运⾏的短路电压差值的要求。

沈⿎集团新⼚区变电所设置3台主变，容量为20000KVA，其中2#和3#主变并列运⾏供30000KW电机试车。2#主变ΔU K2%=8.76%，3#主变ΔU K3%=8.67%。根据（3–1）式可得：ΔU K%=（8.76-8.67）/8.70*100%=0.6%＜5%

因此，2#和3#主变满⾜并列运⾏的短路电压差值的要求。3. 1. 1相同台数并列的运⾏⽅式3. 1. 1. 1两台变压器并列运⾏

两台变压器A、B并列运⾏时，组合技术参数的空载损失和短路损失为两台之和：ΔP0=P A0+P B0 （3–2）ΔP K= P AK+P BK （3–3）

如有A B及CD两种两台变压器并列运⾏，其功率损失计算公式为：ΔP AB=P AB0+ 2P ABK （3–4）

ΔP CD=P C D0+ 2P C DK （3–5）

根据（3–4）、（3–5）式可解得临界负载系数L：=[（P ABO– P CDO）/（P CDK– P ABK）]1/2（3–6）LP

=[（Q ABO– Q CDO）/（Q C DK– Q ABK）]1/2（3–7）LQ

=[（P ABZO– P CDZO）/（P CDZK– P ABZK）]1/2（3–8）LZ

S L=2S e [（P ABO– P CDO）/（P CDK– P ABK）]1/2 （3–9）

如果S L的计算结果为虚数时，选择空载损耗较⼩的运⾏⽅式；如果S L为实数时，当负载⼩于临界负载时，选择空载损耗较⼩的运⾏⽅式，反之选择空载损耗较⼤的运⾏⽅式。3. 1. 1. 2多台变压器并列运⾏

如有N台变压器并列运⾏时，组合技术参数的空载损失和短路损失为各台之和：ΔP NO=ΣP i0 （3–10）ΔP NK=ΣP iK （3–11）

如有甲、⼄两种N台变压器并列运⾏，其功率损失计算公式为：ΔP N甲=ΣP i0甲+ 2ΣP iK甲（3–12）ΔP N⼄=ΣP i0⼄+ 2ΣP iK⼄（3–13）

根据（3–12）、（3–13）式可解得临界负载系数L：=[（ΣP i0甲–ΣP i0⼄）/（ΣP iK⼄–ΣP iK甲）]1/2 （3–14）LP

=[（ΣQ i0甲–ΣQ i0⼄）/（ΣQ iK⼄–ΣQ iK甲）]1/2 （3–15）LP

=[（ΣP iZ0甲–ΣP iZ0⼄）/（ΣP iZK⼄–ΣP iZK甲）]1/2 （3–16）LP

S L=N S e [（ΣP i0甲–ΣP i0⼄）/（ΣP iK⼄–ΣP iK甲）]1/2 （3–17）

如果S L的计算结果为虚数时，选择空载损耗较⼩的运⾏⽅式；如果S L为实数时，当负载⼩于临界负载时，选择空载损耗较⼩的运⾏⽅式，反之选择空载损耗较⼤的运⾏⽅式。3. 2变压器经济运⾏⽅式的经济负载系数

由于变压器各种运⾏⽅式的有功损失和⽆功损失随着负载发⽣⾮线性变化的特性，因此就存在着在某⼀负载系数条件下运⾏，其有功损失和⽆功损失最低的情况，称此负载系数为运⾏⽅式的经济负载系数。3. 2. 1单台变压器运⾏的经济负载系数

3. 2. 1. 1有功经济负载系数jP=（P o / P k）1/2（3-18）3. 2. 1. 2⽆功经济负载系数jQ=（I o %/ U k %）1/2 （3-19）

根据经验可知，随着变压器的容量增⼤，有功损失系数稍微下降，⽽⽆功损失系数则明显下降，特别是当变压器容量增⼤到10000KVA以上时，

jP、jQ下降更加明显。随着变压器耗能参数的改善，经济负载系数jP有较⼤的下降，⽽jQ下降更加明显。所以，由于变压器的

材质不同，容量不同，再加上制造⽔平不同，其经济负载系数jP、jQ存在着很⼤差异。3. 3增设⼩容量变压器的经济运⾏

我公司⽣产主变为5000KVA，进户电源为10KV。⽩天最⼤功率4200KW，22点⾄次⽇凌晨6点平均功率为1300KW。如果增设1600⼩变压器在22点⾄次⽇凌晨6点供电，其⽉基本电费为24000元，⽽节约的电费约为2280元。因此，增设⼩容量变压器没有节约电费，反⽽增加电费。4. 配电变压器的经济运⾏

