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[摘要] 变压器是发电厂、变电站、电网及用户中的重要电气设备，它的运行工况的好与坏将直接影响电能质量，影响机组可靠稳定运行，甚至限制机组的出力，直至使发电机与电网解列。
[关键词] 变压器 经济运行 电网 电能
发电厂、变电站及电网等电力系统中的变压器是发电厂及电网等电力系统的重要设备，在发电厂、变电站及电网等电力系统中起关键作用，是发电机与电网、变电站与电网、电网与电网及用户之间的连接枢纽，其经济运行的状况对发电量、厂用电率及电网稳定运行有着很大的影响。
1.变压器经济运行的重要性
无论是火力发电厂还是水力发电厂，也不管是大电网还是枢纽性变电站，其发电率或输送功率及电力经济效益都是受变压器的运行状况限制的，尤其是发电厂和枢纽性变电站的厂（站）用电设备中，除耗电量最多的电动机或线路（约占其用电量的86%）外，变压器的损耗是不可忽视的，且由于整个厂（站）用电系统的设备在运行中的相互影响。如果变压器的运行方式不合理、不稳定、不经济，不但变压器的自身能量消耗增加，进而缩短变压器的使用寿命，而且还会影响到其它如电动机或线路等厂（站）用电设备的经济运行和使用寿命，所以变压器能否经济运行是“不容忽视的”问题。
1.1发电厂、枢纽变电站及电网要求变压器必须经济运行
由于变压器是发电厂、变电站、电网及用户的联结枢纽，所以变压器的稳定、可靠、安全、经济运行，是发电厂、变电站、电网及用户间电能交换的关键，是发电厂电能有效利用的保证，是变电站能量转换的有效方式，是电网电能很好传输并合理分配的主要途径，也是影响整个电网及发电厂、变电站安全、可靠运行的主要因素。
1.2厂（站）用电系统要求变压器必须经济运行
各需要传输、转换、分配、使用的厂（站）用电系统，其电能质量及设备使用效率都與变压器的经济运行有重要关系，且相互影响，所以变压器的运行方式必须经济合理。否则，不但变压器的运行工况差、不稳定，能量损耗还急剧增加，而且还会使其它电气设备的运行工况差、不稳定、不安全，甚至严重影响电网、发电机组、变电站的安全、稳定运行，以致造成不必要的损失。
1.3高低压用户等用电系统要求变压器必须经济运行
各高、低压用户等用电系统需要优良品质的电能，不但要求所用电能有安全、经济、稳定、可靠性，而且要求电能要有固有的频率、稳定的波形、相同大小的振幅，还要求电能要有随时可用性以及损失小的特点，以适应各种用户的用电条件和要求。相反，达不到质量要求的电能会使各种用户既不能经济使用电能，又无法安全、良好的利用电能，甚至是不能使用电能。
2.变压器经济运行的各种情况的分析
变压器的经济运行方式是关系到整个电网、发电厂以及变电站安全、稳定、可靠运行的关键，关系到厂（站）用电量及厂（站）用电率的关键，关系到电网、变电站、发电机组电能质量的关键，也为了使设备的运行寿命得到延长，所以必须使变压器在良好的经济运行状态下运行。
2.1要使变压器处于经济运行状态，关键应从以下两方面入手，才能使得电力设备运行良好，才能延长设备使用寿命
2.1.1变压器在正常运行时，其效率是在一定范围内变化的。
为了达到高效益的目的，这就必须使得变压器在其效率较高的运行区间可靠稳定的运行；
2.1.2变压器的正常运行存在不同的运行方式，为了确保电网、变电站、发电机组正常出力，合理分配有效负荷，减少变压器及其它电力设备的损耗，延长电力设备的使用寿命，必须使变压器在合理的运行方式下经济运行。
总之，既要保证发电机组、变电站、电网等可靠稳定运行，又要保证电网、变电站输送出高质量的电能；既要保证设备正常出力，又要保证其它电力设备既经济又安全的运行，二者必须兼顾。
