变压器运行特性分析
课程设计名称：电机与拖动课程设计
题目：变压器运行特性分析计算
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课程设计成绩评定表
变压器在我们的生活中无处不在，为了适应不同的使用目的和工作条件，现实生活中有很多种类型的变压器，常用的变压器有：电力变压器、特殊用途的电源变压器、测量用变压器、控制变压器，且这些类型的变压器在结构和性能上的差别也很大。虽然这些变压器有所不同，但是它们的基本原理是相同的。本设计通过对变压器的变换关系即电压变换、电流变换、阻抗变换，分析研究出变压器运行时的基本方程式，并通过相应的折算得出变压器的等值电路，从而完成对变压器空载，变压器负载运行，变压器空载合闸，变压器副边突然短路时的分析与计算。为了简化计算、减少计算量，本设计在相应的计算上使用MATLAB软件进行辅助。通过本设计的研究计算能对变压器的分析和计算方法有初步的了解，对变压器出现空载、负载运行、空载合闸、副边突然短路时的电压、电流变化有准确的认识。
关键词：变压器；基本方程式；折算；等值电路；MATLAB计算
1 变压器结构及其组成部分 (1)
变压器的基本结构 (1)
铁芯 (1)
绕组 (1)
油箱和冷却装置 (2)
绝缘套管 (2)
其他构件 (2)
变压器的额定值 (2)
2变压器的变换关系 (4)
电压变换 (4)
电流变换 (4)
阻抗变换 (5)
3变压器等值电路及其折算关系 (6)
4变压器空载时的分析与计算 (8)
5变压器负载运行时的分析与计算 (9)
6变压器副边突然短路时分析计算 (10)
7结论 (11)
8心得体会 (12)
参考文献 (13)
1 变压器结构及其组成部分
变压器的基本结构
电力变压器主要由铁芯、绕组、变压器油、油箱、绝缘套管组成组成。铁芯和绕组是变压器的主要部分，二者装配到一起称为变压器的器身。图1-1为油浸式变压内部结构示意图。
图1-1 油浸式变压内部结构示意图
铁芯
铁芯是变压器的主磁路，又是变压器器身的骨架。铁芯由铁芯柱、铁轭和夹件组成。变压器铁芯可以分为心式铁芯和壳式铁芯两大类，为了提高磁路的导磁性能和降低铁芯的磁滞及涡流损耗，铁芯通常用厚或且表面涂有绝缘漆的硅钢片叠
制而成。为了保证良好的导磁性能，减少励磁电流，通常是把铁芯柱和铁轭的硅钢片一层层的交错重叠。
绕组
绕组是变压器的电路部分，通常是用包有绝缘的铝导线或铜导线绕制而成。根据高、低压绕组在铁芯柱上排列方式的不同，变压器绕组可以分为同芯式和交叠式两种。通信式的高、低压绕组同心地套装在铁芯柱上。交叠式绕组交替套在铁芯柱上。这种绕组高、低压之间的间隙较多，绝缘比较复杂，但是漏电抗小，引线方便，机械强度好，主要用在电炉和电焊等特种变压器中。如图1-2。
油箱和冷却装置
油浸式变压器的器身放置在充满变压器油的油箱内。变压器油是从石油中分馏出来的一种矿物油，起绝缘和冷却的作用。油箱的结构与变压器的容量有关。变压器的容量越大，发热问题就越严重。
绝缘套管
变压器的引线从油箱内穿过油箱盖时，必须进过绝缘套管，以使带电的引线和接地的油箱绝缘。绝缘套管由中心套杆和瓷套俩部分组成。导杆下端经过分接开关与绕组端子连接，上端与外电路连接。
图1-2 电力变压器绝缘套管
其他构件
电力变压器除了上述几种基本结构外，还有储油柜、气体继电器、分接开关、测温装置、安全气道、油表等。
变压器的额定值
额定电压U 1N /U 2N （kV 或V ）。指变压器长期运行时的所能承受的额定电压。一次侧的额定电压U 1N 是指规定加到原绕组的电压；二次侧的额定电压U 2N 是指当原绕组上加额定电压时，副边绕组空载时的开路电压。对于三相变压器指的均是线电压。
额定电流I 1N /I 2N （kA 或A ）。指变压器在额订容量下，各绕组长期运行时允许通过的电流。
额定容量S N （KVA 或VA ）。它是变压器在额定工作条件下输出能力的保证值，是变压器的视在功率。
单相变压器的额定容量为
1122N N N
N N
S U I
U I ==
三相变压器的额定容量为
1N 1N 2N 2N I I N S =
额定频率f N 。我国规定标准的工业用电频率为50Hz 。
2变压器的变换关系
变压器是利用电磁感应原理将某一电压的交流换成频率相同的另一电压的交流电的能量的变换装备。
变压器的主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组，如图2-1所示。一个绕组接电源，称为原绕组（一次绕组、初级），另一个接负载，称为副绕组（二次绕组、次级）。当交流变压器U1加到一次侧绕组，同时也穿过二次侧绕组，它分别在两个绕组中产生感应电动势。这时如果二次侧与外电路的负载接通，便有交流I2流出，负载端电压即为U2。原绕组各量用下标1表示，副绕组各量用下标2表示。原绕组匝数为N1，副绕组匝数为N2。
图2-1 变压器工作原理图
电压变换
111
m E =j4.44N f φ （） 221m E =j4.44N f φ （）
1
11m 1
2
21m
2E 4.44N f N E 4.44N f N k=
=
φφ＝
（）
在忽略1z 和2z 的情况下，11U E ≈，22U E ≈，故变压器的变比还可以近似地认为等于变压器一、二次绕组的电压比，即
11
2
2E U E U k=≈ （）
只要适当选择一二次绕组的匝数比，就可以把一次绕组的电压变换到所需的二次绕组电压。
电流变换
当外加电压1U 和其频率1f 一定时，主磁通基本保持不变，因此有变压器负载运行时的磁势平衡方程式：
1122m 1I N I N =I N （）
通过相应的化简和等效可得一、二次电流有效值之比为
1
22
1I N 1I N k ==
（）
这就是变压器实现电流变换的原理。
阻抗变换
变压器除了具有电压和电流的变换作用之外，还有阻抗的变换作用。
1212
121
22122
U U N /N N U 22I I N /N N I ===k L z （） （） 由此可见，负载经过变压器后，其阻抗模相对于电源而言增加了绕组你匝比的平方倍。
3 变压器等值电路及其折算关系
通过计算可以得出变压器的二次侧折算到一次侧后二次侧参数会发生改变，
折算后二次侧的阻抗为原来的k 方倍，二次侧的感应电动势为原来的k 倍，二次侧负载上的电压为原来的k ，二次侧电流变为原来的1/k 倍。并且可以得到图3-1变压器的“T”形等值电路。
图3-1 变压器的“T”形等值电路
在实际应用中励磁电流很小，因此在一次绕组阻抗上产生的压降很小，故可以忽略，这样便可以将“T”形等值电路中的励磁支路从中间移出来，并联在电压源的端点上形成“Γ”形等值电路。
1r 2r '1
x 2
x '1
U 12
I I '=-2
U 'm r m
x m
I
图3-2 变压器的Γ形等值电路
变压器负载运行时I 1>>I m ，可以把励磁电流忽略不计，于是将励磁支路去掉
就可以得到简化等值电路。
