配电变压器节能降耗措施的探讨(通用版)

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配电变压器节能降耗措施的探

讨(通用版)

Safety is inseparable from production and efficiency. Only when safety is good can we ensure better production. Pay attention to safety at all times.

配电变压器节能降耗措施的探讨(通用版)

摘要：随着我国经济的快速发展,用电量逐年增加,作为电力系统实现电能输送与分配的重要设备之一,变压器的用量也势必不断增长,降低变压器损耗是降低电网线损的关键。变压器的节能措施涵盖在变压器生产、使用、运行等各个方面。本文首先分析了变压器运行的损耗及制造中的降耗措施，然后从配变损耗增大原因及在变压器的选型、配置、运行方式、无功补偿和管理等7各方面个方面探讨了变压器的节能降耗措施。

关键词：配电网；变压器；节能降耗

1引言：变压器是电网中运用最普遍的设备之一,它贯穿于电力系统的发、输、变、配、用各个环节。一般说来,从发电到用电需要经过3～5次的电压变换过程,其中变压器必然产生有功和无功损耗,其电能总损耗约占发电量的10%。尤其在配电网中,增加配变布点的

要求使得配电变压器的数量和总容量非常庞大,在配电网线损中配电变压器损耗占了60％以上。在整个电力系统中，变压器中占了相当比例。因此,提高配变的运行效率、降低配网损耗具有极为重大的意义。

2变压器的损耗分析及在制造工艺上应采取的措施

变压器运行时从电网吸收功率，其中很小一部分消耗在原绕组的电阻和铁心上。其余部分通过电磁感应传给副绕组，副绕组获得的电磁功率又有很小一部分消耗在副绕组的电阻上，其余的传给负载。其中消耗在电阻上的叫铜耗，消耗在铁心上的叫。变压器的损耗就包括铁损和铜损。铁耗与铁芯的材质有关,与负荷大小无关,其值基本上是固定的;铜耗与变压器的负载密切相关,近似与负荷电流的平方成正比。

2.1降低空载损耗，改进铁心结构。

空载损耗虽然只占变压器总损耗的20％～30％，但它不是随负载变化而变化的损耗。对于年最大负载利用小时较低的中小型变压器来说，降低空载损耗的意义更为重大。变压器空载损耗为

Po=KcPcGc，要降低空载损耗，就必须降低铁心质量Gc、单位损耗Pc、工艺系数Kc。

改进措施

（1）采用优良的硅钢片。硅钢片越好，则单位损耗Pc越小。

（2）改进贴心结构和工艺，降低工艺系数Kc。当硅钢片一定时，单位损耗一定，而降低铁心质量时，磁通密度增大，单位损耗成二次方的增大，空载损耗反而上升，所以只能降低工艺系数Kc。

2.2降低负载损耗，改进绝缘结。

负载损耗占总损耗的70％～80％，数值很大。变压器的负载损耗近似为绕组的电阻损耗。表示为Pk=KmδGm（？）即负载损耗与铁芯损耗于导线质量Km、电流密度δ、电导率Gm有关。

降低措施：

（1）降低电导率Km，采用电导率高的铜线。

（2）降低导线重量时，电流密度成二次方增大，负载损耗反而上升。降低电流密度，可以降低负载损耗，但导线重量增大，浪费了材料。

（3）从减少匝数出发，可以降低负载损耗，但增大了铁心质量。

因此，直接改变变压器导电体数据来降低负载损耗是有困难的，除了适当降低电流密度外，只有从改善绝缘结构、缩小绝缘的体积。提高绕组填充系数着手，来减少绕组尺寸，以减少负载漏损耗。

2.3降低其他损耗，改进其他结构。

设计中应将绕组安匝调整得很平衡，控制了绕组的漏磁通。这就降低了邮箱等结构件中的杂散损耗；在变压器油油箱上还采用波纹油箱代替管式散热器，从而体改了散热效率；铁轭绝缘采用整体绝缘，绕组出头和外表加强绑扎，对绕组绕制尺寸加以严格规定，这些都有助于提高绕组的机械强度。

3.造成变压器损耗增大的外部原因

3.1温度过高

电力变压器的温升每超过8℃，寿命将减少一半。如果它的运行温度超过变压器绕组绝缘允许的范围，绝缘迅速老化，甚至使绕组击穿，烧毁变压器。所以要降低电力变压器运行温度实现节能。

3.2三相电流不平衡。

负序电流最大不能超过正序电流的5%。如果变压器绕组为YO接线，在中线流过的电流不应超过变压器的额定电流的25%。否则损耗将加大。

3.3高次谐波

在电力系统中各种高次谐波会造成电能损耗，对于电力变压器要减少或消除供电系统的高次谐波。

3.4负载率太低或太高低

当负载太小时，变压器无功损耗加大，功率因数变差；当变压器过负荷运行时，会造成变压器过热，且有功损耗加大。一般情况下，电力变压器运行的负载在60～70%Se时处于理想状态，此时变压器损耗较小，运行费用较低。

3.5安装地点不够合理，供电半径较大

按照运行规程及设计规程要求，配电变压器应设置在负荷中心，供电半径不大于500m，但实际运行中，有部分变压器供电半径接近或超过了500m，特别一些供水企业，一些水泵的供电线路最远的达到了1O00m以上，造成末端电压过低，设备启动困难。

4建设性措施

4.1合理选择变压器型号，加快高能耗变压器更新改造

我国S7系列变压器是20世纪80年代后推出的，其空载损耗和短路损耗均较高。目前推广应用的是S11系列变压器及非晶合金变压器、新一代干式变压器等低损耗变压器。目前全国在网运行的1980年以前生产的老式配电变压器仍有2.5kVA，与S9系列变压器相比，它们的损耗高出40%，全年多损耗电能近100亿kW·h，从环保方面看，相当于7000多万桶原油产生的能量，每年向大气排放大量二氧化硫和二氧化碳。此外，由于这批变压器使用时间大都已超过20年，绝缘层老化、维修不方便，事故隐患不断。因此，更换高损耗配变带来的节能效益是非常可观的，且有利于增强配网运行的可靠性。

4.2合理选择变压器容量及安装地点

一般电力变压器的空载损耗和负载损耗之比大约在1/4～1/3之间，因此，当变压器负载率在50%～70%时，变压器的运行效率最高。故应根据配变所供负荷的特点，计算负荷变化的范围，在同时考虑技术和经济两因素的前提下，合理地配置变压器的容量及台数，这