双绕组变压器经济容量的优选

胡景生
（沈阳变压器经济运行研究所，辽宁省 沈阳市 110011）

　　摘　要： 论述电网中双绕组变压器按经济运行选取变压器容量比按变压器容量利用率来选取容量要增大。虽然一次性投资有所增多，但节电效果显著。投资收回期很短，并提高了变压器供电能力和安全供电可靠性，实现变压器安全、优质、经济供电。
　　关键词： 变压器；容量；安全；优质；经济

　　在电网改扩建中对新型变压器容量的选择，不仅应考虑到变压器容量的利用率来满足安全供电的需求，同时更应考虑到变压器运行效率，按经济运行来选取变压器容量来降低变压器的电能损耗。一般来说按变压器经济容量选择比按变压器容量利用率来选取要大一些。按变压器经济容量来选择增大了变压器一次性投资，但是运行中减少变压器的无功消耗和有功损失，也就相应的减少了电容器的投资和节约了变压器的运行费用，由此计算出变压器容量增大所增加投资的回收年限，并计算出企业节电经济效益和节电的社会效益，择优选取变压器经济容量。由于变压器容量的增大，降低了变电所的负载率，提高了供电能力与安全供电可靠性，减少了电压损耗，提高了供电质量。
　　由于35/10kV变电所是配电网的重要组成部分，因此本文将专门论述对35/10kV变电所中双绕组变压器经济容量进行优选的方法。

1 变压器的功率损耗

　　双绕组变压器运行时的有功功率损耗ΔP、无功功率消耗ΔQ与综合功率损耗ΔPZ的计算式为

ΔP＝P0+KT(S/SN)2PK （1）
ΔQ=Q0+KT(S/SN)2QK （2）
ΔPZ=POZ+KT(S/SN)2PKZ（3）

　　式中，P₀为变压器空载的有功功率损耗，kW；P_K为变压器额定负载的有功功率损耗，kW；S_N为变压器的额定容量，kVA；K_T为负载波动损耗系数；S为变压器平均负载视在功率，kVA；Q₀为变压器空载的励磁功率，kvar；Q_K为变压器额定负载的漏磁功率，kvar；P_OZ为变压器空载的综合功率损耗，kW；P_KZ为变压器额定负载的综合功率损耗，kW。
　　变压器空载的综合功率损耗POZ与额定负载的综合功率损耗PKZ的计算式为

 
POZ=(1+KP)PO+KQQ0（4）

PKZ=(1+KP)PK+KQQK（5）

2 不同容量变压器间经济运行方式的临界负载

　　双绕组的小容量变压器X与大容量变压器D间的有功经济运行方式的临界负载、无功经济运行方式的临界负载、综合功率经济运行方式的临界负载的计算式为

3 优选变压器经济容量的节电效果

3.1 优选变压器经济容量的功率节约
大容量双绕组变压器D比小容量变压器X的有功功率节约ΔΔP、无功功率节约ΔΔQ及综合功率节约ΔΔP_Z的计算式为

由大容量变压器比小容量变压器节约的无功功率ΔΔQ，相当于减少电容器介质损耗产生的有功功率ΔΔPC，其计算式为

ΔΔPC=ΔΔQtgα（12）

式中，tgα为电容器的介质损耗角。

3.2 优选变压器经济容量的节电率
大容量双绕组变压器D比小容量变压器X运行的有功节电率（有功损耗下降率）ΔΔP％、无功节电率（无功消耗下降率）ΔΔQ％、综合节电率（综合功率损耗下降率）ΔΔPZ％的计算式为

3.3 优选变压器经济容量的全年电量节约
大容量双绕组变压器D比小容量变压器X运行全年有功电量节约ΔΔA_P,无功电量节约ΔΔA_Q和综合电量节约ΔΔA_Z的计算式为

 
ΔΔA_P＝8760ΔΔP(16)

ΔΔA_Q=8760ΔΔQ(17)

ΔΔA_Z=8760ΔΔPz(18)

4 优选变压器经济容量的经济效益

　　优选双绕组变压器经济容量，是把变压器经济容量比基础容量增大，不仅大量节约电量，并给企业与社会都带来显著的经济效益，而且还提高供电能力和安全供电可靠性及提高供电质量。

4.1 优选经济容量的投资回收期
　　设选择双绕组变压器的基准容量为S_NX，所需的投资为Z_X，按经济容量选取的容量为S_ND的投资为Z_D，则变压器增加的投资ΔZ_B为

ΔZ_B=Z_D-Z_X（19）

　　设变压器经济容量比基准容量节约无功功率ΔΔQ,节约了电容器的投资Zc（元）为

Zc=ΔΔQ·Zcd（20）

式中，Z_cd为单位kvar电容器的价格，元/kvar。
由于变压器经济容量增加的投资有一部分被减少，电容器的投资有所补偿，净增资产ΔZ为

 
ΔZ =ΔZ_B-Z_c（21）

 
　　设变压器经济容量优化选择年节约的综合功率ΔΔA_Z乘以平均电价Jd(元/kWh),则得出年节约电费G_d为

G_d=ΔΔAT·Jd(22)