王志偉

摘 要：在鐵礦企業(yè)中，由于礦區(qū)分散，單機(jī)作業(yè)多，因而配電變壓器的使用也就面廣、量大。變壓器本身具有運(yùn)行功耗高、傳輸轉(zhuǎn)換效率低等缺點(diǎn)，在鐵礦企業(yè)中，配電變壓器的使用損耗會(huì)增加企業(yè)的經(jīng)營(yíng)負(fù)擔(dān)。從鐵礦企業(yè)中配電變壓器的具體損耗原因出發(fā)進(jìn)行研究，并以此為依據(jù)從變壓器的組織結(jié)構(gòu)和運(yùn)作方式等切入探討，旨在實(shí)現(xiàn)變壓器的節(jié)能運(yùn)行，提高鐵礦企業(yè)的高效運(yùn)營(yíng)。

關(guān)鍵詞：鐵礦企業(yè)；配電變壓器；損耗；節(jié)能

中圖分類號(hào)：TM421 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）03-0037-02

在電網(wǎng)設(shè)備中，配電變壓器的使用占據(jù)著重要的地位，它不僅能夠提供電能，同時(shí)也會(huì)損耗電能。目前使用的變壓器（尤其是在大功耗場(chǎng)合中）對(duì)電能造成的損耗不容樂(lè)觀。從發(fā)電、供電到用電，變壓器的電壓等級(jí)變化有3～5次，再加上使用變壓器數(shù)量多、容量大，因而，由此造成的電能損耗占總發(fā)電量的10%.在鐵礦企業(yè)中，由于進(jìn)行的是室外作業(yè)，礦區(qū)地點(diǎn)集中程度較低，多采用單機(jī)作業(yè)，且變壓器的容量很高，所以，需要使用的配電變壓器面廣、量大，對(duì)電能的損耗也極為嚴(yán)重，這樣就加大了企業(yè)成本的投入。

為了響應(yīng)國(guó)家的節(jié)能減排政策，提高配電效率，追求配電變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是鐵礦企業(yè)發(fā)展運(yùn)營(yíng)中亟需解決的問(wèn)題。只有這樣，才能實(shí)現(xiàn)配電變壓器低損耗、高效率的運(yùn)行。在鐵礦企業(yè)中，由于配電變壓器的使用受運(yùn)行機(jī)制和配電網(wǎng)絡(luò)等多種因素的制約，所以，配電變壓器的節(jié)能運(yùn)行需在考慮以上這些因素的基礎(chǔ)上，在滿足使用需求的前提下，力求實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的雙贏。

1 鐵礦企業(yè)中配電變壓器的損耗方式

1.1 配電變壓器的工作過(guò)程

配電變壓器是由一次繞組和二次繞組構(gòu)成。其中，一次繞組是直接與電源進(jìn)行串聯(lián)，二次繞組則是與所帶負(fù)載連接，且一次繞組和二次繞組間僅存在磁耦合關(guān)系，無(wú)電氣連接。其工作過(guò)程為：一次繞組在交變電源的作用下，產(chǎn)生交變電流，由于電磁感應(yīng)的存在，交變電流在一次繞組中產(chǎn)生交變磁通，然后在與一次繞組有磁耦合關(guān)系的二次繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，進(jìn)而為負(fù)載提供電源，完成電能的輸送過(guò)程。

1.2 配電變壓器本身的損耗形式

配電變壓器的損耗主要包括有功功率損耗、無(wú)功功率損耗和綜合型功率損耗三種形式。有功功率損耗主要發(fā)生在變壓器進(jìn)行功率輸送的過(guò)程中，因變壓器本身結(jié)構(gòu)而造成的功率損耗，它主要有空載損耗和負(fù)載損耗兩種形式：空載損耗是由于變壓器本身采用銅、鐵材料而造成的；而負(fù)載損耗則是受所帶負(fù)載電流的變化影響而形成的損耗。無(wú)功功率損耗是由變壓器自身的工作原理所造成的，因?yàn)樽儔浩鞯碾妷旱燃?jí)變換和電能的傳遞是根據(jù)電磁感應(yīng)而得，所以，變壓器本身便被視為無(wú)功負(fù)載，其損耗值的大小由變壓器的結(jié)構(gòu)形式、所用材料和負(fù)載類型等決定。綜合型功率損耗是有功功率損耗和因損耗無(wú)功功率而增加的有功功率二者之和，實(shí)際上也就是有功功率損耗。其損耗值的大小不僅與變壓器本身有關(guān)，而且也受供電電網(wǎng)系統(tǒng)、所帶負(fù)載型號(hào)和用電場(chǎng)合等的影響。

