在電力(li)系(xi)統中，為(wei)了(le)使電能傳(chuan)輸(shu)范(fan)圍(wei)及數量提高，變(bian)(bian)壓器得到廣(guang)泛應用。然而，發電、輸(shu)電、配電及用電各環節(jie)構(gou)成的電力(li)系(xi)統一(yi)般需要3～5次的變(bian)(bian)壓過程(cheng)，造成電力(li)系(xi)統中總(zong)的變(bian)(bian)壓器容量遠遠超出發電機的總(zong)容量，從(cong)而產生了(le)嚴重的損耗。如何(he)對變(bian)(bian)壓器運行(xing)方式進行(xing)選擇(ze)和控制(zhi)是實現電力(li)系(xi)統經濟運行(xing)的關鍵，它不僅通過節(jie)約電能帶來可(ke)觀(guan)的經濟效益，而且對國民經濟發展具(ju)有十分(fen)重要的現實意義。

　　是(shi)配(pei)(pei)(pei)電(dian)網中傳輸、分配(pei)(pei)(pei)電(dian)能的(de)(de)重要電(dian)氣設備(bei)，由(you)于數量大(da)、分布面廣(guang)，在運(yun)行(xing)過程中變壓(ya)(ya)器(qi)(qi)自身產生的(de)(de)有功(gong)功(gong)率(lv)損耗(hao)和無功(gong)功(gong)率(lv)消耗(hao)總量占電(dian)能損耗(hao)比(bi)例(li)約30%。因(yin)此(ci)，本文結合(he)配(pei)(pei)(pei)電(dian)變壓(ya)(ya)器(qi)(qi)經(jing)(jing)濟(ji)(ji)運(yun)行(xing)的(de)(de)原理，以及配(pei)(pei)(pei)電(dian)變壓(ya)(ya)器(qi)(qi)經(jing)(jing)濟(ji)(ji)運(yun)行(xing)的(de)(de)幾種不同情況，設計并實現了一種配(pei)(pei)(pei)電(dian)變壓(ya)(ya)器(qi)(qi)經(jing)(jing)濟(ji)(ji)運(yun)行(xing)控制(zhi)系(xi)統，該系(xi)統將配(pei)(pei)(pei)電(dian)變壓(ya)(ya)器(qi)(qi)經(jing)(jing)濟(ji)(ji)運(yun)行(xing)原理與實際(ji)相結合(he)，以降(jiang)低(di)配(pei)(pei)(pei)電(dian)變壓(ya)(ya)器(qi)(qi)的(de)(de)電(dian)能損耗(hao)。

　　一、變壓器的基本結構

　　電力變壓(ya)器(qi)的基(ji)本構成部分有：鐵(tie)心、繞(rao)組、絕緣套管、油箱及其(qi)它(ta)附件等。其(qi)中鐵(tie)心和(he)繞(rao)組是(shi)變壓(ya)器(qi)的主(zhu)要(yao)部件，稱為器(qi)身紅。

　　電力變壓器(qi)的(de)(de)鐵(tie)心(xin)，由磁(ci)導率(lv)很高的(de)(de)硅(gui)鋼(gang)片制(zhi)成，硅(gui)鋼(gang)片有熱軋(ya)和(he)冷(leng)(leng)軋(ya)兩種(zhong)，熱軋(ya)硅(gui)鋼(gang)片由于其磁(ci)性(xing)能差(cha)，因此(ci)電力變壓器(qi)的(de)(de)鐵(tie)心(xin)已(yi)不采用(yong)這種(zhong)材料。冷(leng)(leng)軋(ya)硅(gui)鋼(gang)片又(you)分(fen)為無(wu)取(qu)向(xiang)(xiang)和(he)取(qu)向(xiang)(xiang)兩種(zhong)，其中(zhong)取(qu)向(xiang)(xiang)冷(leng)(leng)車軋(ya)硅(gui)鋼(gang)片有明顯的(de)(de)方向(xiang)(xiang)性(xing)，即沿著(zhu)軋(ya)制(zhi)方向(xiang)(xiang)的(de)(de)磁(ci)性(xing)能好，因此(ci)目前電力變壓器(qi)均(jun)采用(yong)冷(leng)(leng)軋(ya)取(qu)向(xiang)(xiang)硅(gui)鋼(gang)片。