4. 1变压器“⼤马拉⼩车”的技术分析4. 1. 1 问题的提出

“⼤马拉⼩车”是指变压器长期不合理的轻载运⾏，它使变压器容量得不到充分的利⽤，效率降低。⼈们习惯以变压器的容量利⽤率作为划分“⼤马拉⼩车”的标准。节电措施中规定变压器负荷率⼩于30%即为“⼤马拉⼩车”。节约功率的习惯计算公式为：△P=P DO- P XO（4–1）

这种计算⽅法是不合理的。原因是忽略了负载时的铜损⽽只计其空载的铁损。⼀般情况下⼤容量变压器的铁损⽐⼩容量变压器的⼤，⽽供相同负载时铜损⼩。因此，符合实际的计算应该同时考虑两种因素，其计算公式为：△P=P DO- P XO+ 2D[(P DK-（S De/S Xe）2 P XK)] （4–2）4. 1. 2“⼤马拉⼩车”临界负载系数的确定

“⼤马拉⼩车”负载系数应根据变压器损失率的变化规律确定。按有功损失率确定临界负载系数，其计算公式为：ΔP d%=( P o+2P k)/(S e c osφ+P o+2P k)*100%（4–3）

设“⼤马拉⼩车”有功临界负载系数为L，则有功功率的临界损失率为：ΔP L%=( P o+ L2P k)/( L S e c osφ+ P o+ L2P k)*100%（4–4）临界损失率与最低损失率的关系式为：ΔP L%=K L*ΔP d%（4–5）

K L---为变压器“⼤马拉⼩车”临界有功损失率系数。解得：L=（K L±（K L2-1）1/2）（4–6）

由此可知，只要变压器实际负载系数≤L，则变压器运⾏在“⼤马拉⼩车”区间内。L的⼤⼩与和K L的⼤⼩有关。

K L值选的较⼩，即ΔP L%较⼩，则L增⼤，即增⼤了变压器“⼤马拉⼩车”的范围。反之，K L值选的较⼤，即ΔP L%较⼤，则L减⼩，即减⼩了变压器“⼤马拉⼩车”的范围。但运⾏损失率增⼤，因此选取L时要考虑ΔP L%不能太⼤，⼜要照顾到变压器更换条件不能太多，同时⼜要考虑更换⼩容量变压器后的经济效益。因此，推荐选值为1.5。代⼊式=0.382（4–7）L

4. 2 变压器经济容量的确定

两台容量相近的变压器都能满⾜供电要求，但选择哪台变压器必须进⾏分析计算才能确定。容量较⼤的变压器和容量较⼩的变压器功率损失和负载系数公式为：ΔP D=P o+D2P k （4–8）ΔP X=P o+X2P k （4–9）= D（S De/S Xe）（4–10）X