1
U 12
I I '=-2
U 'k
x k
r
图3-3 变压器的简化等值电路
12k r r r '=+
12k x x x '=+
12k k k z z z r jx '=+=+
其中为短路电阻；X k 为短路电抗；Z k 为短路阻抗。
由此可见使用等值电路来计算单相变压器的参数带来了很大的方便。
4 变压器空载时的分析与计算
当在变压器一次侧加额定电压380V 时，二次侧开路，即Z L 为无穷大，根据变压器的“T”形等效电路，可得此时电路的方程式：
·
20I A =
···
212U =E E =-- ····
m 121I =I I =I +
·
·
·
11m m m m =I *z =I r jx E --（+） ·
·
·
·
·
11111111U =(r jx )E I z E I -+=-++
通过MATLAB 软件算出上述参数的具体值：
·
1=379.72j0.14395V E -- ·
·
12U ==379.72j0.14395A E -+ ·
·
1m I =I =0.1179j 1.2135A -
通过计算可得，当二次侧开路时，二次侧电压几乎等于一次侧电压，励磁电流即为一次侧的电流，且励磁电流也很小，几乎为0。
5 变压器负载运行时的分析与计算
由于U 1N /U 2N =380V/220V ，所以可以算出该电压器的变比k=。 将二次侧的数值折算到一次侧时，电压、电流、阻抗的变换关系： '2k L L z z =；'222k z z =
'22U =kU ； '1
22k I =I
其中：
L z =4+3j ；2z =+
给变压器两侧加上380V 电压，让变压器带负载运行时，且负载阻值Z L =4+3j 时，根据变压器的“T”形等效电路，可以得出下列方程式：
·
·
·
1111U =I z E -+
'
'
'···
'
2222U E I z =- '
··
·12I I I m =- '
·
·12E E = ·
·
1E I m m z =-
''
'
··22U I z L =
其中：U 1=380V
通过MATLAB 软件算出上述参数的具体值：
·
41E =380 4.5269*10j --- 1I =0.0070.0143j - m I =0.1175 1.2144j -
'2I =0.1105 1.2002j -
'2380.20.1067U j =-+
通过上述具体值可以得出，该变压器在额定输入电压下带负载Z L =4+3j 时，一次侧电流较小，且负载上的实际电压方向与假定的方向相反，实际电流方向与假定的电流方向相同，励磁电流等于一次侧和二次侧的电流之和。
6 变压器副边突然短路时分析与计算
在第五小节中已经算出了电压器的的变比k=，并且二次侧折算到一次侧后阻抗、电流、电压的变换关系都有了详细的介绍。
当变压器带负载运行时，变压器副变突然短路时，即Z L ’=0，根据“T”形等效电路可以得出下列方程式：
···
1111U =I z E -+
'
'
··'
222E I z = '
··
·12I I I m =- '
·
·12E E = ·
·
1E I m m z =-
其中：U 1=380V
通过MATLAB 软件算出上述参数的具体值： 0.3413 3.5681m I j =-+ 13076.74843.7I j =- 2130774847.2m I I I j =-=-+ 11116.3 1.2442E j =-
通过上述计算可得知：变压器在正常带负载运行时，若副变突然短路，则该变压器的励磁电流会略微减小，但是会瞬间产生一个很大的一次侧电流，从而产
生很大的感应电动势，二次侧也会瞬间有一个较大的与参考方向相反的电流产生。
所以只要副边短路，对运行中的变压器都会造成很大的伤害。特别是当变压器的一次侧接在容量较大的电网上时，如果保护设备不切断电源，副边短路一次侧仍能继续送电，这种情况下如不立即排除短路故障或切断电源，变压器将很快被烧毁。这是因为当变压器副边短路时，将产生一个高于额定电流20～30倍的短路电流。根据磁势平衡式可知，副边电流是与原边电流反相的，副边电流对原边电流产生的主磁通起去磁作用，由于电磁的惯性原理，一次侧要保持主磁通不变，必然产生一个很大的电流来抵消副边短路的去磁作用，这样二种因素的大电流汇集在一起作用在变压器的铁芯和线圈上，在变压器中将产生一个很大的作用力。这个力作用在线圈上，可以使变压器线圈发生严重的畸变和崩裂，另外产生出允许温升几倍的温度，致使变压器在很短时间内烧毁。
7 结论
本设计基于给定的单相变压器：Sn=100kVA，U1n/U2n=380/220V，r1=Ω，r2=Ω，x1=Ω，x2=Ω，r m=30Ω，r2=310Ω，副边负载阻抗Z l=4+3j。完成了当变压器空载，变压器负载运行，变压器副边突然短路时的分析与计算。
变压器在空载运行时二次侧电压几乎等于一次侧电压，励磁电流即为一次侧的电流，i2=0，且励磁电流也很小，几乎为0 。故变压器空载时，铁芯中的主磁通是由空载电流产生的磁势建立的。
当变压器带给定的负载时，一次侧电流较小，且负载上的实际电压方向与假定的方向相反，实际电流方向与假定的电流方向相同，励磁电流等于一次侧和二次侧的电流之和。
变压器在正常带负载运行时，若副变突然短路，则该变压器的励磁电流会略微减小，但是会瞬间产生一个很大的一次侧电流，从而产生很大的感应电动势，
二次侧也会瞬间有一个较大的与参考方向相反的电流产生。所以只要副边短路，对运行中的变压器都会造成很大的伤害。特别是当变压器的一次侧接在容量较大的电网上时，如果保护设备不切断电源，副边短路一次侧仍能继续送电，这种情况下如不立即排除短路故障或切断电源，变压器将很快被烧毁。
8 心得体会
通过将近一周的课程设计，使我基本掌握了单相变压器的分析方法。同时对于变压器空载、变压器正常带负载，以及变压器副边短路时变压器各项指标的变化有了初步的认知和了解。对于变压器副边短路的危害有了深刻的体会，提高了自己安全生产的认识。同时我学会了使用MATLAB软件，对其中的一些原件有了一些初步的掌握，对其基本性能也有所了解，能够编写一些简单的语句。
回顾本次课程设计的过程，我以教材为主线，按照规定的程序进行，针对的
变压器各个组成部分的特点，进行拓整合和拓展，调查和学习相关资料。最终确定分析方法，完成对变压器三中状态时的分析和设计。
我认为这是一次非常有意义的实践活动，它锻炼了我的独立思维能力，同时也培养了我与人沟通的能力和协调组织的能力，培养了我自主学习的能力。我们在课堂上学习的仅仅是理论知识，而课程设计是的面对现实，让我们将所学理论知识运用到实践中。在课程设计的过程中，我查阅了很多次设计书和指导书。为了让自己的设计更加完善，更加符合工程标准，我们必须一次又一次的查阅资料。所以课程设计让我们养成了严谨的治学态度，同时让我们更加明白，工程设计一定要符合实际。在做设计的过程中我发现许多知识已经遗忘了，所以我们应该边学边用，时刻巩固所学知识。同时还应该学会活学活用，学以致用，努力提高自己。