2.2变压器本身在效率变化范围内的经济性运行
2.2.1变压器等电气设备在正常运行状况时，在配套设备允许的情况下，都允许有一定的效率变化范围，只要根据变压器的损耗与可变损耗的负荷关系以及当时电力设备的运行工况、运行方式、输送功率、能量转换来决定变压器的经济运行方式。
2.2.2通过对变压器的损耗与可变损耗负荷关系曲线的分析，结合电力设备运行工况、现场运行条件、输送电能质量的研究，分析得出结论：在变压器最低固定不变损耗相同并且其他电力设备正常出力的条件下，经过变压器传输的电能达到最大值，这时的变压器效率最高，效益也最好。由此看来，变压器在这种条件下担负这样的负荷最为经济，即在运行方式及运行工况良好的情况下，在整个负荷下其产生的损耗平衡（包括线圈的铜损耗和铁心等的铁损耗相等），变压器的出力达到理想状态下的效率范围，也即使电能最大限度地被利用，还能降低各电气设备的实际损耗，同时也延长了电气设备的使用寿命。
2.2.3并联的一组变压器的运行情况，在分析的时候，也是在以上单台变压器运行的基础上研究的，根据变压器并联运行的条件知道：各台变压器的高低压侧电压等级（变比）分别相同,变比差值ΔK=（K1―K2）/（K1K2）1/2≤1%，为了防止变压器内部产生环流；各台变压器的联结组别分别相同，否则，次级线圈间存在电势差ΔE，这将在变压器绕组中产生环流；各台变压器的短路阻抗标么值相等，且短路阻抗角相等，为了使负载能按变压器的额定容量成正比分配。这三个条件缺一不可，只有同时满足了变压器并联运行的三个条件，几台变压器才能并联运行，正常出力。否则，变压器不允许并联运行，这样容易发生负荷分配不平衡，产生环流损坏变压器的各个零部件等严重故障事件，限制机组正常出力，甚至会引起变压器爆炸等的恶性事故。
2.3生产厂家在制造变压器时，为了保证变压器的正常运行和出力，必须采用高质量的材料，比如：优质的铜绕组和硅钢片等；先进的生产工艺，比如：空气隔离技术等；严格的技术作业流程，比如除尘技术在作业流程中的应用；高水平的质量管理体系，比如：ISO2002管理体系等有利于制造变压器的各种组织和技术措施。
2.4为了保证变压器的利用效率最高，一般情况下，经现场检验总结出负荷系数Kˊ=0.5～0.6时，变压器的有效利用率达到最高。当变压器本身制造完成后，只有改变其负荷大小，才能使负荷系数趋于系数 Kˊ，从而使得变压器的效率最高，其出力将达到最大且能稳定运行。
3.变压器的运行方式必须经济合理
3.1发电厂、变电站及电网的安全运行是放在首位的，只有在安全的基础上考虑经济性，经济性才是有意义的；否则，没有安全的经济性是不稳定的，是绝对靠不住的。这种在安全的基础上谈经济性才有具体的内容，才能体现变压器的重要性，有如建立在经济基础之上的上层建筑一样，才有其具体意义。
3.2发电厂、变电站及电网内的变压器可分为升压变压器和降压变压器及配电变压器三种
3.2.1一种是升压变压器：为了使变压器、输电线路等电气设备的损耗降低到最小，而把低等级电压升高到一定的合适的高等级电压的传输电能的变压器。它能把所需要传输的电能从发电厂、变电站经电网输送到变电站或大型用户供其使用或继续输送。在当今大机组大容量超临界种类的单机容量不断增大的条件下，所要输送的电能也在不断的增加，这就使得传输电能使用的电压等级也要求越来越高，这就使得电压等级不断的提高，因而升压变压器的自身容量也越来越大，故而要求大容量的大型变压器也要提高工作效率，一般应在95%或以上。
