變壓器運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，是合理選擇變壓器容量時(shí)要考慮的重要因素之一。分析表明，當(dāng)變壓器的負(fù)載損耗Pk等于空載損耗Po時(shí)，變壓器的功率損耗小，運(yùn)行效率高。對(duì)于1000kVA以下的變壓器，制造廠設(shè)計(jì)時(shí)一般按負(fù)載系數(shù)在40%～60%范圍內(nèi)處于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)，即半載狀態(tài)時(shí)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)，處于額定容量的30%以下的輕載或空載狀態(tài)時(shí)經(jīng)濟(jì)性極差。而根據(jù)農(nóng)用配電變壓器的突出特點(diǎn)，負(fù)載率比較低，所以在條件許可的情況下，可采用調(diào)容量變壓器，盡可能使變壓器處在經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)，是降低變壓器損耗的一種方法。
2 選用節(jié)能型變壓器
根據(jù)國(guó)家經(jīng)貿(mào)委電力［2002］112號(hào)文通知，S11型卷鐵心變壓器具有繞制工藝簡(jiǎn)單、重量輕、體積小、空載損耗比S9降低25%～30%、維護(hù)方便、運(yùn)行費(fèi)用節(jié)省，節(jié)能效果明顯等優(yōu)點(diǎn)，比較適合我國(guó)農(nóng)村電網(wǎng)的負(fù)荷特性和技術(shù)要求，農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)和改造工程中應(yīng)積極推廣使用這一產(chǎn)品。S9系列10kV的電力變壓器是我國(guó)目前生產(chǎn)的低損耗產(chǎn)品，其損耗值與S7系列對(duì)比，空載損耗可降低10%，負(fù)載損耗可降低10%，節(jié)能效果較為顯著，是目前農(nóng)網(wǎng)改造的通用產(chǎn)品。而非晶合金鐵心變壓器是當(dāng)前損耗少的節(jié)能變壓器，空載損耗可比同容量的S9變壓器平均下降75%，比S7變壓器降低78%，但價(jià)格高于S9系列變壓器，但兩種變壓器的價(jià)差，可在5～7年內(nèi)由所降低損耗少付的電費(fèi)來(lái)抵償，所以有條件的地方應(yīng)優(yōu)先考慮。
3 適當(dāng)控制電網(wǎng)運(yùn)行電壓，減少配電變壓器空載損耗
配電變壓器總損耗為：
由上式可以看出，配電變壓器固定損耗與配電網(wǎng)運(yùn)行電壓的平方成正比。由于配電變壓器鐵損(空載損耗)占總損失的80%，因而在保證末端用戶的電壓偏移在允許范圍內(nèi)，在農(nóng)用電低峰要適當(dāng)降低農(nóng)網(wǎng)運(yùn)行電壓，在農(nóng)用高峰期要適當(dāng)提高農(nóng)網(wǎng)運(yùn)行電壓。
4 及時(shí)調(diào)整變壓器三相平衡度
根據(jù)規(guī)程規(guī)定，一般要求配電變壓器出口處的電流不平衡度不大于10%，干線及分支線首端的不平衡度不大于20%，中性線的電流不超過額定電流的25%，這是因?yàn)樵谂潆娤到y(tǒng)中，有的相電流較小，有的相電流接近甚至超過額定電流，這種情況下，不僅影響變壓器的*經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，影響供電質(zhì)量，而且會(huì)成倍增加線損。若一條公用配電線路等值電阻為R，通過大電流為IA＝IB＝IC＝I，則在三相電流平衡時(shí)的有功功率損失ΔP＝3I2R。在三相電流不平衡時(shí)，有負(fù)序和零序電流分量，以平衡時(shí)的正序電流即I＝IA＝I1為標(biāo)準(zhǔn)，這時(shí)的有功功率損失為：
ε2＝I2／I1，ε0＝I0／I1，負(fù)序和零序電流的不平衡系數(shù)。從式中可見，三相電流不平衡程度越大，有功功率損失也越多，所以必須定期地進(jìn)行三相負(fù)荷測(cè)定和調(diào)整工作，使變壓器三相電流力求平衡，盡可能降低線損。
5 應(yīng)用配電變壓器空載自動(dòng)斷路器