由于个人的能力和设计的水平有限，设计内容难免会有错误的的地方，还望老师给予纠正。
变压器经济运行分析
变压器经济运行分析 摘要：变压器技术参数是分析计算变压器经济运行的基础数据，变压器经济运行是寻求变压器运行中降低变压器的有功功率和提高其运行效率，即降低变压器损耗率，以及降低变压器的无功功率损耗和提高变压器电源侧的功率因素。通过对变压器有功功率损耗和无功功率损耗即综合功率损耗的计算、分析得出变电站变压器经济运行方式的定量计算式，继而得到变压器经济负载系数判别式，有了这两种判别式，就可以对某一变电站的变压器进行经济运行方式安排和负载调整，达到变压器经济运行和降低网损的目的。 关键词：变压器损耗；经济运行方式；经济负载系数 变压器是电力生产过程中的主要电器，运行变压器的总容量远远超过运行发电机、电动机的总容量。变压器在变压和传递电功率的过程中，其自身要产生有功功率损耗和无功功率损耗，由于变压器的总台数多，容量大，所以在发供用电过程中变压器的电能损耗约占整个电力系统损耗的百分之三十左右。因此，变压器经济运行是电力系统经济运行的重要环节，也是降低电力系统网损的重要措施。变压器经济运行是在确保变压器安全运行和保证供电量的基础上充分利用现有设备和原有资金条件下，通过择优选取变压器经济运行方式，负载调整的优化变压器经济运行位置的优化组合以及改善变压器经济运行方式，负载调整的优化变压器经济运行位置的优化组合以及改善变压器运行条件等技术措施，从而最大限度地降低变压器的电能损耗和提高其电源侧功率因素，所以变压器经济运行的实质就是变压器节电运行。 1 变压器综合功率损耗 综合功率损耗是指变压器有功功率损耗和因其消耗无功功率使电网增加的有功功率损耗之和。综合功率损耗也是有功功率损耗，它的提出是具有系统性的。变压器综合功率经济运行是立足于电力系统总体最佳节电法，是既考虑有功电量节约，又考虑无功电量节约的综合最佳，是既考虑用电单位的节电，又考虑供电网损耗降低的系统最佳。 1．1双绕组变压器综合功率损耗 双绕组变压器综合功率损耗△PZ（kW）的计算式 式中：K Q ———无功经济当量（kW／kvar）； P OZ ———空载综合功率损耗（k W）； P KZ ———额定负载综合功率损耗（k W）； β———平均负载系数。 K Q 、P OZ 、P KZ 、β的计算分别为（2）式 KQ＝△PC／△△Q POZ＝PO＋KQQO PKZ＝PK＋KQQK β＝ATP／TSNcos（2） 式中：△PC———变压器连接系统的有功功率损耗下降值（k W）； △△Q———变压器无功功率消耗减少值（kvar）。 无功经济当量KQ的物理意义是：变压器每减少1 kvar无功功率消耗时，引起连接系统有功功率损耗下降kW值，所以KQ值的大小和变压器在系统中的位置
变压器运行特性分析报告
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1 变压器结构及其组成部分 (1) 1.1变压器的基本结构 (1) 1.1.1铁芯 (1) 1.1.2绕组 (1) 1.1.3油箱和冷却装置 (2) 1.1.4绝缘套管 (2) 1.1.5其他构件 (2) 1.2变压器的额定值 (2) 2变压器的变换关系 (4) 2.1电压变换 (4) 2.2电流变换 (4) 2.3阻抗变换 (5) 3变压器等值电路及其折算关系 (6) 4变压器空载时的分析与计算 (8) 5变压器负载运行时的分析与计算 (9) 6变压器副边突然短路时分析计算 (10) 7结论 (11) 8心得体会 (12) 参考文献 (13)
变压器运行方式
变压器运行方式
1主题内容与适用范围 本规程规定了电力变压器(下称变压器)运行的基本要求、运行方式、运行维护、不正常运行和处理，以及安装、检修、试验、验收的要求。 本规程适用于电压为1kV及以上的电力变压器。 2引用标准 GB1094.1～1094.5电力变压器 GB6450干式电力变压器 DL400继电保护和安全自动装置技术规程 SDJ7电力设备过电压保护设计技术规程 SDJ8电力设备接地设计技术规程 SDJ9电气测量仪表装置设计技术规程 SDJ2变电所设计技术规程 DL/T573-95电力变压器检修导则 3基本要求 3.1保护、测量、冷却装置 3.1.1变压器应按有关标准的规定装设保护和测量装置。 干式变压器有关装置应符合相应技术要求。 3.1.2装有气体继电器的油浸式变压器，无升高坡度者，安装时应使顶盖沿气体继电器方向有1%～1.5%的升高坡度。 3.1.3变压器的冷却装置应符合以下要求： a.按制造厂的规定安装全部冷却装置； b.风扇的附属电动机应有过负荷、短路及断相保护；
3.1.4变压器应按下列规定装设温度测量装置： a.应有测量顶层的温度计(柱上变压器可不装)，无人值班变电站内的变压器应装设指示顶层最高值的温度计； b.干式变压器应按制造厂的规定，装设温度测量装置。 3.2有关变压器运行的其它要求 3.2.1变压器应有铭牌，并标明运行编号和相位标志。 3.2.2变压器在运行情况下，应能安全地查看顶层温度。 3.2.3室内安装的变压器应有足够的通风，避免变压器温度过高。 3.2.4变压器室的门应采用阻燃或不燃材料，并应上锁。门上应标明变压器的名称和运行编号，门外应挂“止步，高压危险”的标志牌。 3.3技术文件 3.3.1变压器投入运行前，应保存好技术文件和图纸。 a.制造厂提供的说明书、图纸及出厂试验报告； 3.3.1.2检修竣工后需交： a.变压器及附属设备的检修原因及检修全过程记录； 3.3.2每台变压器应有下述内容的技术档案： a.检修记录； b.预防性试验记录； c.变压器保护和测量装置的校验记录； 4变压器运行方式 4.1一般运行条件 4.1.1变压器的运行电压一般不应高于该运行分接额定电压的105%。对于特殊的使用情况，允许在不超过110%的额定电压下运行。
变压器经济运行的分析
变压器经济运行的分析 摘要：文章介绍了变压器经济运行的负荷率、临界负荷率等基本概念，从合理选择变压器容量、选择节能型变压器、采用无功补偿设备、择优汰劣、避免空载运行以及降低变压器的温度等几方面分析了变压器经济运行的节能措施。并通过近年更换变压器的实例，对变压器经济运行的节能效果进行分析。通过分析提出在确保变压器安全运行和保证供电质量的基础上，充分利用现有设备通过择优选取变压器最佳运行方式，负载调整的优化以及改善变压器运行条件，选用节能型变压器等技术措施，从而达到向智力挖潜，向管理挖潜实施内涵节电的目的。 关键词：变压器,经济运行,节能降耗 变压器是一种应用极广的耗能设备，变压器在变压和传递电功率时，自身要产生有功损耗和无功损耗，变压器的经济运行对节能降耗，达到国家十一五规划纲要提出的目标，意义十分重大。变压器经济运行是指在传输电量相同的条件下，通过择优选取最佳运行方式和调整负载，使变压器电能损失最低。换言之，经济运行就是充分发挥变压器效能，合理地选择运行方式，从而降低用电单耗。所以，变压器经济运行无需投资，只要加强供、用电科学管理，即可达到节电和提高功率因数的目的。 1、变压器经济运行节能措施 1.1合理选择变压器容量 变压器作为一种静止的电气设备，由于没有机械方面的损失，所以
