摘 要：电力变压器故障和异常运行状态对供电系统的可靠性和用户的生产生活产生重要影响。在生产实际中，电量需求随着生产投入加大，需考虑对变压器进行增减容。本文根据工程应用实践并结合高耗能变压器的损耗计算及配电变压器的容量测试方法总结出高耗能变压器减容改造的方法和原则，获得一种高耗能变压器减容的高效、经济改造技术。

关键词：高耗能变压器；损耗计算；变压器容量；减容改造分析

0 引言

据统计每年电力系统中高耗能变压器的总电能损耗占电力系统总发电量的3%～5%[1]。降低损耗、节约电能是供用电企业乃至整个社会关心的重要课题。目前在整个电力系统中，电力变压器的数量惊人，其损耗之大、故障率之高、自动化程度之低、运行维护工作量之大都是亟需解决的问题。对于这些高耗能变压器的改造也势在必行，迫在眉睫。

电力变压器包括电力系统中总降变电所的主变压器和车间变电所或建筑物变电所的配电变压器[2]。在配电网中，主要以35kV和10kV配电变压器为主。针对节能、智能、高效、绿色变压器的研制国家给予高度重视。本文以配电网中的高耗能变压器为研究对象，分析其减容改造技术。

1 高耗能变压器损耗计算[3]

变压器的主要技术参数有空载损耗、短路损耗、空载电流、短路电压，其计算方法如下：

（1）

（2）

（3）

（4）

（5）

式中：I0%为空载电流百分比；I0为空载电流，A；I1N为变压器原边额定电流，A；Ph为磁滞损耗；Pb为涡流损耗；Ps为铁芯引起的涡流损耗；Uk%为空载电压百分比，β为负载系数；ΔP、ΔQ分别为有功无功损耗。

2 配电变压器容量测试方法

配电变压器传统容量测试方法是通过负载和空载实验的仪表测试法进行，来判定变压器实际容量是否与铭牌容量相符。以大容量350MVA、220/110/10kV主变压器为例，目前较好的实验法有：变压器负载实验、预设短路阻抗实验。在成本允许的范围内采用合理的容量测试方法测定变压器容量是衡量高耗能变压器的重要考量。

3 高耗能变压器减容改造方法分析

高耗能变压器的减容改造主要涉及两个方面：一是更换高耗能变压器以新型节能型变压器或先进的固态变压器（EPT）取代；二是实行变压器的经济运行提高高耗能变压器的运行效率。高耗能变压器的减容改造需要考虑多方面因素，其中改造成本、运行效率、负载容量等均是重要的指标[2]。

3.1 改造基本方法和原则

目前高耗能变压器的改造主要方法有三种，即减容量法、保容量法、调容量法。根据变压器运行时符合的基本理论公式可以得出变压器减容改造的一系列依据。下面做具体介绍：

3.1.1 变压器耗能与调度运行方式评估

首先根据变压器耗能损耗模型计算变压器有功与无功耗能ΔP、ΔQ，以及变压器运行的历史数据和故障记录等信息判断变压器的运行状况和寿命，变压器的寿命判断可以采用先进的理论和可靠的测试手段判断。若经过评估变压器的性能和寿命即使在经过更换绕组或硅钢片等改造后仍不能达到国标或实际工程应用的性能指标，则需要直接淘汰。

若变压器性能尚在可靠工作范围内，则可以考虑多台变压器进行组合经济运行的方式。其组合方式有：等容变压器并联运行、不等容变压器并联运行以及变压器分裂运行等经济运行方式。

3.1.2 高耗能变压器改造经济成本评估

首先考虑变压器改造成本，变压器本体改造需要结合市场和变压器本身综合考虑。以S7系列变压器为例，其铁芯和绕组同时更换改造的费用约为新变压器价格的70%左右，且其性能可以达到新变压器的性能。然而对于JB500-64标准系列采用热轧电工钢片的变压器，其改造成本极高且没有改造利用价值。除了变压器本体改造消耗的费用，在改造之后变压器的经济运行也需要进行评估。

变压器经济运行是在确保变压器安全运行及保证电量的基础上进行后期运行的预估，主要以降低变压器电能损耗为目的，充分利用现有设备选择合理的运行方式以及负载曲线。通过现有变压器的经济效益、使用寿命以及运行效率判断其后期运行的经济效益是否符合改造的条件和价值。若变压器改造后经济效益超过采用新型变压器的经济效益则可以改造，否则不予以改造。

3.2 高耗能变压器改造流程

根据前文所述的高耗能变压器改造基本方法和原则可以获得高耗能变压器改造的技术流程。第一步：变压器耗能评估，若不能通过耗能评估则直接淘汰变压器，否则进行改造评估；第二步：变压器改造经济成本和运行方式评估，根据改造获得的经济效益决定是否改造。若变压器经过改造获得的经济效益大于更换新型变压器的，则予以改造，否则不予以改造并更换新型变压器。

4 结论

本文在叙述电力变压器改造时符合的基本理论基础上，论述了高耗能变压器减容改造的基本方法并分析了减容改造符合的基本原则，从而获得了变压器减容改造的流程，在工程应用上具有一定的参考价值。

参考文献：

[1]陈玉萍，王卫煌，张双民.油田变压器节能技术研究及应用[J].设备产品，2013（02）.

[2]赵志杰.配电网变压器经济运行控制方式的研究[D].重庆：重庆大学，2008.

[3]何此昂，周渡海.变压器与电感器设计方法及应用实例[M].北京：人民邮电出版社，2012（02）.

作者简介：李逸家（1991—），男，广东汕头人，本科，学士，研究方向：电气工程及其自动化。