根据上式可得出临界经济容量的计算公式：

S L=[（P DO- P XO）/（P XK / S Xe2 - P DK / S De2）]1/2 （4–11）

由图4-2可知，临界经济容量的意义是：当按实际负载需⽤变压器的容量S> S L时，则选⽤容量⼤的变压器；反之，S4. 3变压器运⾏⽅式的经济运⾏区4. 3. 1单台变压器的经济运⾏区由于变压器损失率的负载特性是⼀个⾮线性函数，所以，如图4-3中可按损失率的⼤⼩分成三个运⾏区：经济运⾏区，不良运⾏区和最劣运⾏区。运⾏区间临界条件的计算公式是在“⼤马拉⼩车”临界条件的基础上导出的。4. 3. 1. 1根据式（4-6）可知，在⼀般情况下Lj有两个根，即图4-3中A、B两点。所以，当负载系数在Lj2~Lj1内变化时，变压器处在经济运⾏区，损失率是较低的，其变化范围ΔP d%~ΔP Lj%。4. 3. 1. 2根据上图可知，L只有⼀个根，即图中点L。区间L~Lj2及Lj1~1称不良运⾏区。在此区间内变压器损失率是⽐较⼤的，变化范围是ΔP Lj~ΔP LL%，运⾏不经济。4. 3. 1. 3图4-3中0~L是最劣运⾏区，通称过轻载运⾏区间，变压器损失率很⼤，运⾏极不经济。5. 科学管理和变压器经济运⾏5. 1变压器制造和经济运⾏变压器经济运⾏不仅取决于经济运⾏⽅式，同时更取决于变压器的制造⽔平。按变压器经常负载⼤致可以分为四种情况：⼀是经常处于满载或接近满载运⾏的变压器；⼆是经常处于多半载运⾏的变压器；三是经常处于少半载运⾏的变压器；四是经常处于轻载或空载运⾏的变压器。当前制造⼚出⼚的变压器，经济负载率⼤都是40~60%范围，对上⾯的四类负载都不完全适应，特别是对满载或轻载运⾏的变压器损失率是很⼤的。因此，建议⽣产四个类型的变压器，其经济负载率分别为90%、65%、40%、20%。各⽤电单位都能根据变压器的负载情况选择相应的经济负载率的变压器。这样⼀来，各⽤电单位的变压器都能在经济运⾏区运⾏，就可以⼤量节约有功电量和⽆功电量。5. 2变压器更新和经济运⾏设备更新的⽬的不单纯是消除其有形磨损，更是为了消除其⽆形磨损。只有不断更新的途径才能从根本上使设备损耗降低、效率提⾼，改善技术落后状况。更新变压器必然会带来有功电量和⽆功电量的节约。但要增加投资，这⾥也存在⼀个回收年限的问题。变压器不是损坏后才更新，⽽是⽼化到⼀定程度，还要有⼀定剩值时就可以更新。变压器⼚家对各种不同型式、不同容量的变压器的使⽤寿命都有规定，⼀般为20年。使⽤单位按这⼀规定年限提取设备折旧费，并进⾏变压器更新。5. 3技术管理和经济运⾏5. 3. 1减少变压器的降压次数，就减少了变压器的损耗。5. 3. 2在安全条件的允许下，对于变⽐⼩于2的变压器，尽量采⽤⾃耦变压器。⾃耦变压器和同容量的两线圈的变压器相⽐，有功和⽆功损耗要减⼩很多。5. 3. 3不同的功率因数引起的变压器有功和⽆功消耗也不同，即随着功率因数的提⾼，变压器的有功和⽆功消耗都要下降。因此，应尽量提⾼功率因数，降低变压器的⽆功功率。5. 3. 4变压器绕组的电阻随着温度增⾼⽽增⼤。对同⼀台变压器在同⼀负载下，如果温度越低，损耗也越低。因此，应作好变压器散热，降低变压器的温度。6. 结束语如上所述，开展变压器经济运⾏范围很⼴，办法很多，节电效果也很好。6. 1⾸先是充分利⽤现有设备条件，通过详细分析和严密计算，选择技术参数好的变压器和经济运⾏⽅式运⾏6. 2其次通过加强供电的科学管理来实现变压器的经济运⾏。6. 3对不合理的运⾏⽅式，必须⽤新增设变压器实现经济运⾏。所增加的投资，通过节电很快能收回。7. 参考⽂献7. 1变压器经济运⾏天津科学技术出版社7. 2电机及拖动基础机械⼯业出版社利⽤EXCEL绘制变压器经济运⾏曲线来源：农村电⽓化时间：2008-06-30字体：[ ⼤中⼩]投稿从事电⼒调度⼯作，经常会涉及到变压器的并、解列运⾏，为指导变压器运⾏⽅式的调整，准确选择合理、经济的运⾏⽅式，笔者利⽤EXCEL强⼤的计算功能和⽅便、简单、实⽤的绘图功能，绘制了变压器经济运⾏曲线，选择出变压器在不同负荷情况下的经济运⾏区间，达到运⾏⽅式最优化的⽬的，为合理调整电⽹变压器运⾏⽅式起到了指导作⽤。1 变压器经济运⾏的计算⽅法变压器经济运⾏，就是指合理调整变压器的运⾏⽅式，使变压器损耗率最⼩。