宋桂江

（神华黄骅港务公司装船一部，河北 沧州 061110）

提高负载功率因数是变压器节能运行的有效方法，即使变压器的无功功率从负载侧得到补偿，以降低变压器的无功功率损耗，降低用电费用。

一、变压器无功功率的计算

变压器无功功率ΔQ的计算公式

式中：Q0——变压器空载无功功率，kvar；

QK——变压器额定负载时无功功率，kvar；

Se——变压器额定容量，kV·A；

P2——变压器负载功率，kW；

cosφ2——负载功率因数。

式中：ΔP——变压器有功功率，kW；

P0——变压器空载有功功率；

PK——变压器短路损耗。

实际功率因数cosφ1由下式计算。

某台容量630kV·A的变压器是20世纪80年代出厂的SL7-630/10型节能型变压器。出厂数据为空载损耗P0=1 113W，短路损耗PK=7 901W，空载电流I0%=2%，阻抗电压UK%=4.88%。从上述公式可计算出此变压器在各种状态下的运行情况，见表1至表4。

从表1至表4可见，在任何负载状况下无功功率消耗都远大于有功功率损耗。当负载功率因数在0.7～0.95变化时，由于变压器无功功率的影响，在负载率为20%以下时，实际功率因数cosφ1比负载功率因数cosφ2降低4%～20%；在负载率为50%时降低2.5%；在负载率为85%以上时为2%。

表1 当负载功率为100kW，在不同功率因数时的变压器损耗

表2 当负载功率为300kW，在不同功率因数时的变压器损耗

表3 当负载功率为500kW，在不同功率因数时的变压器损耗

表4 当负载功率因数保持在0.95，在不同负载时的变压器损耗

以上实例进一步证实，通过提高负载功率因数降低变压器的无功功率损耗是行之有效的。

二、对变压器无功功率消耗的节能

供电部门以功率因数调整电费的规定是，根据无功电量与有功电量计算出的实际功率因数，在高于或低于标准时 (一般规定基数为cosφ=0.9)，按照规定的电价计算出当月电费后，再按照表5所规定的百分数增减电费。

无功功率的节能对用户来说，就是尽力提高功率因数，减少无功计量，把实际功率因数保持在0.95，以降低电费。

一般配电变压器为500kV·A以上的用户，配电方式为高供高量，有自己的10kV系统，有功与无功计量是安装在变压器的10kV侧，而无功功率补偿装置安装在变压器低压侧的400V系统中。按无功自动补偿装置性能和运行经验，常认为将负载功率因数保持在0.93～0.95已是补偿到位，往往忽视了对变压器无功功率的补偿。从表1至表4可看出，把负载功率因数cosφ2提高到0.97时，变压器的无功功率放大部分由无功补偿装置供给。在变压器低负载时，还需把负载功率因数cosφ2提高到0.98，才能把实际功率因数cosφ1保持在0.95。

目前无功补偿装置种类较多。神华黄骅港务公司装船一部采用“以无功电度表作采样元件，由PC控制的无功补偿装置”信号源来自反映负载无功总量的三相无功电度表，受控于智能型电脑控制工具，测量精度高，受外界因素影响小，功率因数可保持在0.98～1范围内，达到了理想的补偿效果。原年电费近1 500万元，改进无功自动补偿装置，将原来的负载功率因数提高到0.98后，电费减少1.5%，效果十分明显。

表5 功率因数调整电费表