應(yīng)用配電變壓器空載自動(dòng)斷路器，對(duì)長(zhǎng)期處于空載的農(nóng)用配電變壓器及時(shí)停止運(yùn)行，降低線損也比較明顯，例如一臺(tái)10kV，50kVA的配電變壓器的空載損耗為170W，停運(yùn)一個(gè)月可降低的電量損耗為122.4kW·h。
6 結(jié)論
綜上所述，根據(jù)農(nóng)用配電變壓器的運(yùn)行特點(diǎn)，通過擇優(yōu)變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式；選用節(jié)能型變壓器；推廣應(yīng)用單相柱上變壓器；適當(dāng)控制運(yùn)行電壓等節(jié)能技術(shù)，可以較大幅度降低農(nóng)網(wǎng)的電能損耗。
A、電壓比：
變壓器兩組線圈圈數(shù)分別為N1和N2，N1為初級(jí)，N2為次級(jí)、在初級(jí)線圈上加一交流電壓，在次級(jí)線圈兩端就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、當(dāng)N2>N1時(shí)，其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)要比初級(jí)所加的電壓還要高，這種變壓器稱為升壓變壓器：當(dāng)N2
式中n稱為電壓比(圈數(shù)比)、當(dāng)n<1時(shí)，則n1>N2，V1>V2，該變壓器為降壓變壓器、反之則為升壓變壓器、
B、變壓器的效率：
在額定功率時(shí)，變壓器的輸出功率和輸入功率的比值，叫做變壓器的效率，即
η=x100%
式中η為變壓器的效率;P1為輸入功率，P2為輸出功率、
當(dāng)變壓器的輸出功率P2等于輸入功率P1時(shí)，效率η等于100%，變壓器將不產(chǎn)生任何損耗、但實(shí)際上這種變壓器是沒有的、變壓器傳輸電能時(shí)總要產(chǎn)生損耗，這種損耗主要有銅損和鐵損、
銅損是指變壓器線圈電阻所引起的損耗、當(dāng)電流通過線圈電阻發(fā)熱時(shí)，一部分電能就轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏鴵p耗、由于線圈一般都由帶絕緣的銅線纏繞而成，因此稱為銅損、
變壓器的鐵損包括兩個(gè)方面、一是磁滯損耗，當(dāng)交流電流通過變壓器時(shí)，通過變壓器硅鋼片的磁力線其方向和大小隨之變化，使得硅鋼片內(nèi)部分子相互摩擦，放出熱能，從而損耗了一部分電能，這便是磁滯損耗、另一是渦流損耗，當(dāng)變壓器工作時(shí)、鐵芯中有磁力線穿過，在與磁力線垂直的平面上就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于此電流自成閉合回路形成環(huán)流，且成旋渦狀，故稱為渦流、渦流的存在使鐵芯發(fā)熱，消耗能量，這種損耗稱為渦流損耗、
變壓器的效率與變壓器的功率等級(jí)有密切關(guān)系，通常功率越大，損耗與輸出功率就越小，效率也就越高、反之，功率越小，效率也就越低、
怎樣判別電源變壓器參數(shù)
電源變壓器標(biāo)稱功率、電壓、電流等參數(shù)的標(biāo)記，日久會(huì)脫落或消失。有的市售變壓器根本不標(biāo)注任何參數(shù)。這給使用帶來(lái)極大不便。下面介紹無(wú)標(biāo)記電源變壓器參數(shù)的判別方法。此方法對(duì)選購(gòu)電源變壓器也有參考價(jià)值。
一、識(shí)別電源變壓器
1、從外形識(shí)別常用電源變壓器的鐵芯有E形和C形兩種。E形鐵芯變壓器呈殼式結(jié)構(gòu)(鐵芯包裹線圈)，采用D41、D42優(yōu)質(zhì)硅鋼片作鐵芯，應(yīng)用廣泛。C形鐵芯變壓器用冷軋硅鋼帶作鐵芯，磁漏小，體積小，呈芯式結(jié)構(gòu)(線圈包裹鐵芯)。
2、從繞組引出端子數(shù)識(shí)別電源變壓器常見的有兩個(gè)繞組，即一個(gè)初級(jí)和一個(gè)次級(jí)繞組，因此有四個(gè)引出端。有的電源變壓器為防止交流聲及其他干擾，初、次級(jí)繞組間往往加一屏蔽層，其屏蔽層是接地端。因此，電源變壓器接線端子至少是4個(gè)。
3、從硅鋼片的疊片方式識(shí)別E形電源變壓器的硅鋼片是交*插入的，E片和I片間不留空氣隙，整個(gè)鐵芯嚴(yán)絲合縫。音頻輸入、輸出變壓器的E片和I片之間留有一定的空氣隙，這是區(qū)別電源和音頻變壓器的較為直觀方法。至于C形變壓器，一般都是電源變壓器。
二、功率的估算
