变压器线损分析计算及降低措施

2015-01-06高长松

设备管理与维修 2015年12期

高长松

（铜山县新汇热电有限公司，江苏徐州 221116）

某变电所10 kV分支线降压变压器400 kV·A高达9.6%，线损率过高，特别是该线路更换功率较大的水泵后线损增加尤为明显，影响整台变压器的线损率。

1 变压器损耗过高的原因分析

1.1 运行电压降低。线路和变压器中的变动损耗与运行电压的平方成反比，因此，提高运行电压可显著降低线损（表1），但只能在额定电压的上限范围内适当提高，若负荷很小，提高运行电压，则有可能适得其反，增加线损。通常情况下，提高运行电压，降损效果比较明显。

表1 提高电压与降低线损关系表

1.2 功率因数较低，增加无功电流（表2）。由于线路电流I增大，线路上的有功功率ΔP将随之增加，产生较大的电能损失，降低输电效率。同时，线路电流I将增大，线路上的电压降ΔU也将增大，因而降低了电网电压，影响电能质量。

表2 功率因数由1.0下降与损耗增加的关系表

1.3 三相负荷不平衡。在低压电网中，由于存在一部分单相负荷，使各相负荷大小分布不均，从而造成三相负荷不平衡，导致线路电压降低增大，线损增加。根据规定，变压器出口处三相负荷不平衡度不大于10%，干线及主要支线首端三相负荷不平衡度不大于20%。

2 处理措施

2.1 对于负荷侧电源电压过高或过低的情况，一般都是采取调整电力变压器调压开关或更换线径的方法解决。

2.2 增设无功补偿，提高无功功率因数。通过提高无功功率因数，利用电容中超前的无功电流去补偿感性负载中滞后的无功电流，以减少总电流的无功分量。能充分利用系统容量，降低功率损耗，减少电能损失，提高输电效率，改善电压质量。

2.3 检查变压器低压侧三相不平衡电流情况。不平衡度不允许超过10%，参照不平衡度=（最大电流-最小电流）/最大电流×100%。①采用钳形电流表分别测量变压器低压侧A、B、C三相电流值。②将测量的最大电流、最小电流代入上述公式计算。③发现三相电流不平衡度超过10%，应均衡负荷。实际工作中，因三相电流不平衡，应进行损耗计算。以某供电所变压器S9-400/10.5（铭牌概况：电压380 V、额定容量400 kV·A、额定频率50 Hz、空载损耗570 W、负载损耗4400 W、电流In=577A、变压器绕组内阻R=0.04Ω）为例，运行损耗功率核算，实际测出三相电流Ia=150 A、Ib=80 A、Ic=80 A。根据损耗率校验公式进行计算，三相电流平均值Icp=（Ia+Ib+Ic）/3=（150+80+80）/3=103 A；不平衡度 β=（最大电流-最小电流）/最大电流×100%=（150-80）/150=0.46=46%；线路导线电阻值r=ρ×l/S=17.6×0.5/50=0.176 Ω。

理论计算（负荷不平衡时）功率损耗为 ΔP=3×I2cpr×（1+2β2）=3×1032×0.176×[1+2（0.46）2]＝3×10609×0.176×（1+0.42）=7954 W，经计算该不平衡电流在严重不平衡状态下，损耗达到7.95 kW/h。变压器三相绕组总损耗P=3×（In/3）2×R=3×（577/3）2×0.04=3×36985×0.04=4438.2 W。线路上的功率损耗（超出三相不平衡电流 10%范围以外增加的损耗）ΔP=3×I2cpr×（1+2β2）=3×（103）20.176×[1+2（0.46-0.1）2]=3×10609×0.176×1.259=7053 W。由上述计算可见，运行中经常测量三相负荷并进行调整，使其平衡，是降损节能的一项有效措施。故现场管理应重视变压器三相负荷均衡分配，重点均衡感性负载的动力负荷及照明负荷。