　　繞組(zu)，是由截面為圓形，扁形的鋼，鋁導線繞制而成(cheng)，繞組(zu)的主(zhu)要形式(shi)有層式(shi)和餅式(shi)兩種(zhong)形式(shi)，層式(shi)繞組(zu)的線匝沿其軸向依次排(pai)列(lie)，餅式(shi)繞組(zu)的線匝在幅向形成(cheng)線餅后，再沿軸向排(pai)列(lie)。

　　按變壓器鐵(tie)心(xin)和繞(rao)(rao)組的(de)配(pei)置來分類，可分為心(xin)式(shi)(shi)和殼式(shi)(shi)兩種。心(xin)式(shi)(shi)結(jie)構的(de)特點(dian)(dian)是繞(rao)(rao)組露出(chu)外側(ce)，而鐵(tie)心(xin)在內側(ce)，從繞(rao)(rao)組絕緣上考慮，這(zhe)種結(jie)構適用(yong)于(yu)高電(dian)壓，殼式(shi)(shi)結(jie)構的(de)特點(dian)(dian)是在鐵(tie)心(xin)內側(ce)安放繞(rao)(rao)組，從外側(ce)看得見(jian)鐵(tie)心(xin)，這(zhe)種結(jie)構適用(yong)于(yu)低電(dian)壓大電(dian)流的(de)場合。

　　二、配變經濟運行建模

　　配(pei)電(dian)變(bian)壓(ya)(ya)器(qi)(qi)的技術參(can)數表征了(le)配(pei)電(dian)變(bian)壓(ya)(ya)器(qi)(qi)在運行供電(dian)過程中自身損耗(hao)(hao)的特性：有功(gong)功(gong)率損耗(hao)(hao)和無(wu)功(gong)功(gong)率消耗(hao)(hao)。雙繞組配(pei)電(dian)變(bian)壓(ya)(ya)器(qi)(qi)技術參(can)數包括：空(kong)載電(dian)流I0，空(kong)載損耗(hao)(hao)P0，短路電(dian)壓(ya)(ya)UK及短路損耗(hao)(hao)PK。

　　空載電(dian)流值I0和鐵芯材質、磁路的幾何尺寸(cun)及鐵芯制(zhi)作(zuo)工(gong)藝(yi)等密切相關。

　　I0% =I0/IN

　　式中：I0―空載電(dian)(dian)流，A；In―配(pei)電(dian)(dian)變壓(ya)器(qi)次(ci)側(ce)繞(rao)組的額定電(dian)(dian)流，A。

　　空載損(sun)耗(hao)(hao)P0是在配(pei)電(dian)變壓器接入額定電(dian)壓條(tiao)件下，鐵(tie)芯(xin)內(nei)由勵磁電(dian)流引起磁通(tong)周期性變化(hua)時產生的損(sun)耗(hao)(hao)，也稱鐵(tie)芯(xin)損(sun)耗(hao)(hao)。鐵(tie)耗(hao)(hao)包括(kuo)基本鐵(tie)耗(hao)(hao)和附加鐵(tie)耗(hao)(hao)。

　　短(duan)路電(dian)(dian)(dian)壓(ya)UK是指在二(er)次(ci)(ci)繞(rao)(rao)組(zu)短(duan)路時，在一次(ci)(ci)繞(rao)(rao)組(zu)施加(jia)額定頻(pin)率的(de)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)，當二(er)次(ci)(ci)繞(rao)(rao)組(zu)通過額定電(dian)(dian)(dian)流時，一次(ci)(ci)繞(rao)(rao)組(zu)所施加(jia)的(de)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)UK稱(cheng)為(wei)配電(dian)(dian)(dian)變壓(ya)器的(de)短(duan)路電(dian)(dian)(dian)壓(ya)，又稱(cheng)阻抗電(dian)(dian)(dian)壓(ya)，為(wei)：UK% =UK/UN

