【摘要】：變壓器在變配電系統(tǒng)中應(yīng)用量較大,變壓器損耗在整個(gè)系統(tǒng)的損耗中占據(jù)較大部分,因此,在考慮方案合理的前提下有必要采用低損耗節(jié)能變壓器。分別對變壓器的有功功率傳輸、無功功率傳輸以及綜合功率傳輸?shù)淖顑?yōu)運(yùn)行效率特性進(jìn)行詳細(xì)分析。在假定負(fù)荷恒定時(shí)給出選定變壓器容量的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行臨界判據(jù);在工程實(shí)際中負(fù)荷是不斷變動的,依據(jù)負(fù)荷的變化特征及變壓器本身特性,推導(dǎo)出變壓器容量判據(jù)的另外一種形式。
【圖文】：

Nov.2016Vol.35No.11http://www.jzdq.net.cn姈BUILDING2016年第11期ELECTRICITY圖1變壓器運(yùn)行特性曲線Fig.1CurveofoperationcharacteristicsoftransformerQk≈Sk=Uk%SN×10-2（1）式中：Q0———變壓器空載時(shí)的無功損耗，kvar；Qk———變壓器負(fù)載無功損耗，kvar；SN———變壓器的額定容量，kVA。采用上式計(jì)算引起的誤差隨著變壓器容量的增大而減校對較大容量變壓器上式引起的誤差可忽略不計(jì)。2變壓器的運(yùn)行效率2.1變壓器的功率損耗和負(fù)荷特性變壓器的損耗主要有空載損耗和負(fù)載損耗兩大部分，其次還有介質(zhì)損耗和雜散損耗。由于介質(zhì)損耗和雜散負(fù)荷損耗很小，故可忽略不計(jì)。所以變壓器的有功功率損耗為：ΔP=P0+β2Pk（2）式中：ΔP———變壓器的有功功率損耗，kW；P0———變壓器空載損耗，kW；β———變壓器負(fù)載系數(shù)；Pk———變壓器短路有功損耗，kW。變壓器負(fù)載系數(shù)的計(jì)算公式為：β=S2SN=P2SNcosφ2（3）式中：S2———變壓器二次側(cè)計(jì)算負(fù)荷，kVA；SN———變壓器額定容量，kVA；P2———變壓器二次側(cè)功率，kW；φ2———負(fù)載功率因數(shù)。變壓器的效率為輸出功率比輸入功率，即：ηp=P2P1=βSNcosφ2βSNcosφ2+P0+β2Pk（4）式中：ηp———變壓器的運(yùn)行效率；P1———變壓器一次側(cè)功率，kW。變壓器的運(yùn)行效率如圖1所示，當(dāng)變壓器的負(fù)載系數(shù)β達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，變壓器的運(yùn)行效率達(dá)到最大值ηmax。將式（4）對β求一階導(dǎo)數(shù)，并令其等于零：dηpdβ=0（5）則可求出變壓器最大效率時(shí)的負(fù)載系數(shù)滿足的條件為：P0=βjp2Pk?

http://www.jzdq.net.cn表1最優(yōu)運(yùn)行負(fù)載系數(shù)的統(tǒng)一符號含義Tab.1Uniformsymbolmeaningsofoptimaloperationloadfactors傳輸效率ηTβjTT0TNTK有功功率傳輸最優(yōu)ηpβjPP0P2PK無功功率傳輸最優(yōu)ηqβjqQ0Q2QK綜合功率傳輸最優(yōu)ηzβjzPZ0PZ2PZK注：PZ2=P2+KqQ2。圖2n與n-1臺變壓器運(yùn)行效率Fig.2Operationefficiencyofnandn-1setsoftransformersβn2βn-12當(dāng)考慮節(jié)約電能時(shí)，可使變壓器運(yùn)行在βjp點(diǎn)附近；當(dāng)考慮提高功率因數(shù)時(shí)，可使變壓器運(yùn)行在βjq點(diǎn)附近。當(dāng)綜合考慮二者時(shí)，變壓器的綜合功率運(yùn)行效率為：ηz=P2+KqQ2P1+KqQ1=βSNcosφ2+KqβSNsinφ2βSNcosφ2+KqβSNsinφ2+PZ0+β2PZK（13）式中PZ0=P0+KqQ0，PZK=PK+KqQK，Kq為無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量，其定義為在變配電系統(tǒng)中每減小1kvar的無功功率，可使有功功率損耗下降KqkW。對式（13）求極大值可得變壓器負(fù)載系數(shù)滿足：βjz=PZ0PZK姨=P0+KqQ0PK+KqQK姨（14）此時(shí)變壓器的綜合功率傳輸效率達(dá)到最大值。綜合以上分析，變壓器的最優(yōu)運(yùn)行效率及最優(yōu)負(fù)載系數(shù)的計(jì)算公式可以統(tǒng)一用下式表示：ηT=βTNβTN+T0+β2TK（15）βjT=T0TK姨（16）式中的ηT、βjT、T0、TN、TK如表1所示。3變壓器臺數(shù)和容量的選擇當(dāng)負(fù)荷功率為S時(shí)，變壓器的選擇有兩種方式：一是先確定變壓器的額定容量，再選擇變壓器的臺數(shù)；二是先?

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