3.2.2另一种是降压变压器：为了给变电站或大、小型用户、甚至厂用电等正常使用电能的电气设备，提供合适等级的电压以及具有优良品质的电能，使高等级电压降低到一定的合适的低等级电压的传输电能的变压器。在保证电能质量的条件下，它能把所需要传输的电能输送到小型变电站、用户或厂用电系统，而大型发电机组、变电站或电网等电气设备的系统也越来越复杂，因此，采用和调整变压器的经济运行方式，是减少电网各种损耗，降低自用电率，增大传输功率，有效利用变压器容量的关键之所在，是保证变压器经济运行的重要环节。
3.2.3第三种是配电变压器：为了给大、小型用户、甚至厂用电等正常使用电能的电气设备，提供合适等级的电压以及具有优良品质的电能，使合适等级电压的电能传输、分配到用户的变压器。在保证电能质量的条件下，它能把所需要传输的电能分配到用户系统，而采用和调整变压器的经济运行方式，是减少电能损失，降低自用电率，增大传输功率，有效利用变压器容量的关键环节。
3.3为了获得变压器运行的经济性，从而使发电厂、变电站、电网以及用户等电力设施获得经济运行，一般视具体情况调整变压器负荷，改变变压器运行方式，来使得变压器本身通过调整负荷，使得变压器在负荷系数Kˊ=0.5～0.6的范围内运行从而保证变压器的经济运行。
3.4几台变压器确定并联投入运行时，从经济角度出发，必须考虑变压器内有功损耗和无功损耗，这里考虑无功损耗是因为变压器内无功损耗的任何变动，都伴随有功损耗的变化，因而使传送电能的线路、变压器等电气设备的能量损耗变动，所以在选择良好的工作状态，最有利的经济运行方式时，必须考虑无功损耗。
发电厂、变电站、电网中的电力变压器无论是升压变压器还是降压变压器，它们在现场运行中，由于在一昼夜或一定时间内的负荷都有很大变动，有的甚至是停用。所以对于断续间隔运行的电气设备，相互之间避开运行高峰时段去运行或起停；或者在负荷增加的时候，适当多投入几台变压器以分担负荷，避免变压器超负荷运行；而在负荷减少的时候，随机将几台变压器停用，以减少不必要的损耗和调整不合理的運行方式，从而使变压器的负荷系数在有效的Kˊ=0.5～0.6的范围内运行，来保证变压器的经济运行。
这种调整将在很大程度上使变压器总的有功损耗降低，无功损耗减少，使变压器处于经济运行状态，从而降低其不必要的损耗费用，反而增加其传输电能的能力，提高其有效利用率，为保证发电厂、变电站、电网及用户的经济运行奠定了基础。
3.4.1通常在研究并联运行变压器的经济运行方式时，常用一个叫做无功经济当量系数的K，把无功损耗折算成有功损耗，无功经济当量系数K表示发出和输送1千瓦无功功率需要消耗多少有功功率。无功经济当量系数K的值，随变压器安装的地点而不同，随安装地点与发电厂、变电站等电力设施的距离而变化。K值随安装地点与发电厂、变电站等电力设施之间的距离增大而增大，因无功功率经长距离电网输送有较大的有功损耗，从而使发电厂、变电站、电网等电力设施的能量损耗增加。
3.4.2如果多台变压器在必要时需要并联投入，那么不同负荷时投入运行的变压器的台数应为多少，必须根据实际需要，合理安排应投入的数量。当然，投入后并联的各台变压器必须符合并联条件，即：各变压器的高低压侧电压等级（变比）分别相同；各变压器的短路阻抗标么值分别相同，短路阻抗角相同；各变压器的联接组别分别相同。变压器应投入台数由以下两种情况分析得出：
3.4.2.1如果并联各台变压器的型号和容量相同时，在不同情况下应投入运行的变压器台数可由下列公式决定：
若负荷增加且有下式成立：
时，向并联运行的几台变压器再投入一台变压器运行比较经济；
若负荷减少且有下式成立：
时，从并联运行的几台变压器中切除一台变压器运行比较经济。
其中： Sn —并联运行的几台变压器的总负荷；
S1 —单台变压器的平均额定容量；
N —已并联运行的变压器台数；
P0 —变压器空载时的有功损耗，即铁损；
