配电变压器节能设计选型

配电变压器节能设计选型

发表时间：2017-03-28T09:31:58.897Z 来源：《电力设备》2017年第2期作者：汪一波

[导读] 本文对于配电变压器节能设计选型进行了有效探讨。

（北京大学北京 100871）

摘要：变压器经济运行是采取各种措施减少各种损失来提高变压器的运行效率。变压器损耗可分为空载损失和负荷损失两部分，运行中的空载耗损是恒定的。若负载损耗发生变化，压力调节器的工作效率也随之变化。尽管配电变压器是一个高效的设备，但由于其数量庞大，以及空载耗电的固定性，变压器本体的节能潜力巨大。因此，本文对于配电变压器节能设计选型进行了有效探讨。

关键词：配电变压器；节能设计；选型

前言

在学校高速发展的今天，电力成为我们平时生产生活中最重要的能源之一。现在国家对公共机构节能要求越来越高，节能减碳工作势在必行。校内变压器数量现达到140余台，总装机容量10万KVA，应用节能变压器可以有效的降低用电量，而变压器的工作环境、负荷大小不一样，选择合理的变压器型号又成为重中之重。

1变压器的分类

除了干式变压器和油浸式变压器外，变压器还有很多分类方法，下面简单介绍几种：

1.1根据变压器相数，可将其分为三相变压器和单相变压器。三相变压器主要用于三相电力系统中，容量大且运输受限的情况下，也可使用三台单相式变压器组成变压器组来替代三相变压器。

1.2根据变压器绕组数，可将其分为双绕组变压器和三绕组变压器。每相铁芯上有原绕组和副绕组两个绕组的称之为双绕组变压器，它的应用相对广泛。当容量变压器在5600kVA以上时，一般采用三相绕组变压器，以实现三种电压输电线的连接。

1.3根据变压器结构，可将其分为芯式变压器和壳式变压器。铁芯式变压器的绕组处于铁芯的外围，壳式变压器的铁芯处于绕组外围。它们在结构有细微的区别，但是在原理是相似的。

2配电变压器节能设计

通过前文分析不难看出配电变压器节能的重要性和必要性，配电变压器节能是提升供配电系统社会效应、经济效益、环境效益的必经之路。下面通过几点来分析配电变压器的节能措施。

2.1用新工艺、新材料降低损耗

2.1.1改进工艺。通过改进工艺来降低运行损耗，最主要的是控制变压器的硅钢片精度。为此，可通过数控加工，利用自动化技术来精确控制硅钢片的形状、规格、厚度等。目前，加工精度达到0.18mm，就可大大降低变压器的空载损耗。

2.1.2重设结构。降低变压器损耗的重要手段之一是重设结构布局。目前，常见的结构布置方式有新型绕组和新型线圈。传统的绕组结构，在抗谐波、节能方面的效果不理想；若根据不同的配电电压来确定绕组结构，则可控制绕组的损耗，如漏磁走向的控制可采用自粘型换位导线。新型线圈结构是控制涡流损耗的理想手段，按涡流流向选择合理的纵向或横向的布置方式，可有效降低涡流损耗，进而达到理想的运行效果。

2.1.3新材料应用。制造变压器时，若选择的材料质量不好，其电阻率就会产生变化，引起损耗，同时变压器中铜铁材料的用量较大且用于关键部件，因此材料的质量将直接影响变压器的传输效率。新材料的突破使得优化变压器材料成为可能，将原有的铜铁材料替换为新型材料，能有效降低损耗，提高转换效率，制成高效节能变压器。磁体材料的优化，也是解决磁滞损耗的理想方法，如非晶合金，相比传统材料制成的磁体，在磁化和消磁性能方面明显胜出。利用非晶合金制作铁芯，能有效控制损耗，提高效益，但成本高，并未大面积推广。

2.1.4新型导线。使用无氧铜制作的导线，可有效降低变压器线圈内阻，从而降低铁损和铜损。如高温超导配电变压器，就是利用超导线材替换了铜芯线材，有效降低了损耗，同时还使变压器具备理想的抗短路性能。

2.2注意干式变压器的负载控制

目前我校对干式变压器的应用还比较多，但这种变压器过负荷时阻抗电压增幅较大，负载损耗十分严重。因此，建议对干式变压器的使用范围和使用数量进行控制，对已使用干式变压器的区域进行定期维护，提高变压器稳定性，避免过负载的发生，这样才能有利于电力节能的实现。

2.3优化配电变压器的选型

目前我国市面上的主流节能配电变压器主要有S7、S9、S11等等，这一系列变压器经过不断技术改良，其空载损耗有明显下降。电力工程中配电变压器的选型应注意优选，要综合考虑电网经济运行参数，根据变压器容量利用率来选择，以降低配电变压器运行中的无功损耗与有功损耗。虽然使用大容量变压器会增加一次性投资量，但却可以降低损耗，节约后续运行成本，所以建设中应根据优化需求来选择型号，电压偏移较大的区域应选择SZL7和SZ9系列，若对电能质量要求较高的区域应选择S11，若雷灾区，要选择防雷配电变压器。

2.4合理配置电网的补偿装置，合理安排补偿容量

2.4.1增加无功补偿的设备，以提高功率的因数

在线路中可以合理的运用电容器来实现提高电网中的无功补偿的能力，电容器充电、放电两大基本功能就可以帮助线路中提高无功功率补偿的能力，从而提高供电系统中的功率因数，降低供电变压器以及输送线路的损耗，提高供电效率。

2.4.2无功功率的合理分布

对于无功功率也要高度的重视，无功功率的存在降低了发电机和电网的供电效率，所以对于无功功率要合理的配置，减少无功功率的运输距离，除此之外还要注意其他方式的损耗进行计算和补偿。

2.4.3合理计划并联补偿电容器的运行

从大量的经验中表现出变压器的节能降耗主要是投入使用电容器。但是人们只是意识到了电容器的积极作用却忽视了其也会造成电网整体的损耗，所以在现实的节能降耗中要考虑整体的耗能来合理的设计电容器的投入。

2.5合理调节配网运行方式使其经济运行

对于电力系统的经济运行从本质上来讲就是电气设备的最佳组合与对负荷的经济分配。所以电网除了要考虑其稳定性和安全性之外还要保证其经济性，所以电网的经济运行就要在保证区域网及地区网的安全运行以及运行质量的前提下，对电网内现有的电气设备进行合理的配置，对负荷进行合理、经济的分配，以实现电网系统的节能降耗、经济运行。

2.6改进配电变压器的三相负荷

降低配电变压器运行损耗一个重要技术手段就是通过调整三相负荷的平衡性使配电变压器基本处于平衡。在实际配电变压器中，当三相负荷不平衡时，会导致负序电压，使系统电压发生波动，因此也影响了配电系统的能耗。配电变压器三相不平衡时，不仅增加了自身的能耗，还会增加线路的损耗，因此必须要进行三相电的平衡。目前主要采取以下措施来实现三相平衡：配电变压器尽可能选择在负荷的中心位置。

结束语

电能对现代社会发展进步有着重要影响，人类世界已离不开电能，想要实现电力节能，配电变压器节能势在必行!电力工程建设中应将电力节能考虑在内，做好配电变压器选型，合理设计分布位置。

参考文献：

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[2]李小娟，陆云生，张平泽．高效节能配电变压器的推广应用[J]．现代建筑电气，2014（10）：23—2

[3]李红生.配电变压器节能运行方式的探讨[J].福建能源开发与节约，2012