　　式中：UN―配電(dian)變(bian)壓器一次側繞組的額定電(dian)壓，kV。

　　配電變壓器銘牌所給定(ding)的短路損耗(hao)Pk值，系指繞組溫度為75 ℃時(shi)額定(ding)負載所產生(sheng)的功(gong)率(lv)損耗(hao)。

　　在進行配電變壓器經(jing)濟運行的分析和計算(suan)時，為了(le)簡化計算(suan)，有(you)功功率損(sun)耗常(chang)近似為：

　　Q0≈S0=I0%×SN×10-2

　　無功(gong)功(gong)率消耗近似(si)記為：

　　QK≈SK=UK% ×SN×10-2

　　綜(zong)合功率損耗(hao)(hao)包括了有(you)功功率損耗(hao)(hao)，它更(geng)具有(you)系統性的(de)特征。綜(zong)合功率經濟運(yun)行更(geng)佳(jia)是(shi)指：既考(kao)(kao)慮(lv)有(you)功電(dian)量節(jie)約，又考(kao)(kao)慮(lv)無功電(dian)量節(jie)約的(de)綜(zong)合更(geng)佳(jia)；既考(kao)(kao)慮(lv)用(yong)戶節(jie)電(dian)又考(kao)(kao)慮(lv)電(dian)網損耗(hao)(hao)降低的(de)系統更(geng)佳(jia)。

　　三、變壓器并列運行的經濟運行分析

　　我(wo)國有相當數量的(de)變(bian)(bian)電所(suo)(suo)，其(qi)變(bian)(bian)壓器(qi)(qi)采用并列運(yun)(yun)行(xing)方式，其(qi)中尤以22OKV，110KV變(bian)(bian)電所(suo)(suo)更(geng)是(shi)如此(ci)。對于(yu)并列運(yun)(yun)行(xing)的(de)變(bian)(bian)壓器(qi)(qi)，其(qi)經濟(ji)運(yun)(yun)行(xing)方式的(de)確定(ding)，主要(yao)是(shi)指所(suo)(suo)有兩(liang)臺及兩(liang)臺以上的(de)變(bian)(bian)壓器(qi)(qi)并列運(yun)(yun)行(xing)，在供(gong)相同負載的(de)條(tiao)件下，優選(xuan)功率損(sun)耗(hao)最小的(de)運(yun)(yun)行(xing)方式。

　　如(ru)變(bian)(bian)配電(dian)所變(bian)(bian)壓(ya)器(qi)(qi)總臺(tai)數(shu)為N，則存在(zai)著（2n-l）種(zhong)組合運(yun)(yun)(yun)行(xing)(xing)方(fang)(fang)式。以(yi)三臺(tai)變(bian)(bian)壓(ya)器(qi)(qi)為例，共存在(zai)七種(zhong)運(yun)(yun)(yun)行(xing)(xing)方(fang)(fang)式，即A，B，C變(bian)(bian)壓(ya)器(qi)(qi)單(dan)臺(tai)運(yun)(yun)(yun)行(xing)(xing)，AB，CB，以(yi)兩(liang)(liang)臺(tai)變(bian)(bian)壓(ya)器(qi)(qi)并(bing)列(lie)(lie)(lie)運(yun)(yun)(yun)行(xing)(xing)以(yi)及(ji)ACB三臺(tai)變(bian)(bian)壓(ya)器(qi)(qi)并(bing)列(lie)(lie)(lie)運(yun)(yun)(yun)行(xing)(xing)"在(zai)這七種(zhong)運(yun)(yun)(yun)行(xing)(xing)方(fang)(fang)式之間，還要經(jing)(jing)過(guo)十五次(ci)(ci)的(de)比較判(pan)(pan)定(ding)(ding)才(cai)能確定(ding)(ding)既(ji)滿足負載的(de)用電(dian)同時(shi)變(bian)(bian)壓(ya)器(qi)(qi)的(de)損耗也(ye)(ye)最小的(de)運(yun)(yun)(yun)行(xing)(xing)方(fang)(fang)式。即單(dan)臺(tai)變(bian)(bian)壓(ya)器(qi)(qi)之間經(jing)(jing)過(guo)三次(ci)(ci)，兩(liang)(liang)臺(tai)并(bing)列(lie)(lie)(lie)方(fang)(fang)式之間經(jing)(jing)過(guo)三次(ci)(ci)，一臺(tai)與兩(liang)(liang)臺(tai)并(bing)列(lie)(lie)(lie)之間經(jing)(jing)過(guo)六(liu)次(ci)(ci)，兩(liang)(liang)臺(tai)并(bing)列(lie)(lie)(lie)與三臺(tai)之間經(jing)(jing)過(guo)三次(ci)(ci)。十五次(ci)(ci)的(de)比較判(pan)(pan)定(ding)(ding)之后才(cai)能確定(ding)(ding)既(ji)滿足負載的(de)用電(dian)同時(shi)變(bian)(bian)壓(ya)器(qi)(qi)的(de)損耗也(ye)(ye)最小的(de)運(yun)(yun)(yun)行(xing)(xing)方(fang)(fang)式。其它臺(tai)數(shu)并(bing)列(lie)(lie)(lie)運(yun)(yun)(yun)行(xing)(xing)以(yi)此類推(tui)。