它的效率是比较高的，一般在额定状况下均达96%以上。但是这样一个高的效率并不是在任何情况下都能获得的，它是由变压器的负载率决定的。变压器的实际运行状态按负载率大致可以分为三个区域一个点。 三个区域： 1)最佳经济运行区(最佳区)：它的范围一般在额定负载的25%75%之间，在此区间效率较高。 2)经济运行区(经济区)：它的范围一般在额定负载的15%100%之间，在此区间效率尚可。 3)最劣运行区(非经济运行区，过去俗称的大马拉小车区)：它的范围一般在10%20%以下，在此区间效率低。 一个点: 变压器功率损耗最低点，或称效率最高点，它位于最佳经济运行区内，一般在额定负载的40%左右。实际负载率在最佳区内从两边越靠近综合功率经济区负载系数点，效率越高。以上三个区域一个点各自对应的实际效率是多少，只需通过某些计算即可获得。 如何使变压器运行在其最佳区内或功率损耗最低点附近，发挥出实际的高效率，才是我们关心和追求的，由于负载率直接与变压器额定容量有关，于是对变压器本身的额定容量就有了一个选择要求。 1.1.1无功经济当量的引入 为了计算设备的无功损耗在电力系统中引起的有功损耗增加量，特引入一个换算系数，即无功功率经济当量，它表示电力系统中每减少l kvar的无功功率，相当于电力系统所减少的有功功率损耗kW数，其符
变压器运行特性分析
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、 1 变压器结构及其组成部分 (1) 变压器的基本结构 (1) 铁芯 (1) 绕组 (1) 油箱和冷却装置 (2) 绝缘套管 (2) 其他构件 (2) 变压器的额定值 (2) 2变压器的变换关系 (4) ' 电压变换 (4) 电流变换 (4) 阻抗变换 (5) 3变压器等值电路及其折算关系 (6) 4变压器空载时的分析与计算 (8) 5变压器负载运行时的分析与计算 (9) 6变压器副边突然短路时分析计算 (10) 7结论 (11) 8心得体会 (12) 参考文献 (13) |
变压器7种常见故障解析
变压器7种常见故障解析 变压器是输配电系统中极其重要的电器设备，根据运行维护管理规定变压器必须定期进行检查，以便及时了解和掌握变压器的运行情况，及时采取有效措施，力争把故障消除在萌芽状态之中，从而保障变压器的安全运行。 1、绕组故障 主要有匝间短路、绕组接地、相间短路、断线及接头开焊等。产生这些故障的原因有以下几点： ①在制造或检修时，局部绝缘受到损害，遗留下缺陷; ②在运行中因散热不良或长期过载，绕组内有杂物落入，使温度过高绝缘老化; ③制造工艺不良，压制不紧，机械强度不能经受短路冲击，使绕组变形绝缘损坏; ④绕组受潮，绝缘膨胀堵塞油道，引起局部过热； ⑤绝缘油内混入水分而劣化，或与空气接触面积过大，使油的酸价过高绝缘水平下降或油面太低，部分绕组露在空气中未能及时处理。 由于上述种种原因，在运行中一经发生绝缘击穿，就会造成绕组的短路或接地故障。匝间短路时的故障现象使变压器过热油温增高，电源侧电流略有增大，各相直流电阻不平衡，有时油中有吱吱声和咕嘟咕嘟的冒泡声。轻微的匝间短路可以引起瓦斯保护动作;严重时差动保护或电源侧的过流保护也会动作。发现匝间短路应及时处理，因为绕组匝间短路常常会引起更为严重的单相接地或相间短路等故障。 2、套管故障 这种故障常见的是炸毁、闪落和漏油，其原因有： ①密封不良，绝缘受潮劣比，或有漏油现象; ②呼吸器配置不当或者吸入水分未及时处理; ③变压器高压侧(110kV及以上)一般使用电容套管，由于瓷质不良故而有沙眼或裂纹; ④电容芯子制造上有缺陷，内部有游离放电; ⑤套管积垢严重。 3、铁芯故障 ①硅钢片间绝缘损坏，引起铁芯局部过热而熔化; ②夹紧铁芯的穿心螺栓绝缘损坏，使铁芯硅钢片与穿心螺栓形成短路; ③残留焊渣形成铁芯两点接地; ④变压器油箱的顶部及中部，油箱上部套管法兰、桶皮及套管之间。内部铁芯、绕组夹件等因局部漏磁而发热，引起绝缘损坏。 运行中变压器发生故障后，如判明是绕组或铁芯故障应吊芯检查。首先测量各相绕组的直流电阻并进
变压器经济运行分析
变压器经济运行分析 一、变压器经济运行可分为三种情况： 1、 以节约电量为主要目标：按有功功率考虑； 2、 以提高功率因数为主要目标：以无功功率考虑； 3、 若对两者均无特殊要求：按综合功率考虑； 二、经济运行分析所需变压器铭牌参数 1、S N －变压器额定容量 2、P 0－空载有功功率损耗 3、P K －短路损耗 4、I 0%－空载电流百分数 5、U d ％变压器短路电压百分数 三、变压器损耗计算 1、有功功率损耗： △P ＝P 0＋β2P K β－变压器负荷率 β＝N I I 22 =22 Cos S P N P 2－变压器二次侧负荷 △P ％＝1P P △×100 变压器有功损耗率 P 1－变压器一次侧输入功率 变压器有功损耗率最小时的负荷率称为有功经济负荷率,此时变压器铜损等于铁损，即： Βec .p ＝k P P 0 2、无功功率损耗
△Q ＝Q 0＋β2Q k Q 0 －空载无功损耗 Q 0 ＝ %1000I S N ? Q k －空载无功损耗 Q k ＝ %100 d N U S ? 变压器无功损耗率 △Q ％＝1P Q △×1001002 20?+≈?ββCos S Q Q N k 无功经济负荷率 %% ＝Β0ec.q 0 d Q Q U I k = 3、变压器综合损耗 变压器空载综合功率损耗: 000Q K P P q +=∑ 变压器负载综合功率损耗: k q k k Q K P P +=∑ 变压器综合功率损耗： ∑∑ ∑+=k P P P 20β Kq －无功经济当量，在此取0.1； 四、经济运行的负荷临界容量 设两台变压器额定容量为S NA 和S NB 负荷为S L 则变压器有功损耗为：
(完整word版)变压器运行中的各种异常及故障原因分析