Q0 —变压器空载时的无功损耗，即电感损耗；
P短—变压器短路时的有功损耗，即铜损；
Q短—变压器短路时的无功损耗，即电感损耗；
K —变压器无功经济当量系数；
由各种情况下的分析结果可以知道：从经济运行的角度来讲，符合经济运行的变压器的台数，可以对并联变压器的数量进行增减，保证并联变压器的经济运行，从而使发电厂、变电站、电网等电力设施的安全稳定出力更上一层楼。以上所涉及的各字母所表示的意义都已明确，数据可从变压器的试验报告或名牌中直接查得，或通过各种数据换算而得。
3.4.2.2如果并联的各台变压器的型号和容量不相同时，在不同负荷情况下，应投入运行的变压器台数，可通过查曲线的方法取得，这种情况比较复杂，因各变压器的铁损、铜损不相等，负荷分配也比较复杂，计算起来也很困难，故不易用简单的公式决定或得出。一般原则是：一定负荷下该投入几台变压器，就要看在该负荷下，安全运行时投入几台变压器使得总的损耗最小，能最有效利用各变压器容量，就投入几台，以达到安全经济运行的方式。通常是把每台变压器的总损耗（包括有功损耗和无功损耗）与负荷的关系画成曲线，再把几台变压器的总损耗（包括每台变压器的铜损和铁损）与总负荷的关系也画成曲线放在同一个坐标中，根据最大使用效率原则，可以从图上对应于该负荷的最低一条曲线取得。
4.变压器运行的几种情况分析
4.1备用变压器应由热备用转为冷备用
从经济方面考虑，作为备用变压器在正常情况下不应带有电压，这样可以避免备用变压器因带有电压而增加的空载损耗（包括有功损耗和无功损耗），这样即可减少能量的损耗，又可延长变压器本身的使用寿命。
备用变压器应通过采用“备用电源自动投入”装置的方式，来保证备用变压器在因负荷增加或其它变压器故障时，需要投入运行时的可靠性，既减少了不必要的损耗，又提高了备用变压器快速投入的速度和准确性，从而使发电厂、变电站、电网中的电能高效率的、安全稳定的传输和被使用。
4.2合理选用变压器的电压等级
为了使发电厂、变电站、电网中的电能被有效传输和使用，必须维持发电厂、变电站、电网的各电压等级的母线及线路有正常的电压水平，在增大导线截面积的同时，还需要合理选用变压器的不同电压等级，也即：合理选用调整不同电压等级的变压器的不同分接头，分接头位置的调整是保证母线及线路电压有一个良好的运行状态的重要手段，只有通过调整变压器的不同分接头，才能取得合理等级的电压，保证发电厂、变电站、电网中的不同电压等级的电能质量，从而为用户及厂用电提供一个良好的工作环境和经济运行条件，确实减少损耗，最大限度的利用电能。
4.3采用分裂绕组变压器，要使其两端负荷保持均衡
分裂绕组变压器的采用，不但限制了短路电流，也减少了变压器短路故障损耗，而且也平均分担了变压器的负荷，从而相对地增加了变压器的额定容量，但是分裂绕组变压器所带的负荷，必须使变压器两负荷端均衡分配，否则，将使变压器的损耗有很大的增加，进而影响变压器的良好工作以及电能质量，所以分裂绕组两端负荷必须均衡，以使变压器有一个良好的工作状态和运行环境。
5.小结
在经过若干次的试验并且经过计算分析，结果在安全可靠的发、供、用电的前提下，通过调整或采用变压器的经济运行方式，可使变压器的损耗（包括变压器的铜损和铁损）大大降低，不超过总损耗的12%，也保证了良好的电能质量，由此可见，变压器经济节能运行是行之有效的方法，不但降低了电能的损耗，也减少了发、供、用电系统的能源投资，而且提高了发电厂、变电站、电网以及用户的经济效益和电能的利用率，从而节约了大量的资金费用，为电力系统做出了应有的贡献。
参考文献：
[1]《变压器安装维护使用手册》，2002.4.1.
[2]《变压器检修规程》，2004.1.1.
