节能变压器的运行与措施探讨

节能变压器的运行与措施探讨

马妮

关键词：节能，变压器，运行

变压器是电力工业的主要设备之一，它在输送电能的同时也消耗电能，尽管变压器的效率高达96.0%～99.7%，但由于使用量大，应用范围广，加上日前我国仍有相当数量的高耗能变压器还在电网中运行，消耗的电能十分惊人。在电网损耗中，变压器损耗占60%以上，我国所有变压器自身损耗占全国发电量的4%以上，因此，降低变压器能耗，己经成为变压器制造厂和发、供、用电部门共同关注的重要课题。降低变压器的损耗，提高电力系统的效率，也是日前世界各国关注的重要问题。在氯碱企业中，配电变压器所占比重较大，改进其性能、加强运行管理、降低损耗指标，对整个电力系统的节能，提高系统可靠性有着非常重要的意义。

1．变压器的负荷率与效率的关系

变压器的一个重要经济运行指标，就是变压器的效率。变压器的效率小仅和制造参数有关，还和变压器的负荷率紧密相关。根据效率的定义，应有下式成立：

2.变压器运行的损耗

2.1变压器使用条件

变压器的正常使用条件的海拔不超过1000m，温度-30～40℃。在此条件下变压器的电压波形近似于正弦波，多相电源电压近似对称。特殊的使用条件下，变压器的额定参数要有相应的改变。如高原、严重污秽等地区，变压器应通过改变绝缘等级等技术手段修正技术参数。

2.2变压器运行允许温升

变压器某一部位的温度高于冷却空气温度或冷却水入口温度的允许差值是变压器的允许温升。变压器绝缘的寿命主要是由最热点的温升决定的。变压器绝缘使用温度每增加6K，其老化速度增加一倍，使用寿命降低一半。

2.3变压器运行时的损耗

变压器运行时损耗主要分为两部分：第一部分为在变压器铁心中产生的损耗——铁损(PO)，铁损不随负载的变化而变化；第二部分为变压器导体中产生的损耗——负载损耗(PK)；在运行中负载损耗是一个动态的损耗。根据W=I2可看出，负载损耗与输出电流的平方成正比，可见负载损耗是随着变压器的负载大小变化而成平方关系增长的。另一方面变压器运行时的负载损耗还随着变压器运行时的温度变化而变化，这是因为变压器绕组直流电阻是随着温度的变化而变化的。

3.变压器节能降损措施

3.1正确选择变压器容量及台数

变压器容量选得过大，出现“人马拉小车”现象，空载损耗会大大增加：变压器容量选得过小，变压器负载过大，甚至过负荷，使变压器负载损耗增大变压器的最佳负载率在50%～65%之间，负载率过高，损耗明显增大；另一方面，由于变压器容量裕度小，负荷稍有增加，便需更换大容量变压器，频繁增容势必会增加投资，影响供电。因此，选择变压器容量时，要以现有的负荷为依据，适当考虑五年电力负荷发展来选择变压器容量。

考虑到变压器轻载时的损耗也相当大，且变压器的空载损耗与负载无关，如果负荷是季节性或夜间停止使用的，变压器的负荷可能仅占其容量的40%以下，从节能角度出发，这种情况下使用单台大容量的变压器，不如使用两台较小容量的变压器，以满足不同季节!不同时间电网对电量的需求，避免“大马拉小车”现象，以提高其运行效率"选择变压器时，亦可根据负载波动及季节性波动较大的负载，选择二台容量不等变压器经济运行，即子母变压器。

3.2选用节能型和特殊用途变压器

(1)采用新节能型变压器

变压器的空载损耗(铁损)主要发生在变压器铁芯叠片内，它是因交变的磁力线通过铁芯产生磁滞及涡流而带来的损耗"近年来变压器的铁芯材料已采用最新的节能材料——非晶态磁性材料，非晶合金铁芯变压器便应运而生。另外，S11型变压器卷铁心改变了传统的叠片式铁心结构，硅钢片连续卷制，铁心无接缝，大大减少了磁阻，空载电流减少了60%～80%，提高了功率因数，降低了电网线损，改善了电网的供电质量，空载损耗降低20%～35%，同时运行噪音可降低到30～45dB，也保护了环境。采用新型技术和工艺的S11型变压器空载损耗比S9型变压器平均下降30%，负载平均下降15%；较S7系列空载损耗降低80%以上，负载损耗降低30%以上，同时空载电流下降40～60%，属新型绿色环保型变压器。选择合适容量的变压器，能有效减少电能损耗。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。

(2)采用调容变压器

调容变压器是一种新型变压器，具有大小两个容量等级，并可根据负荷大小进行调节，是一种针对农网季节性负荷变化大的特点，为减少用电低谷期变压器空载损耗大的问题而设计生产的产品。当变压器负荷率低于40%时，可及时将调容变压器调到小容量状态，能有效解决“大马拉小车”的问题。调容变压器大小两个容量可根据负荷情况进行无励磁调整，分多个档位，运行单位可根据负荷及电网电压状况方便地进行调节，使变压器保持在经济运行状态，操作简单，性能稳定。

(3)提高功率因数COSΦ

变压器可变损耗的大小取决于变压器负载的大小和功率因数的高低。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，合理地配置无功补偿装置，改变无功潮流分布，可以提高功率因数，减少通过变压器传输的无功功率，减少变压器损耗，改善电压质量，提高线路和变压器的输送能力。

降低变压器损耗的措施较多，比如通过合理安排变压器运行台数和提高变压器负载的功率因数等，各单位可根据配电设备及用电负荷的实际情况，充分利用自身条件，选择有效的降损措施，才能取得较好的节能效果。在现阶段城网!农网改造中，根椐用户实际情况，合理选择不同型号，科技含量高的节能型变压器，特殊场合用特殊用途变压器，选取最优运行方式和合理调整负载等，最大限度地减少变压器的损耗，以降低整个配电网的电能损耗，提高电压质量，提高供电可靠性。

参考文献：

[1]姚磊，姚志松．中小型变压器实用全书[M]．北京：机械工业出版社，2003

[2]卢海先.变压器的节能降损探讨.中国电力教育，2008

[3]耿庆鲁.配电变压器的节能措施.中国氯碱，2008，8

[4]封国栋，梁莉.配电变压器的节能管理.节能，2008，2