　　1.變壓器并列(lie)運(yun)行的理想情況是(shi)：

　　，空(kong)載時，并列的各變(bian)壓器二(er)次側之間沒有(you)循環電流，即各變(bian)壓器均為空(kong)載。因為環流不僅會引起(qi)附加損耗(hao)，使變(bian)壓器溫度(du)升高，效率降低，還(huan)會占用設備容量。

　　第二，負(fu)載(zai)(zai)時，各(ge)(ge)變壓(ya)(ya)器所承擔(dan)的(de)(de)(de)負(fu)載(zai)(zai)電流應和(he)它(ta)們(men)的(de)(de)(de)額(e)定容量(liang)(liang)(liang)成正比。容量(liang)(liang)(liang)大的(de)(de)(de)應多(duo)分(fen)擔(dan)負(fu)載(zai)(zai)，容量(liang)(liang)(liang)小(xiao)的(de)(de)(de)應少分(fen)擔(dan)負(fu)載(zai)(zai)，使各(ge)(ge)臺變壓(ya)(ya)器的(de)(de)(de)容量(liang)(liang)(liang)得(de)到充(chong)分(fen)利用。即各(ge)(ge)變壓(ya)(ya)器的(de)(de)(de)負(fu)載(zai)(zai)系數應相同。

　　第(di)三，負(fu)載時各臺(tai)變壓器(qi)負(fu)載側電流應同相位(wei)。即總負(fu)載電流為(wei)各臺(tai)變壓器(qi)負(fu)載電流之和。

　　為了達到以上(shang)理想的(de)并(bing)列(lie)(lie)要求(qiu)，并(bing)列(lie)(lie)運(yun)行(xing)(xing)的(de)各變(bian)(bian)(bian)壓器(qi)必須(xu)滿足下(xia)列(lie)(lie)四種條件，（1）.繞組接線組別(bie)必須(xu)相同；（2）變(bian)(bian)(bian)比(bi)應相等；（3）短路阻抗(kang)應接近（變(bian)(bian)(bian)壓器(qi)運(yun)行(xing)(xing)規程規定(ding)變(bian)(bian)(bian)壓器(qi)并(bing)列(lie)(lie)運(yun)行(xing)(xing)時短路阻抗(kang)之差不超過10%）；（4）容量(liang)不能相差太大（對于(yu)并(bing)列(lie)(lie)運(yun)行(xing)(xing)的(de)變(bian)(bian)(bian)壓器(qi)，其容量(liang)比(bi)不能大于(yu)3：1）。

　　2.并列運行變壓器(qi)的組合技(ji)術參數(shu)

　　N臺變(bian)壓器并列運(yun)行(xing)相當于一臺組(zu)合式變(bian)壓器運(yun)行(xing)，其組(zu)合后的(de)空載損耗(hao)P0N和勵(li)磁(ci)功(gong)率Q0N分(fen)別等于各臺變(bian)壓器空載損耗(hao)和勵(li)磁(ci)功(gong)率之和符合變(bian)壓器經(jing)濟運(yun)行(xing)的(de)要求。