变压器经济运行及节能潜力分析

变压器经济运行及节能潜力分析

李虎

特变电工股份有限公司新疆变压器厂 新疆昌吉 831100

摘要：进入新时代，我国的高速发展带动了电力行业的进步。目前，变压器是企业用电中主要的耗能设备，变压器经济运行目的是减少变压器在运行过程中的有功功率损耗和提高其经济运行效率。按照变压器经济运行理论对公司使用的变压器进行经济运行判断和节能潜力分析，确定合理使用变压器的方式，为公司节能改造提供可靠的决策依据。

关键词：变压器;经济运行;节能

引言

企业电能管理人员不仅要给生产提供安全可靠的优质供电服务，还要在用电方面最大程度节能增效、挖掘潜力。降低变压器自身损耗是最有效的节能途径之一，但是当下变压器常出现空载、欠载或过载，致使运行远离经济负载区，导致耗能增加。基于此，本文结合自身十多年参与电网管理工作经验，在查阅了大量优质电网设备节能文章撰写此文，在文中深入探究变压器节能措施，并提出具有实践意义的优化意见，为同行业工作人员提供参考内容。

1在用变压器现状

公司在用变压器28台，均为双绕组油浸式变压器和干式变压器，按型号分主要有S9、S10、S11、SCB10、SZ10等系列变压器，变压器安装总容量为54820kVA。公司厂区有110kV变电所1座，通过2台SZ10-20000/110的变压器将110kV电压降压为10kV直接对高压电动机等设备供电，两台主变采用并列运行方式，在10kV母线上设置了电容集中补偿。低压设备由二级配电变压器降压为400V供电。厂区有余热电厂，两台发电机组通过两台800kVA的变压器并入110kV变电所10kV母线上。公司的设备主要是干燥泵、循环泵、风机、球磨机等设备，以及为了保证运行而配备的空压机和皮带机等辅助设备，由于公司内部车间的生产工序不同，为了降低相互影响，每个车间所使用的设备分别设置变压器，因此不同变压器的负载特性就会有差别。表1为部分使用变压器的技术参数。

表1部分使用变压器技术参数

2变压器经济运行及节能潜力分析

2.1基于降噪技术的电力变压器设计

分析电力变压器装置构造可知，噪音的构成主要有机械噪音和冷却噪音两部分。机械噪音来源于设备内部钢片与设备框架发生共振所形成的，比如变压器运行中，对内部钢片产生的磁力影响使得承接钢片固定的垫脚机构产生震动传输力，这股力量经由不同介质传播至物体中形成噪音。冷却噪音则来源于承接系统部件降温的风扇机构或冷却机构发生震动所形成的，这一震动频率所导致的噪音污染超出了固有的基频值，继而引发设备无规则或周期性震动的现象。结合以上两点分析，运用节能降噪技术设计电力变压器时，可从这几个角度出发:第一，调换变压器内部原有的钢片结构，增强介质部件的密度，从而降低装置所受到的电磁影响。可使用具备导磁特性的材料，使得变压器内部构件在受到电磁作用时，由于材料的伸缩系数大幅降低，则部件的稳定效果得以提升，有效规避了共振现象;第二，优化变压器装置中的电磁结构，通过纵向压缩铁芯结构体积，实现铁芯发出频率与系统噪音之间的隔离。另外也可以改变变压器内部导体结构的磁通密度，通过提高部件的磁密宽度阀值，确保导体结构在频率影响下具有较高的容量值;第三，隔离变压器装置内部存在导振的部件，通过将噪音传染源切除的方式实现对噪音传播的阻拦。

2.2变压器运行方式及容量选取合理化

根据当下最新的负载率公式来看，单台变压器在运行过程中，应该适当的提高功率因数，合理使用谷段电能，不仅要降低负载损耗，同时还要控制损耗小时数。为了能够达到此目标，可以尝试将信息技术融入管理工作之中，对变压器进行远程操控与监视，在特定的情况下进行调试控制，这样既可以控制变压器整体工作状态，还可以进一步降低变压器的能源损耗。合理选择变压器容量，让负荷率宜在75%～85%，且应计及负荷计算的误差。合理选择变压器台数，变压器台数应根据负荷特点和经济运行进行选择，当符合下列条件之一时，宜装设两台及以上变压器：（1）有大量一级或二级负荷；（2）季节性负荷变化较大；（3）集中负荷较大。对昼夜或季节性波动较大的负荷，供电变压器技术经济比较，可采用容量不一致的变压器。单台单相负荷很大时，宜设单相变压器。冲击性负荷（试验设备、电焊机及大型电焊设备等）较大，严重影响电能质量时，可设专用变压器。多台变压器有并列运行可能时，适当设置低压联络线，以便切除轻载运行变压器，节约电能。

2.3基于油替技术的电力变压器设计

对于配电变压器来讲，通过采用油替技术可以帮助其实现绝缘，以此来达到安全使用的目的。根据我国目前配电变压器使用的基本标准来看，对于配电变压器的绝缘类介质燃点都在340℃左右，在这种级别下，配电变压器发生事故的概率最低。油替技术之所以具备这种特质，是因为油气技术有极高的生物降解率，都是在25天内可以完成95%的降解，并且这种物质与矿类物质相比产生的污染物更小。除此之外，这种技术可以对于配电变压器当中的电感应磁场进行干预，使得配电变压器的交流电场呈现出均衡分布的情况。通过大量的实验观察发现这些油替技术的稳定性比较好，可以有效地帮助配电变压器降低损耗。在配电变压器的具体工作过程中，需要结合不同的工作角度分析配电变压器不同的工作状态，以此来帮助选择最为合适的油替技术。

2.4采用高效率低损耗节能变压器

很多企业由于过去的条件和规模设置了符合过去生产的各种类型变压器，随着企业的发展、时代的前进，过去长期使用的老型号变压器已显得陈旧或质量差。如果现在仍然使用，将造成电能大量浪费和较高的线损，企业应根据规定，加速改造和更换这些高耗能变压器，使用符合国家技术标准的低损耗高效率的节能型变压器。节能变压器目前有“9”“10”“11”型等系列油浸变压器和“9”“10”型等系列干式变压器，其中有叠铁芯、卷铁芯和非晶合金铁芯等。卷铁芯配电变压器（S11）早在20世纪60年代已被一些发达国家所采用，近年来在我国逐渐推广，在国家电网的农网改造中应用尤为突出。卷铁芯变压器的优点为降低变压器空载10%～25%，依变压器容量而变；降低空载电流，一般为叠片铁芯的50%；变压器噪声水平显著降低，小型变压器可做到37～42dB。减少对城镇噪声污染，可称为绿色环保节能变压器，是配电网更新换代的产品。干式配电变压器由于结构简单、维护方便、防火阻燃、防尘等特点，被广泛应用在对安全运行有较高要求的场合，其主要有环氧树脂干式变压器和浸渍式干式变压器2类产品。D10型单相配电变压器多为柱上式，便于安装并靠近负荷中心，通常为少维护的密封式，与同容量三相变压器相比，空载损耗和负荷损耗都小，有效材料用量也少，价格低20%～30%。

结语

本文研究变压器存在负荷率低现象，造成用电效率不高。通过对可采取的节能改造和变压器无功补偿方法后节约电能和节约电费计算，发现这两种方法可以改善用电效率。建议通过调整变压器功率因数和实际负载率等技术措施将变压器控制在经济运行状态，以及合理配置负载，减少变压器运行台数等措施来节约企业的生产成本，提高经济效益。

参考文献

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［2］薛成林．数据中心变压器经济运行分析［J］．建筑电气，2019，38(07):43-50．

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