其中变压器的空载损耗是不变的，⽽变压器的负载损耗随负荷电流变化⽽变化。变压器损耗和损耗率的计算公式如下：式中ΔP——变压器的总损耗；ΔP铁——变压器的铁损；ΔP铜——变压器的铜损；ΔPe铜——变压器的额定铜损；Ie——变压器的额定电流；α——变压器的损耗率；P——变压器负载。当两台变压器并列运⾏时，由于两台变压器的阻抗电压不同，并列运⾏时，每台变压器的负荷电流与总负荷电流有如下关系：式中I1、I2——两台变压器各⾃的负荷电流；Sn1、Sn2——两台变压器的额定容量；I——两台变压器的总负荷电流；Uk1、Uk2——两台变压器的阻抗电压。按照公式(4)、(5)，可分别计算出两台变压器并列运⾏时每台变压器的负荷电流，将公式(4)、(5)变形可得：按以上公式，即可根据实时的负荷情况计算出两台变压器并列运⾏时的损耗率。2 利⽤EXCEL进⾏变压器损耗率的计算变压器经济运⾏，就是指合理调整变压器的运⾏⽅式，使变压器损耗率最⼩。其中变压器的空载损耗是不变的，⽽变压器的负载损耗随负荷电流变化⽽变化。以集安市农电有限公司所辖清河变电站为例，1号、2号主变参数如图1所⽰。图1 1号、2号主变参数为简化计算，假定变压器⼆次侧电压为额定电压（10.5kV），负载功率因数不变（cos=0.9）。具体操作步骤如下。2.1 步骤1新建⼀个EXCEL⼯作表，可命名为“xx变电站变压器经济运⾏曲线”，在⼯作簿“sheet1”建⽴如下表格，并将变压器参数输⼊。我们将变压器⼆次侧额定电流Ie、Sn/Uk、I分/I总分别计算，另外，由于不同地区负荷功率因数可能会有所不同，将功率因数值单设⼀个单元格，⽅便修改。2.2 步骤2根据公式S=UI，可知I=S/U，由此可计算得出变压器⼆次侧额定电流，⽤⿏标选B8单元格，输⼊公式“=B3/B4/1.732”后回车，选定B9单元格，输⼊公式“=B3/B7”后回车。根据公式(6)、(7)，即可计算出两台变压器并列运⾏时，每台变压器的负荷电流与总负荷电流的分配关系，选定B10单元格，输⼊公式“=B9/($C$9+$B$9)”后回车。特别说明：单元格的引⽤⽅式分“相对引⽤”与“绝对引⽤”，默认情况下，EXCEL的公式都是对单元格的相对引⽤。此处公式分母部分均采⽤单元格绝对引⽤⽅式。现在，对1号主变的Ie、Sn/Uk、I分/I总分别计算完成，为简化输⼊，充分利⽤EXCEL的填充功能来复制计算公式，我们选定B8∶B10区域，将⿏标置于选定区域右下脚，出现“+”时向右拖动⿏标⾄C列，即完成了公式的复制，2号主变的Ie、Sn/Uk、I分/I总计算结果也出来了。2.3 步骤3现在可以根据负荷电流的变化情况计算变压器的损耗率。以最⼩负荷电流10A、电流变化步长30为例，计算变压器损耗率。⾸先计算负荷电流为10A时1号变压器的损耗率，选定B13单元格，根据公式(1)、(2)、(3)输⼊计算公式：“=100*($B$5+$B$6*(A13/$B$8)^2)/(1.732*$B$4*A13*$B$11+$B$5+$B$6*(A13/ $B$8)^2)”后回车，由于在变压器参数固定的情况下，损耗率只随负荷电流变化，所以在对B13单元格的计算公式中对负荷电流采⽤相对引⽤，其他单元格采⽤绝对引⽤⽅式。同样，选择C13单元格，输⼊公式：“=100*($C$5+$B$6*(A13/$B$8)^2)/(1.732*$C$4*A13*$B$11+$C$5+$C$6*(A13/ $C$8)^2)”后回车，得到负荷电流10A时2号变压器的损耗率。根据公式(8)，选择D13单元格，输⼊公式：“=100*($B$5+$C$5+$B$6*($B$10*A13/$B$8)^2+$C$6*($C$10*A13/$C$8)^2)/(1.732*$B$4*A13*$B$11+$B$5+$C$5+$B$6*($B$10*A13/$B$8)^2+$C$6*($C$10*A13 /$C$8)^2)”后回车，即可得出负荷电流为10A时，两台变压器并列运⾏时的损耗率，然后再⽤EXCEL填充功能，选择B13∶D13区域，将B13∶D13单元格的公式复制B14∶D30区域。3 变压器经济运⾏曲线的绘制为了使计算结果直观显⽰在我们⾯前，现利⽤EXCEL图表⼯作向导来绘制变压器经济运⾏曲线，步骤如下：