摘 要：文章基于智能電網(wǎng)建設(shè)背景下，電力系統(tǒng)迅猛發(fā)展的實際情況，提出了做好變壓器節(jié)能降耗工作的重要性，分析了變壓器能耗的產(chǎn)生，簡介了變壓器能耗的組成，然后重點從實施高能耗變壓器節(jié)能改造、優(yōu)化變壓器運行方式、變壓器負(fù)載經(jīng)濟分配、選用新型節(jié)能型變壓器、實施諧波降耗等方面，詳細(xì)探討了變壓器的節(jié)能技術(shù)。

關(guān)鍵詞：變壓器；節(jié)能降耗；經(jīng)濟運行

引言

2009年，我國提出建設(shè)以“節(jié)能、低碳、環(huán)保”為特征的堅強智能電網(wǎng)，在此背景下，電網(wǎng)內(nèi)部設(shè)備的節(jié)能技術(shù)成為研究熱點。大型變壓器在我國國內(nèi)得到了普及和應(yīng)用，有必要展開大型變壓器的節(jié)能技術(shù)研究，探討大型變壓器節(jié)能技術(shù)。

1 大型變壓器能耗的產(chǎn)生和構(gòu)成

大型變壓器能耗的產(chǎn)生主要是由自身工作原理所決定的，變壓器的構(gòu)成主要由一次繞組、二次繞組、鐵芯共同構(gòu)成，其中繞組是由線圈構(gòu)成的，當(dāng)繞組通電后，在電磁感應(yīng)的影響下，會產(chǎn)生磁通，而磁通會在鐵芯內(nèi)部流動，這種情況下就會在磁力線上產(chǎn)生電動勢，而電動勢又會通過鐵芯橫截面形成閉合回路，在回路的作用下產(chǎn)生渦流，渦流的產(chǎn)生增加了變壓器的耗損。

變壓器耗損主要包括鐵損和銅損，由于渦流使得變壓器鐵芯溫度升高，進而引起鐵芯發(fā)熱，由此產(chǎn)生的變壓器損耗稱為鐵損；而銅損主要是指兩次繞組之間因電阻損耗之和所產(chǎn)生的變壓器損耗。

根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)分析，鐵損、銅損是變壓器損耗的主要原因，變壓器產(chǎn)生損耗70%以上是由這兩種原因引起的，因此要提高變壓器節(jié)能，降低損耗，就需要解決變壓器中關(guān)于鐵損、銅損的技術(shù)性問題。

2 大型變壓器能耗的計算

其中，Q0為變壓器的空載無功損耗（K=kvar），P0為變壓器的空載損耗（kW），PK為變壓器的額定負(fù)載損耗（kW），Sn為變壓器的額定容量（kva），？茁為變壓器的平均負(fù)載系數(shù)。

3 大型變壓器的節(jié)能降耗與經(jīng)濟運行

3.1 實施高能耗變壓器節(jié)能改造

想要實現(xiàn)變壓器的節(jié)能改造，就需要根據(jù)變壓器的工作原理以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)對其進行適當(dāng)?shù)墓?jié)能升級。根據(jù)變壓器的容量，主要可以通過增容、降容、保容及調(diào)容方式進行改造，這種情況主要是根據(jù)變壓器容量進行技術(shù)調(diào)整進而實現(xiàn)節(jié)能改造的；另外，可以根據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)造實行技術(shù)更新，主要可以采取繞組改制法、全改法以及鐵芯改制法進行技術(shù)改造。

3.2 優(yōu)化變壓器運行方式

首先，要對變壓器的負(fù)荷范圍進行統(tǒng)計，并且根據(jù)負(fù)荷范圍選擇適當(dāng)?shù)淖儔浩髋_數(shù)及容量，這樣可以有效地提高運行效率，而且又能在降低基本電費的同時減少變壓器地?fù)p耗，一般情況下，變壓器負(fù)載范圍在50%到70%之間時運行效率較高而且損耗低。如果選擇不當(dāng)，不僅會造成多余損耗，而且會降低運行效率，比如當(dāng)選擇的變壓器容量過小時，變壓器自身負(fù)載就會增加，這種情況下就會增加變壓器的損耗，而當(dāng)容量過大時，就會造成空耗。因此，要根據(jù)變壓器運行負(fù)荷范圍選擇合適容量的變壓器及運行臺數(shù)，通常情況下，當(dāng)變壓器的有功損耗最小時，其負(fù)荷范圍一般接近50%，這個時候變壓器不僅運行效率最高，而且能耗最小，是最佳的運行狀態(tài)。