作者简介：
张建军（1972— ）男，内蒙古人，毕业于内蒙古工业大学，电力工程技术专业工程师，主要从事电力工程技术专业检修及技术管理。
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[关键词] 变压器 经济运行 电网 电能
发电厂、变电站及电网等电力系统中的变压器是发电厂及电网等电力系统的重要设备，在发电厂、变电站及电网等电力系统中起关键作用，是发电机与电网、变电站与电网、电网与电网及用户之间的连接枢纽，其经济运行的状况对发电量、厂用电率及电网稳定运行有着很大的影响。
1.变压器经济运行的重要性
无论是火力发电厂还是水力发电厂，也不管是大电网还是枢纽性变电站，其发电率或输送功率及电力经济效益都是受变压器的运行状况限制的，尤其是发电厂和枢纽性变电站的厂（站）用电设备中，除耗电量最多的电动机或线路（约占其用电量的86%）外，变压器的损耗是不可忽视的，且由于整个厂（站）用电系统的设备在运行中的相互影响。如果变压器的运行方式不合理、不稳定、不经济，不但变压器的自身能量消耗增加，进而缩短变压器的使用寿命，而且还会影响到其它如电动机或线路等厂（站）用电设备的经济运行和使用寿命，所以变压器能否经济运行是“不容忽视的”问题。
1.1发电厂、枢纽变电站及电网要求变压器必须经济运行
由于变压器是发电厂、变电站、电网及用户的联结枢纽，所以变压器的稳定、可靠、安全、经济运行，是发电厂、变电站、电网及用户间电能交换的关键，是发电厂电能有效利用的保证，是变电站能量转换的有效方式，是电网电能很好传输并合理分配的主要途径，也是影响整个电网及发电厂、变电站安全、可靠运行的主要因素。
1.2厂（站）用电系统要求变压器必须经济运行
各需要传输、转换、分配、使用的厂（站）用电系统，其电能质量及设备使用效率都與变压器的经济运行有重要关系，且相互影响，所以变压器的运行方式必须经济合理。否则，不但变压器的运行工况差、不稳定，能量损耗还急剧增加，而且还会使其它电气设备的运行工况差、不稳定、不安全，甚至严重影响电网、发电机组、变电站的安全、稳定运行，以致造成不必要的损失。
1.3高低压用户等用电系统要求变压器必须经济运行
各高、低压用户等用电系统需要优良品质的电能，不但要求所用电能有安全、经济、稳定、可靠性，而且要求电能要有固有的频率、稳定的波形、相同大小的振幅，还要求电能要有随时可用性以及损失小的特点，以适应各种用户的用电条件和要求。相反，达不到质量要求的电能会使各种用户既不能经济使用电能，又无法安全、良好的利用电能，甚至是不能使用电能。
2.变压器经济运行的各种情况的分析
变压器的经济运行方式是关系到整个电网、发电厂以及变电站安全、稳定、可靠运行的关键，关系到厂（站）用电量及厂（站）用电率的关键，关系到电网、变电站、发电机组电能质量的关键，也为了使设备的运行寿命得到延长，所以必须使变压器在良好的经济运行状态下运行。
2.1要使变压器处于经济运行状态，关键应从以下两方面入手，才能使得电力设备运行良好，才能延长设备使用寿命
2.1.1变压器在正常运行时，其效率是在一定范围内变化的。
为了达到高效益的目的，这就必须使得变压器在其效率较高的运行区间可靠稳定的运行；
2.1.2变压器的正常运行存在不同的运行方式，为了确保电网、变电站、发电机组正常出力，合理分配有效负荷，减少变压器及其它电力设备的损耗，延长电力设备的使用寿命，必须使变压器在合理的运行方式下经济运行。
总之，既要保证发电机组、变电站、电网等可靠稳定运行，又要保证电网、变电站输送出高质量的电能；既要保证设备正常出力，又要保证其它电力设备既经济又安全的运行，二者必须兼顾。
2.2变压器本身在效率变化范围内的经济性运行