变压器运行中的各种异常及故障原因分析 （一）声音异常 正常运行时，由于交流电通过变压器绕组，在铁芯里产生周期性的交变磁通，引起硅钢片的磁质伸缩，铁芯的接缝与叠层之间的磁力作用以及绕组的导线之间的电磁力作用引起振动，发出的“嗡嗡”响声是连续的、均匀的，这都属于正常现象。如果变压器出现故障或运行不正常，声音就会异常，其主要原因有： 1. 变压器过载运行时，音调高、音量大，会发出沉重的“嗡嗡”声。 2. 大动力负荷启动时，如带有电弧、可控硅整流器等负荷时，负荷变化大，又因谐波作用，变压器内瞬间发出“哇哇”声或“咯咯”间歇声，监视测量仪表时指针发生摆动。 3. 电网发生过电压时，例如中性点不接地电网有单相接地或电磁共振时，变压器声音比平常尖锐，出现这种情况时，可结合电压表计的指示进行综合判断。 4. 个别零件松动时，声音比正常增大且有明显杂音，但电流、电压无明显异常，则可能是内部夹件或压紧铁芯的螺钉松动，使硅钢片振动增大所造成。 5. 变压器高压套管脏污，表面釉质脱落或有裂纹存在时，可听到“嘶嘶”声，若在夜间或阴雨天气时看到变压器高压套管附近有蓝色的电晕或火花，则说明瓷件污秽严重或设备线卡接触不良。 6. 变压器内部放电或接触不良，会发出“吱吱”或“劈啪”声，且此声音随故障部位远近而变化。 7. 变压器的某些部件因铁芯振动而造成机械接触时，会产生连续的有规律的撞击或磨擦声。 8. 变压器有水沸腾声的同时，温度急剧变化，油位升高，则应判断为变压器绕组发生短路故障或分接开关因接触不良引起严重过热，这时应立即停用变压器进行检查。 9. 变压器铁芯接地断线时，会产生劈裂声，变压器绕组短路或它们对外壳放电时有劈啪的爆裂声，严重时会有巨大的轰鸣声，随后可能起火。 （二）外表、颜色、气味异常 变压器内部故障及各部件过热将引起一系列的气味、颜色变化。 1. 防爆管防爆膜破裂，会引起水和潮气进入变压器内，导致绝缘油乳化及变压器的绝缘强度降低，其可能为内部故障或呼吸器不畅。
变压器效率特性
变压器运行特性分析与效率曲线 二、理论分析 2.效率和效率特性 变压器运行时将产生损耗。变压器的损耗分为铜耗和铁耗，每一类又包括基本损耗和杂散损耗。其中铁耗可视为不变损耗。基本铜耗是指电流流过绕组时所产生的直流电阻损耗。杂散铜耗主要是指漏磁场引起电流集肤效应，使绕组的有效电阻增大所增加的铜耗，以及漏磁场在结构部件中所引起的涡流损耗等。 变压器的总损耗为 ''22 k Fe Cu Fe R mI p p p P +=+=∑ 式中，电阻。为归算到二次侧的短路为相数；'' R k m 变压器的输入有功功率为1P ，输出功率为2P ，总损耗功率为P ∑，所以效率为 P P P P P ∑+==2212η 由于电力变压器的效率很高，用直接负载法测量1P 和2P 在算出效率，很难得到准确的结果，因此工程上常采用间接法来计算效率，由空载试验测出铁耗，由短路试验测出铜耗在计算效率。此时效率为 kN O N kN O P I P I S P I P P P 2222221cos 11***+++-=∑-=?η 给定以上的参数即可绘制效率曲线。
图3.变压器的效率曲线 有数学分析 2 = dI dη 可知在变压器的铜耗等于铁耗时，变压器的效率达到最 大。 图4.效率曲线的最大值 说明：图中铁耗与铜耗值与对应的坐标值并不一一对应。 附程序源代码 3.变压器的效率曲线 function xiaolv1 p0=2.4; pk=11.6; sn=1000; j=0.8; a=zeros(1,1000); b=zeros(1,1000); for i=2:1:1000 a(i)=a(i-1)+0.001; b(i)=1-(p0+(a(i)^2)*pk)/(a(i)*sn*0.8+p0+(a(i)^2)*pk); end hold on plot(a,b) xlabel('I2的标幺值 ') ylabel('效率 ') 4.效率曲线的最大值 function xiaolv2 p0=2.4; pk=11.6; sn=1000;
最新110kV变电站变压器的经济运行分析资料
1概述 变电站主变经济运行方式是指在不影响供电负荷条件下，通过选取最佳的运行方式，使变压器电能损耗降到最低。目前，山东莱芜市110k V 变电站都安装了两台主变。日常的运行方式为：当负荷小于小容量主变的额定容量时，只投入小容量主变一台；当负荷在两台主变额定容量之间时，则只投入大容量主变一台；当负荷大于大容量主变的额定容量时，则投入两台主变。一些人认为这样就可以在负荷低于大容量主变的额定容量时，通过减少投入一台变压器，起到减少变压器空载损耗，降低变电站变损的作用。其实这种做法存在片面的、不科学的因素，它只考虑了变压器的空载损耗，而忽略了变压器的负载损耗。当变压器轻载时，空载损耗占变损的大部分；但当负荷达到一定数值时，负载损耗便增大成为变损的主要部分。由此可见，我们在确定变电站主变经济运行方式时，必须综合考虑变压器空载损耗和负载损耗的影响。 2变压器损耗计算 变压器损耗可以分为空载损耗和负载损耗两部分。在工程计算中, 我们设定电网电压大小、波形恒定，这样当某一台变压器的空载损耗P0为一定值，其负载损耗PZ则与负荷平方成正比，即： PZ=( S/SZ) 2Pkn (1)
式(1)中，S—变压器的实际负荷； SZ—变压器的额定容量； Pkn —变压器在额定电流下的短路损耗. 这样，单台变压器的总损耗为： P二P0+ PZ=P(^( S/SZ) 2Pkn(2) 当两台变压器并列运行时，各变压器的负载分配与该变压器的额定容量成正比，与短路电压成反比，即： S=S1 + S2 (3) S1:S2= (Sn 1/Uk1) : (Sn2/Uk2)( 4) 式(4)中，S—总负荷； Uk—变压器的短路电压. 这时两台变压器并列运行的总损耗Pb为： Pb=P+ P2=PO+PO2^( S1/Sn1) 2Pkn1+( S2/Sn2) 2Pkn2 (5) 将 (3)式代入为： Pb二PO1+PO2+(Pkn1Uk22+Pkn2Uk1) / (Sn2Uk1+Sn1Uk)2]S2 (6)式(6)中，P的单位为kW, S的单位为MVA 3变压器并列技术条件 把两台变压器的一次侧和二次侧同一相的引线连接在一起的运行 方式，称为“两台变压器的并联运行”。两台变压器的并联运行，以
变压器的运行特征
一、变压器的运行特征 变压器的运行特征主要有外特征与效率特性，而表征变压器运行性能的主要指标则有电压变化率和效率。 1、电压变化率 1）外特性 变压器一次侧接上额定电压，二次侧开路时，二次侧空载电压就等于二次侧额定电压，外特性是指一次侧加额定电压，负载功率因数cosφ2一定时，二次侧端电压随负载电流变化的关系，即U2=f (I2)。变压器在纯电阻和感性负载时，外特性是下降的，而客性负载时可能是上翘的。 2）电压变化率 负载电流变化，变压器副边端电压将随着发生变化。电压调整率是变压器负载时副边端电压变化程度的一种程度。假定变压器原边接电源电压，副边开路时的端电压为额定值，当副边接入负载后，即使原来电压保持不变，副边端电压不再是额定值，原边电压保持为额定值，负载功率因数为常数，空载和负载的副边端电压之差与副边额定电压的比值，即电压变化的标么值称为电压变化率，用⊿U*表示 即 ⊿U*=(U20-U2)/U2N 式中U20—副边空载电压 U2—时的副边端电压 由于副边空载端电压U20等于副边额定电压U2N，经过折算后，公式1可写成 ⊿U*=(U20-U2)/U2N=(U'2N-U'2)/U'2N=(U10-U'2)/U1N 电压变化率是变压器的主要性能指标之一，负载电流变化时，副边端电压变化的原因，是变压器内部存在电阻和漏抗而引起内部电压降。副边电压的变化程度，即⊿U*的大小，不仅同变压器本身的阻抗有关，而且与负载的大小和性能有关。 