变压器节能降耗措施修订稿

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浅谈变配电变压器节能降耗措施

摘要：首先分析了变压器运行的损耗，然后从配变的选型、配

置、运行方式、无功补偿和管理5个方面探讨了其节能降耗措施。

关键词：配网；变压器；节能降耗

0 •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，所以其电能总损耗约占发电量的

10%。尤其在变配电网中，増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，在整个电力系统变压器中占了相当比例。因此，提高变配电运行效率、降低配网损耗具有极为重大的意义。

1•变压器损耗

变压器损耗包括铁耗和铜耗［1］。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。变压器的等效电路如图1所示

图1変陋圧解效电路示戡田

因此，变压器有功损耗可标示为：△P=P0 + |32Pk

式中，4P为变压器有功损耗；P0为空载损耗；B为变压器负载率；Pk 为短

路损耗率。变压器的损耗率可以表示为：

H=P2/P1X1OO%= P2/P2+AP1X100%随着变压器负载率的变化，当卩

=（P0

/Pk）时，即当可变损耗（铜耗）等于不变损耗（铁耗）时，变压

器效率最大值为:

Q max二SNcos(p/SNcos(p+2jP()PKX 100%

2 •变压器节能降耗措施

根据变压器损耗产生的根源，以下从5个方而探讨降低变压器铜耗与铁耗的措施。

合理选择变压器型号

变压器的铁耗发生在变压器铁芯碟片内，主要由交变的磁力线通过铁芯产生磁滞及涡流带来损耗。最早用于变压器铁芯的材料是易于

磁化和退磁的软熟铁，20世纪初，经研究发现，在铁中加入少量的硅或铝可大大降低磁路损耗，增大导磁率，且使电阻率增大，涡流损耗降低。经多次改进，用mm厚的硅钢片代替了铁线制作变压器铁芯。

近年来，变压器的铁芯材料己发展到最新的节能材料一非晶态磁性材料，非晶合金铁芯变压器应运而生这种变压器的铁损大幅度降低，仅为硅钢变压器的1/5o我国S7系列变压器是20世纪80年代后推岀的，其空载损耗和短路损耗均较高。目前推广应用的是S11系列低损耗变压器，其卷铁芯改变了传统的叠片式铁芯结构为硅钢片连续卷制，铁芯无接缝，大大减少了磁阻，使空载电流减少了60%〜

8 0%,提高了功率降低了电网线损，改善了电网的供电品质。文献

[2]对800RVA的S9型配变和非晶合金配变的节能性能进行了比较，其在20%和75%两个负载率下的年节电量分别为10002kW-h 和

23940kW-ho

据统计，全国在网运行的1980年以前生产的老式配电变压器仍有亿kvA,与S9系列变压器相比，它们的损耗高出40%,全年多损耗电能100亿kW-h,从环保方面看，相当于7 000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［3］。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。我公司属于新建矿山，据统计，目前羊拉矿山在网运行的35kV/10kV共2台，10kV/400V变压器60台，总共62台均为S9系列型号，其中10kV变压器60台总容量为：28240kvA, 35kV变压器2台总容量为20000kvA,全矿电力变压器总容量：48240kvAo

合理配置变压器

一般电力变压器的空载损耗和短路损耗之比大约在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，这样既可减少基本电费，提高运行效率，又能降低变压器损耗。随着变压器制造技术的不断提高，其空载损耗和负载损耗都有大幅下降。但是，在变压器的发展过程中，空载损耗的下降速度远远超过负载损耗的下降速度，这是在磁性材料的制造技术方而进展较快的结果。随之而来的一个变化是，变压器的经济运行容量明显下降，以非晶合金变压器为例，其经济运行容量下降到了20%〜30%,且随着变压器容量的

增大，节能效率也逐步提高。因此，在工程选型时非晶合金变压器的容量宜大些。对于季节性负荷较强的地区，如果配变处于轻载的时间较长，其空载损耗将成为电能损耗的主要部分。因此，在这类地区宜采用非晶合金变压器［4］。低压台区供电半径在很大程度上影响配网线损，流经低压配电网的电流较大，在导线截面一定的情况下，低压线越长，损耗越大。因此，一方面，配变应装设在所供台区的负荷中心；另一方面，应增加配变的布点，避免低压长距离供电。根据

矿山生产用电负荷情况，井下配变设备设计选型时可以考虑使用此类变压器使用。

优化变压器运行

由于变压器并联运行有很多优点［5］,所以大型企业一般都有多台变压器同时运行，在运行中根据实际负荷大小安排变压器台数，合理分配负荷，将有效地降低企业的电能损耗和运行成本。据统计，目前我公司在网运行的35kV/10kV变压器60多台，每月向电网公司支付容量费：325000元，全年共支出容量费：3900000元。以公司35kV降压站主变运行方式及损耗计算为例：

（1）型号：SF9-16000/35# 1主变一台空载损耗：，负载损耗：，正生产常情况下，按照电网电量价：元/计算，每天型号SF9-16000/35主变一台损耗费为：XTE/X24=元，年损耗费总支出：元。

（2）型号：SF9-4000/35#2备用变一台空载损耗：，负载损耗：，非正常生产情况下，根据生产负荷改变主变运行方式，停运#1主变，改投运#2备用变一台损耗费为：x元/x24=元，与#1主变相比每天节约：元。如