2.2.1变压器等电气设备在正常运行状况时，在配套设备允许的情况下，都允许有一定的效率变化范围，只要根据变压器的损耗与可变损耗的负荷关系以及当时电力设备的运行工况、运行方式、输送功率、能量转换来决定变压器的经济运行方式。
2.2.2通过对变压器的损耗与可变损耗负荷关系曲线的分析，结合电力设备运行工况、现场运行条件、输送电能质量的研究，分析得出结论：在变压器最低固定不变损耗相同并且其他电力设备正常出力的条件下，经过变压器传输的电能达到最大值，这时的变压器效率最高，效益也最好。由此看来，变压器在这种条件下担负这样的负荷最为经济，即在运行方式及运行工况良好的情况下，在整个负荷下其产生的损耗平衡（包括线圈的铜损耗和铁心等的铁损耗相等），变压器的出力达到理想状态下的效率范围，也即使电能最大限度地被利用，还能降低各电气设备的实际损耗，同时也延长了电气设备的使用寿命。
2.2.3并联的一组变压器的运行情况，在分析的时候，也是在以上单台变压器运行的基础上研究的，根据变压器并联运行的条件知道：各台变压器的高低压侧电压等级（变比）分别相同,变比差值ΔK=（K1―K2）/（K1K2）1/2≤1%，为了防止变压器内部产生环流；各台变压器的联结组别分别相同，否则，次级线圈间存在电势差ΔE，这将在变压器绕组中产生环流；各台变压器的短路阻抗标么值相等，且短路阻抗角相等，为了使负载能按变压器的额定容量成正比分配。这三个条件缺一不可，只有同时满足了变压器并联运行的三个条件，几台变压器才能并联运行，正常出力。否则，变压器不允许并联运行，这样容易发生负荷分配不平衡，产生环流损坏变压器的各个零部件等严重故障事件，限制机组正常出力，甚至会引起变压器爆炸等的恶性事故。
2.3生产厂家在制造变压器时，为了保证变压器的正常运行和出力，必须采用高质量的材料，比如：优质的铜绕组和硅钢片等；先进的生产工艺，比如：空气隔离技术等；严格的技术作业流程，比如除尘技术在作业流程中的应用；高水平的质量管理体系，比如：ISO2002管理体系等有利于制造变压器的各种组织和技术措施。
2.4为了保证变压器的利用效率最高，一般情况下，经现场检验总结出负荷系数Kˊ=0.5～0.6时，变压器的有效利用率达到最高。当变压器本身制造完成后，只有改变其负荷大小，才能使负荷系数趋于系数 Kˊ，从而使得变压器的效率最高，其出力将达到最大且能稳定运行。
3.变压器的运行方式必须经济合理
3.1发电厂、变电站及电网的安全运行是放在首位的，只有在安全的基础上考虑经济性，经济性才是有意义的；否则，没有安全的经济性是不稳定的，是绝对靠不住的。这种在安全的基础上谈经济性才有具体的内容，才能体现变压器的重要性，有如建立在经济基础之上的上层建筑一样，才有其具体意义。
3.2发电厂、变电站及电网内的变压器可分为升压变压器和降压变压器及配电变压器三种
3.2.1一种是升压变压器：为了使变压器、输电线路等电气设备的损耗降低到最小，而把低等级电压升高到一定的合适的高等级电压的传输电能的变压器。它能把所需要传输的电能从发电厂、变电站经电网输送到变电站或大型用户供其使用或继续输送。在当今大机组大容量超临界种类的单机容量不断增大的条件下，所要输送的电能也在不断的增加，这就使得传输电能使用的电压等级也要求越来越高，这就使得电压等级不断的提高，因而升压变压器的自身容量也越来越大，故而要求大容量的大型变压器也要提高工作效率，一般应在95%或以上。
3.2.2另一种是降压变压器：为了给变电站或大、小型用户、甚至厂用电等正常使用电能的电气设备，提供合适等级的电压以及具有优良品质的电能，使高等级电压降低到一定的合适的低等级电压的传输电能的变压器。在保证电能质量的条件下，它能把所需要传输的电能输送到小型变电站、用户或厂用电系统，而大型发电机组、变电站或电网等电气设备的系统也越来越复杂，因此，采用和调整变压器的经济运行方式，是减少电网各种损耗，降低自用电率，增大传输功率，有效利用变压器容量的关键之所在，是保证变压器经济运行的重要环节。