综合上述，负载为感性时，φ2角为正值，故电压变化率为正值，即负载时的副边电压恒比空载电压低；负载为容性，φ2角为负值，故电压变化率有可能为负值，亦即负载时的副边电压可能高于空载电压。 为了保证供电电压的质量，尽可能保持副边电压的稳定，这就需要进行调压。在电力系统中调压的方法很多，例如调节发电机出口电压，用同步调相机，在负载端并联电容器等。但采用最多、最普遍的还是变压器调压。电力变压器的调压方式有两种：一种是无载调压，即在切断负载（或停电）后，用无励磁分接开关改变高压绕组分接头调压；另一种是有载分接开关调压，后者调压速度快，调压范围可达到额定电压的20%。中小型电力变压器一般三个 分接头，记作U N±2×2.5%或U N ±8×1.25%等。 2、效率 1）变压器的功率 变压器的额定容量是由额定电压和额定电流的乘积即视在功率表示的S=UI，所以变压器的整体尺寸决定视在功率，其中，额定电压决定于变压器铁芯磁通的多少，因而决定铁芯的截面。 变压器的输出功率P2=U2I2cosφ2是与φ2有关的，所以在同样的容许发热情况下，输出功率的大小取决于负载的性质（cosφ2），负载功率因数cosφ2愈高，输出功率愈大，如
电力变压器经济运行分析 杨玉东
电力变压器经济运行分析杨玉东 发表时间：2017-07-04T11:39:40.800Z 来源：《电力设备》2017年第7期作者：杨玉东 [导读] 因此必须根据变压器的有关技术参数通过合理地选择运行方式，加强变压器的运行管理充分利用现有的设备条件，以达到节约电能的目的。 （国网吉林省电力有限公司长春市城郊供电分公司吉林长春 130000） 摘要：变压器在变换电压及传递功率的过程中自身将会产生有功功率损耗和无功功率损耗。变压器的有功功率和无功功率损耗又与变压器的技术特性有关，同时又随着负载的变化而产生非线性的变化。因此必须根据变压器的有关技术参数通过合理地选择运行方式，加强变压器的运行管理充分利用现有的设备条件，以达到节约电能的目的。 关键词：电力；变压器；经济运行 1电力变压器的经济运行 1.1电力变压器的结构 从结构上对电力变压器进行分析，其中铁芯和绕组是变压器的两大重要组成部分，其在变压器的工作过程中具有重要的作用与意义。在电力变压器中，铁芯既是变压器的磁路，也是变压器的机械骨干，其分别由铁芯柱和铁轭两部分组成。其中铁芯柱主要是起着满足套装绕组的功能，使电路形成一系列的电网，而铁轭是使整个电力系统形成回路的主要部件，对铁芯的功能运行起着重要的作用。 但同时，在铁轭发挥作用的时候，铁芯也应满足可靠接地的条件，从而发挥出铁芯的重要功能。绕组是电力变压器的另一重要部件，该部分属于变压器的电路部分。在实际运行过程中，为了提高变压器的使用年限和使用质量，其对绕组部件的电气性能、耐热性能和机械强度都具有严格的要求，因此对于绕组的形式，大多数电力企业倾向于选用同心式绕组，这种绕组结构不仅结构简单，而且在制造问题上也较为方便，所以在大多数的企业应用中较为广泛，符合人们的生活、企业要求。 1.2电力变压器的工作原理 在电力系统中，电力变压器的主要工作原理是变压器的一次绕组在与电路电源接通的时候会使绕组自身内部流过一定的交变电流，从而在系统内部产生一定的磁通，在这个磁通的作用下铁芯也会相应的产生磁通，并会同时产生二次绕组。一系列的工作过程由于在电磁感应的作用下会分别产生频率相同的感应电动势。当在一定操作中待二次绕组接通负载的时候，便会使电流流过负载，从而将铁芯中的磁能转换为相应的电能。以上便是电力变压器利用物理学中的电磁感应原理将电源中的电能转化到负载中进行电力系统工作的原理。 2影响电力变压器经济运行的原因 2.1缺乏先进的技术方法 在电力变压器的经济运行过程中，落后的电力技术方法是影响电力变压器经济运行的重要因素。随着社会技术的不断发展，传统的电力技术方法已不再适用于社会经济的发展需求，但是实际的运行过程与理想中的效果具有一定的差距，传统的电力系统工作主要是依靠人工操作来完成的，而在技术方面缺乏一定的实效性和可靠性，从而致使电力企业得不到有效的发展。 2.2用电量过大 随着人们生活水平的不断提升，人们对用电质量的要求也逐渐增强，现如今不管是生活用电还是企业用电，人们的用电负荷已逐渐增加，尤其在一些用电高峰期的时候，电力系统中的电网负荷已与供电量存在严重的差异，大多数的变电站也存在负荷较重的情况，从而使电力变压器无法进行正常的工作运行，在经济效益上也无法达到有效的改善。 2.3缺乏完善的电力装置 科学完善的电力装置系统对电力变压器的经济运行也起着重要的促进作用，但是在实际的电力企业中，大多数电力企业都缺乏完善的电力装置，一方面是由于企业经济问题突出，从而无法为电力系统提供完善的电力装置，装置配备不足的状况给电力工作的正常运行带来一定的阻碍。另一方面上则是一些电力企业对电力配备装置没有给予一定的重视与关注，若电力装置在工作时间内出现严重的故障，则会给企业带来严重的事故及损害，在很大程度上影响着电力企业的经济性。 3提高电力变压器经济运行的策略 3.1运用先进的技术方法 选择电力变压器的时候，要考虑到电力负载的情况，以采用型号规格合适的电力变压器，使其在损耗率最低的时候开始运行。另外，需要淘汰过去高耗能的电力变压器，采用具有节能效用的电力变压器，以满足现阶段能源节约型社会建设的要求。此外，在设计并联变压器的经济运行方案时，要先了解电力变压器的负荷状况，根据其容量来进行计算和分析，以形成均衡变压器负荷，降低电力变压器运行中的损耗，并且还要对电力变压器进行散热工作，以避免其因温度过高而受到损害，从而影响经济运行效果。 为提高电力变压器的运行经济效益，可对其运行系统进行调整，改善电力变压器运行系统地功率因数，以减少电力变压器在运行过程中的损耗，尤其是铁耗。电力变压器运行系统中的无功补偿可以采用就地补偿的方式，观察电力变压器所承载负荷的变化，并且以此为依据来调整电压，从而保障系统电压的质量。 3.2选择合适容量的变压器 考虑到电力变压器的选用对电力系统的运行有着重要的影响，因此在满足变压器运行的安全方面时，企业应选择合适结构的变压器，并在一定程度上满足变电站的供电负荷与电压器容量存在一定的匹配关系，由此不仅可以改善用电量过大的问题，还减少了电能的损耗、节约了能源。 3.3做好相应的测定工作 在电力变压器工作之前，相关工作人员应对电力系统进行科学、合理的测定工作，其主要可对此采用交流测定法和直流测定法对相应的工作进行测定，由此不仅可以对电力变压器的工作状态进行安全的检测，也能避免在一定方面上引起不必要的麻烦，如电力配备装置的损耗，从而在一定程度上满足电力变压器的经济运行要求。 3.4加强对电力变压器运行的管理 首先，可以电力系统的供电状况为依据，遵循用户用电的原则和特点，来适当的调整电压率。充分了解每个时期的用电负荷状况，以发现用电规律，找出用电高峰期和低谷期，从而合理安排电力变压器的运行，以避免负荷过重而阻碍了电力变压器的经济运行；其次，要