電源變壓器傳輸功率的大小，取決于鐵芯的材料和橫截面積。所謂橫截面積，不論是E形殼式結(jié)構(gòu)，或是E形芯式結(jié)構(gòu)(包括C形結(jié)構(gòu))，均是指繞組所包裹的那段芯柱的橫斷面(矩形)面積。在測(cè)得鐵芯截面積S之后，即可按P=S2/1、5估算出變壓器的功率P。式中S的單位是cm2。
例如：測(cè)得某電源變壓器的鐵芯截面積S=7cm2，估算其功率，得P=S2/1、5=72/1、5=33W剔除各種誤差外，實(shí)際標(biāo)稱功率是30W。
三、各繞組電壓的測(cè)量
要使一個(gè)沒有標(biāo)記的電源變壓器利用起來(lái)，找出初級(jí)的繞組，并區(qū)分次級(jí)繞組的輸出電壓是最基本的任務(wù)?，F(xiàn)以一實(shí)例說(shuō)明判斷方法。
例：已知一電源變壓器，共10個(gè)接線端子。試判斷各繞組電壓。
第一步：分清繞組的組數(shù)，畫出。
用R×1擋測(cè)量，凡相通的端子即為一個(gè)繞組?，F(xiàn)測(cè)得：兩兩相通的有3組，三個(gè)相通的有1組，還有一個(gè)端子與其他任何端子都不通。照上述測(cè)量結(jié)果，畫出電路圖，并編號(hào)。
從測(cè)量可知，該變壓器有4個(gè)繞組，其中標(biāo)號(hào)⑤、⑥、⑦的是一帶抽頭的繞組，⑩號(hào)端子與任一繞組均不相通，是屏蔽層引出端子。
第二步：確定初級(jí)繞組。
對(duì)于降壓式電源變壓器，初級(jí)繞組的線徑較細(xì)，匝數(shù)也比次級(jí)繞組多。因此，像圖4這樣的降壓變壓器，其電阻最大的是初級(jí)繞組。
第三步：確定所有次級(jí)繞組的電壓。
在初級(jí)繞組上通過調(diào)壓器接入交流電，緩緩升壓直至220V。依次測(cè)量各繞組的空載電壓，標(biāo)注在各輸出端。如果變壓器在空載狀態(tài)下較長(zhǎng)時(shí)間不發(fā)熱，說(shuō)明變壓器性能基本完好，也進(jìn)一步驗(yàn)證了判定的初級(jí)繞組是正確的。
四、各次級(jí)繞組最大電流的確定
變壓器次級(jí)繞組輸出電流取決于該繞組漆包線的直徑D。漆包線的直徑可從引線端子處直接測(cè)得。測(cè)出直徑后，依據(jù)公式I=2D2，可求出該繞組的最大輸出電流。式中D的單位是mm。
通過測(cè)試變壓器的絕緣電阻，可大致了解絕緣老化程度。絕緣電阻的測(cè)量，包括測(cè)量一次、二次繞組對(duì)地的絕緣電阻和一次與二次繞組之間的絕緣電阻。測(cè)試方法如下：
(1)測(cè)量額定電壓為1kV以上的繞組用2500V，1kV以下者用1000V或2500V兆歐表。
(2)測(cè)量前，先將變壓器套管清潔干凈，以免引起泄漏電流，影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。(3)測(cè)量時(shí)非被測(cè)繞組應(yīng)接地。先將變壓器的外殼和高壓繞組接地，測(cè)量低壓繞組；再將變壓器的外殼和低壓繞組接地，測(cè)量高壓繞組。
(4)測(cè)量時(shí)如用手搖式兆歐表，應(yīng)以120r／min速度轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，使指針逐漸上升，直至指針指示穩(wěn)定后再記錄讀數(shù)。
(5)絕緣電阻應(yīng)以變壓器繞組浸于油中時(shí)所得的數(shù)值為準(zhǔn)(指油浸式變壓器)，變壓器注油后應(yīng)靜放5—6h再進(jìn)行測(cè)量。把測(cè)量結(jié)果與投入運(yùn)行前的數(shù)值作比較，如果下降顯著(低于70％)，則應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)，做出全面分析。
(6)注意事項(xiàng)。
?、贉y(cè)量應(yīng)在良好天氣條件下進(jìn)行，且被測(cè)變壓器及環(huán)境溫度不宜低于5。據(jù)水電部科學(xué)研究院統(tǒng)計(jì)，環(huán)境溫度低于5時(shí)測(cè)量結(jié)果往往不準(zhǔn)確。
?、跍y(cè)量時(shí)，環(huán)境濕度不宜大于75％，因?yàn)闈穸葘?duì)表面泄漏電流的影響較大，使絕緣電阻降低。
③每測(cè)完一次絕緣電阻后，要將電荷放盡(用導(dǎo)線短接接線端子)；否則，第二次測(cè)量時(shí)，會(huì)有絕緣電阻增大的假象。
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