尹士明

摘 要：平朔矿区变压器损耗要占到总用电量的3%左右，落后于国内同等级电网的变压器损耗，有很大的提升空间。对此，我们依据变压器节能降耗理论，采取了优选变压器的容量、优选变压器的运行方式、优化变压器的负载分配、加速老旧变压器的更新换代等节能降耗措施降低了变压器的总损耗，使矿区变压器损耗降低到总用电量的2%左右，取得了可观的经济效益。

关键词：变压器；节能降耗；应用

中图分类号：TE43 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）21-0171-02

Abstract： The transformer loss in Pingshuo Mining Area accounts for about 3% of the total electricity consumption， which lags behind the transformer loss of the same grade power grid in China， and has a lot of room for improvement. In this regard， according to the theory of energy saving and consumption reduction of transformers， the energy saving and consumption reduction measures such as optimizing the capacity of transformer， the operation mode of transformer， and the load distribution of transformer， as well as accelerating the replacement of old transformer， are adopted to reduce the total loss of transformer. As a result， the loss of transformer in mining area is reduced to about 2% of the total power consumption， and considerable economic benefits are obtained.

Keywords： transformer； energy saving and consumption reduction； application

1 概述

平朔矿区电力系统高峰期负荷约15万千瓦，年耗电量约10亿千瓦时。矿区主电源为110kV高压电源，一般从电源端到用电端要经过2～4次变压，变压器本身要产生可观的损耗。据统计，矿区变压器损耗要占到总用电量的3%左右，落后于国内同等级电网的变压器损耗。如果能运用变压器节能降耗理论来降低变压器损耗，将会产生可观的经济效益。

2 变压器节能降耗的理论依据

2.1 不同容量变压器经济运行的临界负载

如果有两台不同容量的变压器，其小容量变压器与大容量变压器的有功功率负载损耗？驻PS（kW）、？驻PL（kW）的计算公式分别为：

式中P0S、P0L分别表示小、大容量变压器的空载损耗（kW），PkS、PkL分别表示小、大容量变压器的负载损耗（kW），SNS、SNL分别表示小、大容量变压器的额定容量（kVA），S表示变压器的视在负荷（kVA）。

令？驻PS=？驻PL，可得出小、大容量变压器的经济运行临界负载为：

实际负载SSLP时，应大容量变压器运行。

2.2 不同台数变压器并列运行的临界负载

同理也可导出两台容量相同、技术参数不同的变压器在并列运行时，一台运行与两台并列运行间的经济运行临界负载。设单台变压器为A运行，两台变压器为A、B并列运行，其临界负载为：

实际负载SSLP时，应A、B变压器并列运行。

当变压器容量相同、技术参数也相同时，N台与N+1台的经济运行临界负载为：

2.3 变压器的有功经济负载系数

变压器的有功经济负载系数为：

由上式可知，当变压器负载产生的铜耗等于铁耗时，效率最高。

2.4 变压器“大马拉小车”的科学判定式

GB/T 13462-1992《工矿企业电力变压器经济运行导则》给出了变压器“大马拉小车”的科学判定式，即变压器“大马拉小车”的临界负载系数为：

3 变压器节能降耗的现实措施与节能效果

3.1 优选变压器的容量

安太堡露天矿原煤提运系统计划设置两台变压器，运行方式为一用一备，经常负载为7500kVA。备选方案有两种：两台12500kVA变压器（P0S=10.55kW，PkS=56.22kW）、两台20000kVA变压器（P0L=15.14kW，PkL=82.57kW）。根据式（3），可得出小、大容量变压器的经济运行临界负载为SLP=5470kVA，因此综合考虑经济运行及系统扩容可能，宜选用大容量变压器运行。更换后，变压器的空载损耗比原变压器多4.59kW，但负载损耗比原变压器少8.63kW，总损耗比原变压器少4.04kW，全年综合电能节约3.49万度。

安家岭露天矿办公楼计划设置两台变压器，经常负载分别为258kVA、292kVA，两台变压器分列运行。备选方案有两种：两台315kVA变压器（P0S=0.97kW，PkS=5.42kW）、两台630kVA变压器（P0L=1.61kW，PkL=8.96kW）。根据式（3），可得出小、大容量变压器的经济运行临界负载为SLP=142kVA，因此宜选用大容量变压器运行。更换后，两台变压器的空载损耗均比原变压器多0.64kW，但负载损耗分别比原变压器少2.14kW、2.74kW，总损耗比原变压器少3.6kW，全年综合电能节约3.11万度。

3.2 优选变压器的运行方式

安太堡110kV变电站有三台40000kVA变压器（P0S=29.1kW，PkS=143.5kW），经常负载为64000kVA。原有运行方式为两用一备，两台在用变压器负载分别为31000kVA、33000kVA。根据式（5），可得出两台与三台变压器的经济运行临界负载为SLP=44122kVA，因此宜将三台变压器均投入运行，一台分列运行，两台并列运行，负载分别为22000kVA、21000kVA、21000kVA。优选运行方式后，该站变压器的总损耗由183.86kW降低到122.51kW，全年综合电能节约53.74万度。

3.3 优化变压器的负载分配

安家岭露天矿现有四种变压器供坑下设备用电，容量分别为5000kVA、

6300kVA、8000kVA、10000kVA。各种变压器的参数、经济负载系数与临界负载系数如表1、表2所示。负载进行优化分配前，各变压器所带负载不均匀，存在“大马拉小车、小马拉大车”等现象，应当参照各种变压器的经济负载系数与临界负载系数，并结合现场实际情况优化负载分配。

根据表1、表2数据，优化变压器的負载分配后，该露天矿总功率损耗由278.1kW减少为247.1kW，降低31kW，全年综合电能节约26.79万度。

3.4 加速老旧变压器的更新换代

安家岭材料部原有一台S7型800kVA变压器（P0S=2.65kW，PkS=11.98kW），经常负载为535kVA。现更换为一台SBH15型800kVA变压器（P0L=0.34kW，PkL=8.93kW）。更换后，变压器的空载损耗比原变压器少2.31kW，负载损耗比原变压器少1.37kW，总损耗比原变压器少3.68kW，全年综合电能节约3.18万度。

4 结束语

平朔矿区变压器能耗大幅降低，整个系统的经济性有了较大提升，为企业节约了大量电能，对企业和社会都有重要意义。

参考文献：

[1]路文梅，李铁玲.电机学（第一版）[M].北京：中国电力出版社，2004.

[2]中国电力企业联合会科技服务中心.变压器能效与节电技术[M].北京：机械工业出版社，2007.