电力变压器经济运行分析
电力变压器经济运行分析 发表时间：2015-12-21T15:52:49.520Z 来源：《电力设备》2015年5期供稿作者：马飞 [导读] 内蒙古乌兰察布电业局作为电力系统电压变换的主要设备，被广泛应用于输电和配电领域，变压器容量的选择直接影响到电网的运行和投资。 马飞 （内蒙古乌兰察布电业局 012000） 前言 变压器经济运行模式下，变压器有功损耗的计算和使用寿命分析，提出的双时段控制法在充分考虑变压器及其控制开关运行条件的前提下，根据实际运行负荷的变化规律，将日负荷曲线分为2个典型时间段，通过调整变压器在2个时间段内的运行状态，最大限度地降低变压器自身的电能损耗，延长变压器使用寿命。 一、电力变压器 作为电力系统电压变换的主要设备，被广泛应用于输电和配电领域，变压器容量的选择直接影响到电网的运行和投资。对供电部门的公用变压器而言，会使低压网络变大造成过多消耗有色金属；选择容量过大的变压器会很快满载，会限制负荷的发展。变压器经济运行与否，是由所带负荷大小、本身能耗的功率以及变压器在磁化过程中引起的空载无功损耗、绕组电抗中的短路无功损耗等因素决定的。因此，必须根据变压器的有关技术参数，通过合理地选择运行方式，加强变压器的运行管理，充分利用现有的设备条件，以达到节约电能的目的。电力变压器是应用极为广泛的电气设备，从发电、供电直到用电，一般需经过约5次变压过程，每次变压都要产生电能损耗。由于变压器台数多，总容量大，所以在电力系统中，变压器的总损耗约占总发电量的8%。因此，对电力变压器经济运行区的研究具有重要意义。 二、变压器的负载与损耗的关系 电力变压器的有功功率损耗包含变压器空载损耗和变压器负载损耗两部分，在一定的负载下，变压器的有功功率损耗可用下式表示：p=pn+pl2－1 p-总的有功功率损耗； pn-空载有功功率损耗； pl在一定负载下的负载有功功率损耗 pn=pt+kqt=pt+k（i0%se/100）2－2 pl=pf+kqf=pf+k（ud%se/100）2－3 pt为变压器额定空载有功损耗即变压器铁耗。qt为变压器额定励磁功率i0%为变压器空载电流pf为变压器额定负载有功损耗即变压器铜损ud%为变压器阻抗电压k为无功经济当量，按变压器在电网中的位置取值，一般可取k=0.1kw/kvar se变压器额定容量根据公式可以计算出一台30kva和一台100kva变压器的有功功率损耗如下： 单从变压器功率损失来看，利用率在50％－70％间为变压器损失率最低、经济运行最好的情况。 三、相同负荷情况下变压器的选择 当三台30kva（合计容量为90kva）的变压器在利用率为50％～70％情况下并列运行，三台变压器的总损耗p1大于一台100kva在相同利用率情况下的总损耗p2。因此两台及以上容量变压器较相应容量的一台的损失大，同时三台变压器的价格比一台相同容量的更高。所以在相同负荷情况下变压器选择需要考虑一下几点： 1.在综合了解用户负荷前提下，尽量根据变压器工作在50％～70％利用率情况下选择变压器容量。 2.变压器长期固定运行情况下可以考虑损耗较小的新型变压器。虽然新型变压器初期价格高，但是新型变压器和高能耗变压器价格差一般能在变压器2~3年的运行中得到弥补。 3.根据现场供电情况，变压器安装应选择在供电负荷重心区域。同时尽量保证三相变压器负荷平衡，减少负序电压损耗。 4.变压器的选择应根据变压器损耗和外接线路的投资来充分比较考虑，尽量达到线路初期投资小和变压器损耗低的优化方案。 四、科学管理和变压器经济运行 （1）变压器制造和经济运行 变压器经济运行不仅取决于经济运行方式，同时更取决于变压器的制造水平。按变压器经常负载大致可以分为四种情况：一是经常处于满载或接近满载运行的变压器；二是经常处于多半载运行的变压器；三是经常处于少半载运行的变压器；四是经常处于轻载或空载运行的变压器。当前制造厂出厂的变压器，经济负载率大都是40～60%范围，对上面的四类负载都不完全适应，特别是对满载或轻载运行的变压器损失率是很大的。因此，建议生产四个类型的变压器，其经济负载率分别为90%、65%、40%、20%。各用电单位都能根据变压器的负载情况选择相应的经济负载率的变压器。这样一来，各用电单位的变压器都能在经济运行区运行，就可以大量节约有功电量和无功电量。 （2）变压器更新和经济运行 设备更新的目的不单纯是消除其有形磨损，更是为了消除其无形磨损。只有不断更新的途径才能从根本上使设备损耗降低、效率提高，改善技术落后状况。更新变压器必然会带来有功电量和无功电量的节约。但要增加投资，这里也存在一个回收年限的问题。变压器不是损坏后才更新，而是老化到一定程度，还要有一定剩值时就可以更新。变压器厂家对各种不同型式、不同容量的变压器的使用寿命都有规定，一般为20年。使用单位按这一规定年限提取设备折旧费，并进行变压器更新。 （3）技术管理和经济运行 减少变压器的降压次数，就减少了变压器的损耗；在安全条件的允许下，对于变比小于2的变压器，尽量采用自耦变压器。自耦变压器和同容量的两线圈的变压器相比，有功和无功损耗要减小很多；不同的功率因数引起的变压器有功和无功消耗也不同，即随着功率因数的提高，变压器的有功和无功消耗都要下降。因此，应尽量提高功率因数，降低变压器的无功功率；变压器绕组的电阻随着温度增高而增大。对同一台变压器在同一负载下，如果温度越低，损耗也越低。因此，应作好变压器散热，降低变压器的温度。
变压器经济运行原理与分析
变压器经济运行原理与分析 摘要：在电力系统运行中，变压器属于关键的电气装置，变压器运行的方式是 否经济，对电能损耗情况造成极大影响。本文对变压器运行原理以及变压器经济 运行原理加以分析，指出临界点划分方法原理，从而确保实际运行中能够进行正 确的切投操作，保证变压器一直处于最优运行状态。 关键词：变压器；经济运行原理 1变压器运行及损耗概述 电力变压器是非旋转式电机，在实际运行过程中，可以根据电磁感应，将交 流电转变为频率相同而电压不同的交流电。在变压器中，双绕组变压器的结构形 式比较简单，应用广泛，其是由两个绕组以及穿过这两个绕组的磁路所组成的， 其中，与电源相连接的绕组为一次绕组，而与负载相连接的绕组则为二次绕组。 为了提升变压器运行效率，需要将两个绕组绕制在一个闭合贴心上。 2变压器经济运行原理分析 变压器运行方式将直接影响到变压器运行的经济性，变压器最优的运行方式 是确保变压器损耗尽可能低。在变压器经济运行方式确定过程中，又可以采用动 态经济运行分析方法以及静态经济运行分析方法。静态经济运行分析是在变压器 具体运行过程中，依照设定的负载情况，而选择损耗最小运行方式，若是负载发 生波动，此时变压器的运行方式依旧维持不变。动态经济运行分析是依照变压器 负载不断波动情况，而及时调节运行方式，确保损耗得以最大限度的降低。 3变电站主变压器的经济运行制约因素 （1）变电技术水平的制约，由于各变电站采用的变电技术手段不同，技术落后的变电站主变压器运行经济性较差，自动化水平较低，在主变压器运行过程中，容易受人工操作影响，技术可靠性得不到保证。