3.2.3第三种是配电变压器：为了给大、小型用户、甚至厂用电等正常使用电能的电气设备，提供合适等级的电压以及具有优良品质的电能，使合适等级电压的电能传输、分配到用户的变压器。在保证电能质量的条件下，它能把所需要传输的电能分配到用户系统，而采用和调整变压器的经济运行方式，是减少电能损失，降低自用电率，增大传输功率，有效利用变压器容量的关键环节。
3.3为了获得变压器运行的经济性，从而使发电厂、变电站、电网以及用户等电力设施获得经济运行，一般视具体情况调整变压器负荷，改变变压器运行方式，来使得变压器本身通过调整负荷，使得变压器在负荷系数Kˊ=0.5～0.6的范围内运行从而保证变压器的经济运行。
3.4几台变压器确定并联投入运行时，从经济角度出发，必须考虑变压器内有功损耗和无功损耗，这里考虑无功损耗是因为变压器内无功损耗的任何变动，都伴随有功损耗的变化，因而使传送电能的线路、变压器等电气设备的能量损耗变动，所以在选择良好的工作状态，最有利的经济运行方式时，必须考虑无功损耗。
发电厂、变电站、电网中的电力变压器无论是升压变压器还是降压变压器，它们在现场运行中，由于在一昼夜或一定时间内的负荷都有很大变动，有的甚至是停用。所以对于断续间隔运行的电气设备，相互之间避开运行高峰时段去运行或起停；或者在负荷增加的时候，适当多投入几台变压器以分担负荷，避免变压器超负荷运行；而在负荷减少的时候，随机将几台变压器停用，以减少不必要的损耗和调整不合理的運行方式，从而使变压器的负荷系数在有效的Kˊ=0.5～0.6的范围内运行，来保证变压器的经济运行。
这种调整将在很大程度上使变压器总的有功损耗降低，无功损耗减少，使变压器处于经济运行状态，从而降低其不必要的损耗费用，反而增加其传输电能的能力，提高其有效利用率，为保证发电厂、变电站、电网及用户的经济运行奠定了基础。
3.4.1通常在研究并联运行变压器的经济运行方式时，常用一个叫做无功经济当量系数的K，把无功损耗折算成有功损耗，无功经济当量系数K表示发出和输送1千瓦无功功率需要消耗多少有功功率。无功经济当量系数K的值，随变压器安装的地点而不同，随安装地点与发电厂、变电站等电力设施的距离而变化。K值随安装地点与发电厂、变电站等电力设施之间的距离增大而增大，因无功功率经长距离电网输送有较大的有功损耗，从而使发电厂、变电站、电网等电力设施的能量损耗增加。
3.4.2如果多台变压器在必要时需要并联投入，那么不同负荷时投入运行的变压器的台数应为多少，必须根据实际需要，合理安排应投入的数量。当然，投入后并联的各台变压器必须符合并联条件，即：各变压器的高低压侧电压等级（变比）分别相同；各变压器的短路阻抗标么值分别相同，短路阻抗角相同；各变压器的联接组别分别相同。变压器应投入台数由以下两种情况分析得出：
3.4.2.1如果并联各台变压器的型号和容量相同时，在不同情况下应投入运行的变压器台数可由下列公式决定：
若负荷增加且有下式成立：
时，向并联运行的几台变压器再投入一台变压器运行比较经济；
若负荷减少且有下式成立：
时，从并联运行的几台变压器中切除一台变压器运行比较经济。
其中： Sn —并联运行的几台变压器的总负荷；
S1 —单台变压器的平均额定容量；
N —已并联运行的变压器台数；
P0 —变压器空载时的有功损耗，即铁损；
Q0 —变压器空载时的无功损耗，即电感损耗；
P短—变压器短路时的有功损耗，即铜损；
Q短—变压器短路时的无功损耗，即电感损耗；
K —变压器无功经济当量系数；
