（中国石油哈尔滨石化分公司 黑龙江哈尔滨 150056）
摘要：本文专门针对变电站中多台主变压器的最佳节能硬件设计方案以及最佳节能运行方式进行了选择和操作应用分析，旨在实现变电站的节能生产操作优化，改变传统的主变压器运行方式，去除纰漏问题，提高变电站的全年生产经济效益。
关键词：变电站主变压器；最佳节能；运行方式
1变电站传统主变压器运行方式的弊端问题分析
变电站中技术工作人员对主变压器的运行方式存在理解偏差，他们仅仅从负荷电流是否超出主变压器额定电流数值范围来确定是否要对主变运行方式进行改变。具体到操作方面，技术工作人员在发现负荷电流小于等于容量主变额定电流时，则会直接选择投运额定容量偏小的主变；在发现负荷电流大于等于容量主变额定电流时，则会直接选择投运额定容量偏大的主变；在发现负荷电流大于大容量主变额定电流时，才会同时并行选择投运两台主变。由此可总结得出一点，如果负荷电流≤大容量主变额定电流时，变电站损耗会相应减小，这种做法即可理解为主动减少一台主变压器的空载损耗负荷电流流量。
客观分析，该做法是缺乏正确合理性的，因为它仅仅考虑了主变空载损耗问题，而忽视了主变负载损耗与投运负荷电流二者之间关系，一旦负荷电流小于50%额定电流时，就一定会出现主变压器空载损耗超过负载损耗的情况，此时只有通过降低空载损耗才能降低主变压器变损。反之，如果负荷电流大于50%额定电流时，负载损耗则会直接超过空载损耗，此时需要通过降低负载损耗做到对主变压器整体损耗的有效控制。可以见得变电所中主变压器及其损耗问题与负荷电流之间有着千丝万缕的复杂关系，如果不能弄清二者关系就很容易出现运行弊端问题或操作错误，导致变电所生产工作效率大幅度降低。
2变电站主变压器损耗与负荷电流之间的关系探讨
结合变电站中主变压器所存在的空载损耗与负载损耗两种情况，可分析判断主变压器所处的运行环境条件是相当复杂的，例如它就要经历复杂的负荷电流变化情况。在主变压器中，假设它的周波、波形以及电压等等重要指标都达到一定标准，此时它的空载损耗0P与负荷电流I大小不相关，再假设它的负载损耗ZP与负荷电流I的平方成正比，就有如下关系：
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上式中In表示二次额定电流，PK表示额定电流产生时所存在的短路铜损耗。如果分析一台主变压器进行负荷电流投运时，它的主变损耗就应该如下：
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结合上式代入数据计算可找到主变损耗最小的运行方式核心条件，假设如果设置两台主变，并对它们的空载损耗、负载损耗、二次额定电流与阻抗电压进行分析，正常情况下如果负荷电流为I，则两台投入运负荷电流的主变压器损耗应该如下：
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最后结合两台主变压器的实际情况展开分析，求得两台主变压器的总损耗应该如下：
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3变电站主变压器最佳节能设计与运行方式提出
3.1变电站主变压器的最佳节能设计方案提出
可为主变压器采用全新的散热功能部件与散热方式，配合新控制电路，在保证交换能力不降低的情况下降低电机与风扇体积，即利用多个重量较强的小经营风扇排成矩阵组合，实现针对性降噪节能优化，改变冷却风向，将原有的外排风系统改变为内吸风系统，并在导风筒进口位置安装消音防尘过滤网，结合滤网过滤减少灰尘吸附效果，提高风吹冷却能力。再一方面，要在冷却器的空腔位置加入管状残了片并进行间歇式喷雾，利用降水蒸发作用为主变设备降温，提高设备内部的热交换能力。总体来讲，就是要在硬件层面上首先做到风噪水平降低与机械噪声降低，达到综合节能降噪的良好效果。以下给出具体的冷却节能系统设计内容。
为变电站主变压器进行新型冷却系统设计，其系统中的具体构成部件应该包括了进水管、水箱、水位控制阀、水泵、出水管、过滤器、分水器、温度控制器以及防尘消音面板，其具体操作要点如下：（1）进行水箱水位控制。要打开进水总阀，保证水能顺利流入水箱位置，配合水位控制阀自动控制净水位置，当水满后进水总阀会自动关闭。（2）进行风量控制。通过温度控制器与变频装置组成将新型冷却系统的操作温度控制在0℃～50℃较大范围内，且工作频率设置为10Hz～50Hz，其中这一工作频率对应系统风机的额定负载能力。
3.2变电站主变压器的最佳节能运行方式研究
为了有效找到变电站主变压器的最佳节能运行方式，必须首先明确它的最佳运行方式条件，可选择在同一个坐标图上绘制多点关系，例如P=P1（I）、（）2P=PI、（）BP=PI等多点关系曲线图，在途中寻找到主变压器变损最小且与负荷电流能呈现正确关系的关系曲线，如图1。
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图2变电站主变压器损耗与负荷电流之间的关系示意图
如图1，结合两台变电站中的主变压器损耗负荷电流关系曲线图展开分析，其中可以观察到两台主变压器的损耗负荷电流动态变化情况，即AB、BC和CD所组成的曲线代表了两台主变压器的损耗最小最佳运行曲线。以下分析3种情况：
如果0＜I≤Ib，就有P1（I）≤P2I）＜PB（I），此时需单独投运变电站中的B主变压器；
如果Ib＜I≤IC，就有P2（I）＜P1（I），P2（I）≤PB（I），此时需要单独投运变电站中的B2主变压器；
如果I＞IC，就有PB（I）＜P2（I）P1（I），此时证明两台主变压器正在并行运行且变损表现最小。
结合上述3种结果进行计算得出结论为CI＞I时，变电站内两台主变压器的并列运行变损处于最小值状态里如果有I≤CI，则可选择单独投运一台主变压器即可将变损降到最低水平。
通常情况下，还可通过主动改变变电站中的主变压器运行方式或运行时机选择来实现节能运行，满足节能效果要求。具体做法就是结合负荷电流的偏离最低变损曲线拐点进行分析，结合其变化趋势决定负荷电流的拐点内容，考虑到这一拐点内容动态幅度较大且无法准确确定，可选择在不改变原有主变运行方式的基础之上选择两种不同的主变压器运行方式，如此也可将变损差压缩到最低值。不过在操作过程中应该考虑到负荷电流偏离点越来越远这一问题，具体来讲还要结合实际情况随机改变主变压器的运行方式，以求达到变损最小值。为此，变电站技术工作人员应该在自动操控体系中加入主变压器编程控制模块，利用模糊控制原理合理编制控制程序，有效规避断路器出现频繁动作以消耗甚至损坏主变压器。
结束语
本文中分析了变电站中传统主变压器在运行方式方面的弊端问题，探讨了主变压器损耗与负荷电流投运流通之间的内在关系，最终着重提出了主变压器最佳节能设计方式与运行方式。
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