其次，在變壓器運行優(yōu)化分析研究中，可以從無功損耗最小、有功損耗最小以及綜合損耗最小三種組合進行優(yōu)化探討。

3.3 變壓器負(fù)載的經(jīng)濟分配

在負(fù)荷率的變化過程中，變壓器地?fù)p耗也是有所變化的，一般情況下，變壓器處于低負(fù)荷或者空載運行時，其損耗主要為鐵損，而隨著其運行負(fù)荷增加，尤其是負(fù)荷超過某一范圍時，其負(fù)載損耗就會起主導(dǎo)作用，而正常情況下，變壓器都有一個最佳負(fù)荷率，在這種運行狀況下，變壓器損耗會降到最低，而其運行效率會達到最高，這個最佳負(fù)荷率就是所謂的經(jīng)濟負(fù)荷率。

當(dāng)然，在變壓器運行過程中，不可能始終保障其處于最佳運行狀態(tài)，這個時候就不必強調(diào)特定負(fù)荷率的穩(wěn)定，通常情況下，變壓器會有一個經(jīng)濟運行范圍，只要確保負(fù)荷率在此經(jīng)濟范圍內(nèi)，就一樣會起到最佳負(fù)荷率的作用，能夠最大限度的降低變壓器損耗。通常，保持運行功率在85%—95%之間時，經(jīng)濟效益能夠達到最高。

想要保持其負(fù)荷效率在經(jīng)濟范圍內(nèi)運行，可以通過以下幾種方法：（1）要根據(jù)負(fù)荷范圍選擇適當(dāng)?shù)淖儔浩鲾?shù)量及容量。（2）要適量增加小容量變壓器，可以負(fù)荷較大的變壓器進行適當(dāng)調(diào)整，為低負(fù)荷運行時提供便利。（3）如果變壓器負(fù)荷常處于30%以下，那么就需要使用小容量變壓器。（4）要通過對負(fù)荷進行調(diào)整，確保變壓器運行在經(jīng)濟區(qū)內(nèi)。

在運用多臺變壓器時，要根據(jù)具體情況對變壓器進行合理調(diào)整，最大限度地降低損耗。

3.4 選用新型節(jié)能型變壓器

想要提高變壓器的運行效率，提高節(jié)能效率，其重要的方法就是選擇高效率、低消耗的變壓器，這樣的變壓器不僅能夠有效減少空載時的負(fù)載損耗、漏磁損耗、鐵損耗，而且能夠降低繞組所產(chǎn)生地?fù)p耗。目前，高效率、低損耗的變壓器主要有非晶合金鐵芯變壓器，這種變壓器主要采用的是非晶核心鐵芯，而非傳統(tǒng)意義上的鐵制鐵芯，這種非晶核心鐵芯一般呈矩形排列，在旁路柱中流過零序磁通，而且磁通并不通過箱體，這樣就不會產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象，就會降低變壓器的鐵損，鐵損一旦降低，變壓器的能耗自然而然就降低了。

我國目前市場所流通的主要是S9型變壓器，伴隨著我國技術(shù)的進一步提升，變壓器正朝著更加節(jié)能減耗的S11、S12發(fā)展。

在最新研究的S11系列中，此類變壓器在節(jié)能降損耗方面比市場目前流通的S9型變壓器在空載情況下能夠降耗30%，承載能力強，空載電流能夠下降40%，具有較好的節(jié)能降耗效果。

經(jīng)過長期的實踐能夠證明，采用最新變壓器雖然在成本上投入較大，但如果常年累積使用，能夠抵得上普通變壓器2年損耗所花費的費用。如果長期使用，就會起到更大的節(jié)能降耗作用。再加上普通變壓器維修、損壞所帶來的損失，就更能顯示出最新變壓器的經(jīng)濟效益。

3.5 實施諧波降耗

變壓器損耗不僅受內(nèi)在因素的影響，也受外界因素的影響，外界因素主要是諧波的影響，諧波含量越低對其損耗越小，相反含量越高則對變壓器的損耗也就越大，因此有效控制外界諧波的影響也是提高變壓器節(jié)能減損的有效途徑。當(dāng)前，減少諧波的主要措施是在變壓器上安裝消除諧波的消波裝置，也就是濾波器，其運行原理是濾波器會根據(jù)信號處理器產(chǎn)生相應(yīng)的電流補償進而對諧波進行負(fù)載補償，可以有效地消除諧波對變壓器的影響，一般情況下，通過濾波器能夠減少10%以上地?fù)p耗，進而提高變壓器的節(jié)能降耗。

4 結(jié)束語

大型變壓器的節(jié)能降耗與經(jīng)濟運行是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，針對影響變壓器能耗的因素來探討減損措施，有利于提升電力系統(tǒng)內(nèi)電力變壓器的整體運行效益。在實際工作開展中，還有很多具體的問題尚待廣大電力系統(tǒng)技術(shù)人員的共同努力，以推動變壓器節(jié)能減排，提升電力系統(tǒng)整體運行水平，推動智能電網(wǎng)發(fā)展。

參考文獻

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