由各种情况下的分析结果可以知道：从经济运行的角度来讲，符合经济运行的变压器的台数，可以对并联变压器的数量进行增减，保证并联变压器的经济运行，从而使发电厂、变电站、电网等电力设施的安全稳定出力更上一层楼。以上所涉及的各字母所表示的意义都已明确，数据可从变压器的试验报告或名牌中直接查得，或通过各种数据换算而得。
3.4.2.2如果并联的各台变压器的型号和容量不相同时，在不同负荷情况下，应投入运行的变压器台数，可通过查曲线的方法取得，这种情况比较复杂，因各变压器的铁损、铜损不相等，负荷分配也比较复杂，计算起来也很困难，故不易用简单的公式决定或得出。一般原则是：一定负荷下该投入几台变压器，就要看在该负荷下，安全运行时投入几台变压器使得总的损耗最小，能最有效利用各变压器容量，就投入几台，以达到安全经济运行的方式。通常是把每台变压器的总损耗（包括有功损耗和无功损耗）与负荷的关系画成曲线，再把几台变压器的总损耗（包括每台变压器的铜损和铁损）与总负荷的关系也画成曲线放在同一个坐标中，根据最大使用效率原则，可以从图上对应于该负荷的最低一条曲线取得。
4.变压器运行的几种情况分析
4.1备用变压器应由热备用转为冷备用
从经济方面考虑，作为备用变压器在正常情况下不应带有电压，这样可以避免备用变压器因带有电压而增加的空载损耗（包括有功损耗和无功损耗），这样即可减少能量的损耗，又可延长变压器本身的使用寿命。
备用变压器应通过采用“备用电源自动投入”装置的方式，来保证备用变压器在因负荷增加或其它变压器故障时，需要投入运行时的可靠性，既减少了不必要的损耗，又提高了备用变压器快速投入的速度和准确性，从而使发电厂、变电站、电网中的电能高效率的、安全稳定的传输和被使用。
4.2合理选用变压器的电压等级
为了使发电厂、变电站、电网中的电能被有效传输和使用，必须维持发电厂、变电站、电网的各电压等级的母线及线路有正常的电压水平，在增大导线截面积的同时，还需要合理选用变压器的不同电压等级，也即：合理选用调整不同电压等级的变压器的不同分接头，分接头位置的调整是保证母线及线路电压有一个良好的运行状态的重要手段，只有通过调整变压器的不同分接头，才能取得合理等级的电压，保证发电厂、变电站、电网中的不同电压等级的电能质量，从而为用户及厂用电提供一个良好的工作环境和经济运行条件，确实减少损耗，最大限度的利用电能。
4.3采用分裂绕组变压器，要使其两端负荷保持均衡
分裂绕组变压器的采用，不但限制了短路电流，也减少了变压器短路故障损耗，而且也平均分担了变压器的负荷，从而相对地增加了变压器的额定容量，但是分裂绕组变压器所带的负荷，必须使变压器两负荷端均衡分配，否则，将使变压器的损耗有很大的增加，进而影响变压器的良好工作以及电能质量，所以分裂绕组两端负荷必须均衡，以使变压器有一个良好的工作状态和运行环境。
5.小结
在经过若干次的试验并且经过计算分析，结果在安全可靠的发、供、用电的前提下，通过调整或采用变压器的经济运行方式，可使变压器的损耗（包括变压器的铜损和铁损）大大降低，不超过总损耗的12%，也保证了良好的电能质量，由此可见，变压器经济节能运行是行之有效的方法，不但降低了电能的损耗，也减少了发、供、用电系统的能源投资，而且提高了发电厂、变电站、电网以及用户的经济效益和电能的利用率，从而节约了大量的资金费用，为电力系统做出了应有的贡献。
参考文献：
[1]《变压器安装维护使用手册》，2002.4.1.
[2]《变压器检修规程》，2004.1.1.
作者简介：
张建军（1972— ）男，内蒙古人，毕业于内蒙古工业大学，电力工程技术专业工程师，主要从事电力工程技术专业检修及技术管理。
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