顏 妍 程曉東 慎建軍 徐朋君 楊 健 李 桂

1河南建筑材料研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司（450002） 2 開(kāi)封新楓華置業(yè)有限公司（475006）

1 油浸式變壓器與干式變壓器的區(qū)別

油浸式變壓器與干式變壓器的最大區(qū)別就是有沒(méi)有“油”。由于油是液體，具有流動(dòng)性，油浸式變壓器就一定是有外殼的，外殼內(nèi)部是變壓器油，油中浸泡著變壓器的線圈，從外面是看不到變壓器的線圈的；而干式變壓器沒(méi)有油，就不用外殼了，從外面能直接看到變壓器的線圈。油浸式變壓器為了散熱方便，在外部設(shè)計(jì)了散熱器；干式變壓器沒(méi)有散熱器，散熱靠變壓器線圈下面的風(fēng)機(jī)。

由于防火的需要，油浸式變壓器一般安裝在單獨(dú)的變壓器室內(nèi)或安裝在室外，而干式變壓器肯定安裝在室內(nèi)， 一般情況下安裝在低壓配電室內(nèi)，和低壓配電柜并排安裝。

一般情況下干式變壓器應(yīng)在額定容量下運(yùn)行，而油浸式變壓器的過(guò)載能力比較好。對(duì)同容量變壓器來(lái)說(shuō)，干式變壓器的采購(gòu)價(jià)格比油浸式變壓器要高許多。

2 干變的發(fā)展

常規(guī)硅鋼片鐵心干式變壓器經(jīng)SCB7 等系列發(fā)展到SCB10 系列后，降低空載損耗的技術(shù)難度已經(jīng)越來(lái)越高。 如最新的SCB12 系列干式變壓器，空載損耗較SCB10 系列變壓器降低約20%，但是由于生產(chǎn)工藝難度和對(duì)材料的要求提高了很多，使得其價(jià)格也高于SCB10 變壓器大約20%。要在目前的技術(shù)水平上大幅降低常規(guī)硅鋼片變壓器的空載損耗難度很大，且制造成本高、不經(jīng)濟(jì)。 非晶合金變壓器的出現(xiàn)為配電變壓器節(jié)能降耗水平的提高開(kāi)辟了一條嶄新的路徑。 非晶合金干式變壓器與SC10 系列變壓器相比，損耗降低了70%，而價(jià)格僅為后者的1.3～1.5 倍。

變壓器的空載損耗主要是由鐵心的渦流損耗與磁滯損耗組成，渦流損耗與鐵心材料的厚度成正比、與電阻率成反比，磁滯損耗與磁滯回線所包絡(luò)的面積成正比。 非晶合金帶材的厚度僅為0.025 mm，約為普通冷軋硅鋼片的1/11，電阻率是冷軋硅鋼片的3～5 倍，因此由非晶合金帶材制成的鐵心，它的渦流損耗比冷軋硅鋼片制成的鐵心要小很多。 另外，非晶合金的矯頑力小于4 A/m，約為冷軋硅鋼片的1/7，非晶合金的磁滯回線所包絡(luò)的面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于冷軋硅鋼片，因此非晶合金的磁滯損耗比冷軋硅鋼片也小很多。

非晶合金材料工作磁通密度通常選擇在1.3 T左右，低于冷軋硅鋼片的1.6～1.7 T，所以非晶合金鐵心用料較多，同時(shí)因非晶合金帶材的填充系數(shù)低，使得鐵心截面增大，再加上非晶合金材料磁致伸縮大，更使得變壓器噪聲增大。 對(duì)磁通密度、帶材用量及噪聲三者關(guān)系的合理把握是非晶合金鐵心及變壓器設(shè)計(jì)制造的難點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)之一。

非晶合金干式變壓器是用新型導(dǎo)磁材料(非晶合金)制作鐵心的新型節(jié)能變壓器，它的空載損耗比用硅鋼片作為鐵心的變壓器下降70%以上，空載電流下降80%左右，是目前節(jié)能效果較理想的配電變壓器。

3 運(yùn)行成本分析

3.1 常規(guī)S11 油變與SBH15 非晶變的基本性能參數(shù)（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)）

以1 600 容量為例，S11 油變參數(shù):空載損耗Po=2.4 kW，負(fù)載損耗Pk=14.5 kW，空載電流Io=0.8%，短路阻抗Uk=4.5%；SBH15 非晶變參數(shù): 空載損耗Po=0.63 kW，負(fù)載損耗Pk=14.5 kW，空載電流Io=0.2%，短路阻抗Uk=4.5%。

注:以上數(shù)據(jù)引用自GB/T 6451—2008《油浸式電力變壓器技術(shù)參數(shù)和要求》、GB/T 25446—2010《油浸式非晶合金鐵心配電變壓器技術(shù)參數(shù)和要求》。

3.2 變壓器運(yùn)行成本分析

變壓器運(yùn)行一年的電費(fèi):

Cy={8 600×[Po+（0.05×Io×Sn）÷100]+2 200×[Pk+（0.05×Uk×Sn）÷100]}×1

上式中，Cy 為變壓器運(yùn)行一年耗電費(fèi)用（元）；Po 為空載損耗（kW）；Pk 為負(fù)載損耗（kW）；Sn 為額定容量（kVA）；Uk 為短路阻抗百分?jǐn)?shù)（%）；Io 為空載電流百分?jǐn)?shù)（%）；8 600、2 200 分別為變壓器全年空載、等效滿載（負(fù)載系數(shù)相當(dāng)于0.5）小時(shí)數(shù)；1 為工業(yè)用電電價(jià)（元/kW·h）。

3.3 實(shí)例計(jì)算

以1 600 容量為例，S11 型油變與SBH15 型非晶變的年運(yùn)行成本如下:

S11-1600/10 油變的年運(yùn)行費(fèi)用:

Cy1={8 600×[2.4+（0.05×0.8×1 600）÷100]+2 200×[14.5+（0.05×4.5×1 600）÷100]}×1=65 964 元。

SBH15-1600/10 非晶變的年運(yùn)行費(fèi)用：

Cy2={8 600×[0.63+（0.05×0.2×1 600）÷100]+2 200×[14.5+（0.05×4.5×1 600）÷100]}×1=46 614 元。

SBH15-1600 非晶變比S11-1600 油變年運(yùn)行費(fèi)用節(jié)省:65 964-46 614=19 350 元。

SBH15-1600 非晶變比S11-1600 油變年運(yùn)行費(fèi)用節(jié)省比例（%）:19 350/65 964=29.3%。

表1

從上表可以看出，SH15 型非晶合金變壓器與S11 變壓器相比:年運(yùn)行成本平均降低約30%，而設(shè)備成本約高出20%，平均2 年左右就可收回溢價(jià)。變壓器的使用壽命為30 年，2 年之后的28 年中，用戶均可受益于極低的運(yùn)行費(fèi)用。

4 結(jié)語(yǔ)

非晶合金變壓器的負(fù)載損耗和空載損耗都非常低，可過(guò)載50%，與現(xiàn)在國(guó)內(nèi)普遍運(yùn)行的s13 型變壓器相比，其經(jīng)濟(jì)性和耐用性都要好很多。 雖然非晶合金變壓器的成本較高，但是節(jié)能環(huán)保，以后可以節(jié)省一筆可觀的低壓設(shè)施費(fèi)用；而國(guó)家也倡導(dǎo)使用節(jié)能型變壓器，對(duì)采購(gòu)運(yùn)行非晶合金變壓器也有相應(yīng)的補(bǔ)助。 因此，非晶合金變壓器在配電市場(chǎng)有著廣闊的應(yīng)用前景。