在人工控制下，电网负荷发生变化，需要依靠调度员和值班人员的配合，对主变压器运行方式进行调整，也容易 出现控制不及时等问题。（2）社会用电需求不断增长，许多地区的变电站面临 着较大的供电压力，变压器可能处于超负荷运行状态。目前许多110kV县级电网 都存在较大的运行负荷，特别是在用电高峰期，无法对主变电器的运行经济性和 可靠性提供保障。 3基于临界区间的变压器经济运行方法 一些变电所拥有1台变压器，而大部分变电所均拥有多台变压器，对于拥有 多台变压器的变电所来说，在变压器运行过程中便能够采用不同的运行方式。例如，若是变电所中拥有2台变压器，则变压器的运行方式可以划分成3种：1号 变压器运行，2号变压器作为备用；2号变压器运行，1号变压器作为备用；1号 变压器和2号变压器并列运行。不管是对于1台变压器而言，或是对于2台参数 一致的变压器来说，亦或是对于2台参数不相同的变压器而言，在采取临界点方 法调节变压器运行方式时，变压器最佳运行负荷以及投切变压器转变其运行方式 的临界值均为某一点。但是变压器的负荷不断发生改变，要是仅仅依靠临界点值 对不断发生变化的负荷加以调节，这在操作上存在极大困难，难以取得很好的调 节效果。所以，在此对此种调节方法加以优化，采用很多连续的点值，来取代临 界点划分过程中某一点值，将这些连续的点值组成相应区间，这样对变压器运行 调节便能取得很好的效果。经济运行区是在全面分析变压器运行效率之后而提出
变压器的运行特性习题(精)
第2章 变压器的运行原理 第4节 变压器的运行特性 一、填空题 1、引起变压器电压变化率变化的原因是 。 2、变压器电源电压一定，其二次端电压的大小决定于 、 和 。 3、变压器短路阻抗越大，电压变化率 ，稳态短路电流 ，突然短路电流 。 4、变压器在其他条件不变的情况下，电源频率下降，则0Φ ，0I ，Fe p ，σ1x ， u ? 。 （填变化情况） 5、变压器原边额定电压U 1N =220V ，副边额定电压U 2N =330V ，当副边接负载后，实际的副边电压U 2=300V ，则电压变化率△U=_________。 6、变压器运行时的效率与 、 和 、 有关，当 变压器的效率最大。 7、变压器运行时基本铜耗可视为 ，基本铁耗可视为 。 8、变压器的空载损耗p 0=600W ，短路损耗p k =1920W ，则最大效率时的负载系数m β=_________。 二、单项选择题 1、一台变压器在（ ）时效率最高。 （A ）1=β （B ）常数=K p p /0 （C ）Fe Cu p p = （D ）N S S = 2、某三相电力变压器带阻感性负载运行，在负载电流相同的条件下2cos ?越高，则（ ）。 （A ）U ?越大，效率越高； （B ）U ?越大，效率越低； （C ）U ?越小，效率越低； （D ）U ?越小，效率越高。 3、变压器绕组和铁芯在运行中会发热，其发热的主要因素是( )。 （A ）电流 （B ）电压 （C ）铁损和铜损 （D ）电感 4、变压器一次侧为额定电压时，其二次侧电压( )。 （A ）必然是额定值； （B ）随着负载电流的大小和功率因数的高低而变化； （C ）随着所带负载的性质而变化； （D ）无变化规律。 5、变压器所带的负荷是电阻、电感性的，其外特性曲线呈现( )。 （A ）上升形曲线；（B ）下降形曲线；（C ）近于一条直线；（D ）无规律变化。 6、变压器负载呈容性，负载增加时，副边电压（ ）。 （A ）呈上升趋势； （B ）不变； （C ）可能上升或下降。
电力变压器经济运行分析
变压器作为输配电系统的广泛应用的电压交换设备，节能潜力巨大，本文通过分析变压器的有功功率和无功功率损耗类型及产生原因，结合实际负荷情况及现场情况，选择合理的变压器型号、容量及运行方式，针对其空载损耗和负载损耗分别提出了降损节能的具体措施，提出了综合节能降耗方法，减少变压器的有功及无功功率损耗，实现变压器的节能降耗及稳定运行提出了建议。 变压器是输电和配电的主要电设备之一，作为电压变换的主要设备发挥的关键性的作用，特别是在电力被广泛应用到工农业生产和日常生活中，变压器的用途极为广泛，其作用也是显而易见的。在节能减排，倡导厉行节约的新形势下，研究和探讨变压器在变换电压及传递功率的过程中经济运行状况，有着特别的现实意义和深远的历史意义。这是因为变压器效率虽然很高，但因为在工农业生产和生活中应用的数量多，变压器的容量大，且都是长年累月的从不间断的运行，其自身产生的有功功率损耗和无功功率损耗，其总损耗量合计在一起是一个不容忽视的数字。我们知道，变压器的有功功率和无功功率损耗与变压器的技术特性有着密切的关系，变压器的技术特性的一些指标直接关系到变压器的有功功率和无功功率损耗总量，同时又随着负载的变化而产生非线性的变化，变压器的这种损耗占电网中的线损总量的部分比例，尤其在变压器轻负荷运行时这种损耗更大。据统计，变压器的损耗在中低压电网线损中约占20%～30%；据初步估算，我国变压器每年的总损耗约占电力系统总发电量的10%左右，如果采取有效措施，调整和优化配置变压器，把这种变压器的损耗每降低1%，仅变压器节能节电就可节约上百亿度，因此，研究和探讨变压器的运行状况，对于电力能源的节约有着特别重大的意义。在此，笔者运用变压器的经济运行原理，分析推论变压器的相关技术参数，通过调整变压器的经济运行模式，合理地选择运行方式，依据相关理论和参数进行科学核算，优化配置，力争减少不必要的损耗和浪费，努力提高变压器的配置方案与运行方式。 1 变压器的有功功率和无功功率损耗 根据变压器的工作原理，我们知道，变压器在运行工作时，本身会产生有功功率损耗和无功功率损耗。变压器是有导线和铁芯组成的，在运行时导线产生热、铁芯导磁时产生涡流放出热量，以热能形式放出的都称为有功损耗，磁滞的意思就是有剩磁没有全部转化成副线圈的电而产生的热量损耗。变压器工作时，由于铁芯的涡流、导线的电阻产生的发热性损耗就是有功损耗。由于电压与电流不同相位产生的功率损耗称为无功损耗。有功损耗会导致电能流失，无功损耗会导致变压器效率降低。变压器的有功损耗分为：有功不变损耗（铁损）和有功可变损耗（铜损）。变压器的无功损耗也是分为：无功不变损耗和无功可变损耗二部分。有功损耗大约等于额定铜损与视在电流（负荷电流）和额定电流的平方比的乘积。即：有功可变损耗=额定铜损×（负荷电流/额定电流）的平方。无功可变损耗大约等于额定短路电压百分数与额定容量和（负荷电流）与额定电流的平方比的乘积。即：无功可变损耗=额定短路电压百分数×额定容量×（负荷电流/额定电流）的平方。 变压器在运行中的功率总损耗等于变压器有功功率损耗加上因其消耗的无功功率使电网增加的有功功率损耗的总和。所以，我们在配置电力系统变压器时，要综合考虑变压器的最佳节电方案，既要考虑降低有功损耗，又要考虑降低无功损耗，实现电力配置的综合最佳效益。 一般的说，变压器综合功率损耗PZ计算式为：