1.3 鐵礦工作現(xiàn)場(chǎng)造成的損耗

鐵礦企業(yè)在進(jìn)行礦石資源開(kāi)采、運(yùn)輸、冶煉等過(guò)程中，對(duì)電能的需求量是非常大的，再加上鐵礦工作區(qū)較分散，主要以單機(jī)作業(yè)為主，因而會(huì)加大變壓器的整體損耗程度，加重企業(yè)的運(yùn)營(yíng)負(fù)擔(dān)。另外，在工作現(xiàn)場(chǎng)，各種耗能高和低效率負(fù)載的存在，也會(huì)造成電能的有效利用率降低。

2 配電變壓器的節(jié)能方法

2.1 調(diào)整配電變壓器的結(jié)構(gòu)，優(yōu)化材料

在前文中筆者提到，在配電變壓器的損耗原因中，變壓器的內(nèi)部構(gòu)造和繞組、線圈使用的材料是主要原因。如果使用純度較低的鋼、鐵材料制造變壓器，則可能會(huì)引起無(wú)功功率損耗過(guò)多，同時(shí)還會(huì)增加有功功率損耗，進(jìn)而降低總的電能傳輸功率。在配電變壓器中，可以對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)加以調(diào)整，并選用電磁感應(yīng)靈敏度較高的材料用于進(jìn)行線圈、繞組的組裝，以降低功耗損失，提高變壓器的功率輸送效率。尤其是當(dāng)前各種新興材料的問(wèn)世和發(fā)展，可明顯提高變壓器的電能輸送能力，降低在傳遞過(guò)程中產(chǎn)生的功率損耗，這對(duì)變壓器的節(jié)能運(yùn)行有著極大的推進(jìn)作用。

2.2 調(diào)整運(yùn)行方式，充分利用變壓器容量

配電變壓器工作時(shí)的帶負(fù)載能力是衡量其運(yùn)行能力的指標(biāo)之一。為提高變壓器的使用效率，需對(duì)負(fù)載電路進(jìn)行優(yōu)化處理。在進(jìn)行鐵礦作業(yè)時(shí)，要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的工況條件合理調(diào)配各變壓器所帶負(fù)載，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。在2臺(tái)以上配電變壓器共同參與到鐵礦作業(yè)時(shí)，可以選擇其中1臺(tái)作為備用變壓器使用，剩下的其他變壓器則根據(jù)其本身容量能力對(duì)負(fù)載進(jìn)行合理調(diào)配，以達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效率。

2.3 加大能源的使用管理，更新變壓器設(shè)備

由于鐵礦企業(yè)用電量較大，所以，配電變壓器的使用數(shù)量和容量也隨之增多，最終造成功率損耗的增大。鐵礦企業(yè)在使用電能時(shí)，應(yīng)建立科學(xué)健全的管理體制，并加強(qiáng)電氣設(shè)備的維護(hù)工作。此外，企業(yè)還應(yīng)立足于科技的進(jìn)步和長(zhǎng)效節(jié)能的運(yùn)行模式，及時(shí)淘汰損耗高、效率低的舊變壓器設(shè)備，更新并引進(jìn)新型節(jié)能變壓器設(shè)備，以減少功率損耗程度，提高帶負(fù)載能力。在負(fù)載的選擇上，要優(yōu)先選擇耗電量低、使用性能較好的負(fù)載元器件，以提高電能的有效使用效率。

3 結(jié)束語(yǔ)

在配電網(wǎng)系統(tǒng)中，配電變壓器實(shí)現(xiàn)了不同電壓等級(jí)間電能的傳遞使用，進(jìn)而滿足了不同類型負(fù)載的用電需求，是電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中不可或缺的重要組成部分。然而，配電變壓器的功率損耗卻是不容忽視的問(wèn)題，它極大地影響了供電效率，尤其是在鐵礦企業(yè)，由于其用電量規(guī)模較大，因電能損耗造成的生產(chǎn)成本損失就會(huì)更多，因此，實(shí)現(xiàn)變壓器的節(jié)能運(yùn)行更需引起人們的高度重視。本文總結(jié)了配電變壓器的電能損耗原因，并基于此給出降低變壓器功率損耗、實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行的相關(guān)建議，以提高鐵礦企業(yè)在行業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)力，力求使企業(yè)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的雙贏。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：曹月〕