王冬梅 車一鳴 宋慧欣

摘 要：變壓器是配電網(wǎng)中的重要電力設(shè)備，其負(fù)荷通常隨季節(jié)性和時(shí)間性變化，所以配電變壓器輕載時(shí)間長、鐵損比重高，節(jié)能型配電變壓器的推廣與使用可有效實(shí)現(xiàn)節(jié)能降損，有很大的經(jīng)濟(jì)意義。文章對幾種節(jié)能型配電變壓器的性能和應(yīng)用情況進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：配電變壓器;節(jié)能;損耗

配電變壓器是電力系統(tǒng)中直接面向終端用戶的電力設(shè)備，具有數(shù)量多、分布廣、運(yùn)行時(shí)間長等特點(diǎn)，其損耗大約能占到全網(wǎng)損耗的20% ，所以降低配電變壓器的損耗對節(jié)能環(huán)保具有重大意義?！秶译娋W(wǎng)公司重點(diǎn)推廣新技術(shù)目錄（2017版）》中要求2019-2021年，在新建和改造項(xiàng)目中，節(jié)能型配電變壓器的年使用量不低于新增總量的95%。目錄中所指的節(jié)能型配電變壓器主要包括S13型立體卷鐵心變壓器、立體卷鐵心非晶合金配電變壓器、永磁真空有載調(diào)容調(diào)壓配電變壓器和植物絕緣油配電變壓器[1]。

下面是對幾種節(jié)能型配電變壓器的性能及應(yīng)用分析。

1S13型立體卷鐵心配電變壓器

S13型立體卷鐵心變壓器突破了傳統(tǒng)的平面式鐵心結(jié)構(gòu)，采用三相對稱立體式結(jié)構(gòu)，將三個(gè)心柱呈等邊三角形立體排列，如圖1 所示，其性能與傳統(tǒng)的平面變壓器相比，主要具有五方面的特點(diǎn)。

首先是三相平衡，其鐵心由單框片立體三角形布置的三相柱軛組成，三相鐵心磁路完全對稱且長度最短，三個(gè)心柱損耗一致，三相空載電流對稱。其次是節(jié)能降耗、降低噪音，與同容量的S13疊片結(jié)構(gòu)的變壓器相比，其空載電流下降70%以上，噪聲下降5-8 dB（A）;三是節(jié)省材料、占地面積小，與同容量的S13疊片變壓器相比，約節(jié)省硅鋼片用量20%，節(jié)約銅用量2-3%，同時(shí)立體卷鐵心變壓器的油箱采用近似立體三角形結(jié)構(gòu)，比常規(guī)長方體油箱占地面積小;四是抗短路能力增強(qiáng)，等邊三角形立體結(jié)構(gòu)的鐵心穩(wěn)定性好，鐵心機(jī)械強(qiáng)度高，三相受力一致，器身能承受突發(fā)短路時(shí)的沖擊力;五是生產(chǎn)效率更高，生產(chǎn)時(shí)鐵心均在生產(chǎn)線上卷制，無需橫向剪切，繞組直接繞制，沒有拆插上鐵軛進(jìn)行套裝的工序，生產(chǎn)效率比疊鐵心變壓器高，且有效減少了人為因素對變壓器質(zhì)量的影響[2]。

立體卷鐵心變壓器，是一種仍選用傳統(tǒng)材料，通過結(jié)構(gòu)改進(jìn)實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能的變壓器，生產(chǎn)成本和售價(jià)都相對較低，性價(jià)比高，得到了市場認(rèn)可，地位穩(wěn)固，在電力領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。

2 立體卷鐵心非晶合金配電變壓器

非晶合金材料性能優(yōu)異，用其制造變壓器能很大程度的降低空載損耗[3]。對于非晶合金變壓器，目前市面上應(yīng)用的多為非晶合金平面卷鐵芯變壓器，但是平面非晶變壓器在制造時(shí)，需要消耗大量的非晶合金材料，鐵心材料利用率較低，投資高，且其耐受突發(fā)短路的能力差，運(yùn)行時(shí)噪音較大，這些因素都會阻礙平面非晶變壓器的大規(guī)模制造和推廣。

立體卷鐵心非晶合金變壓器結(jié)合了硅鋼立體卷鐵心和平面非晶合金變壓器的雙重優(yōu)勢，近年來備受關(guān)注。其同樣采用立體三角形鐵心結(jié)構(gòu)并選用超低空載損耗的非晶合金作為鐵心材料，具有鐵心材料利用率高、體積小、噪音低、漏磁小、損耗低、三相磁路對稱、抗突發(fā)短路能力強(qiáng)等特點(diǎn)。但由于非晶材料具有堅(jiān)硬、薄、脆的特點(diǎn)，所以開料和卷制工藝難度大，解決這一技術(shù)難題，將能在很大程度上提高非晶合金立體卷鐵心變壓器的生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本，屆時(shí)立體卷鐵心非晶合金配電變壓器會在市場上得到更為廣泛的應(yīng)用。

3 永磁真空有載調(diào)容調(diào)壓配電變壓器

永磁真空有載調(diào)壓配電變壓器可以實(shí)現(xiàn)負(fù)荷較輕時(shí)，在不停電的情況下，將變壓器由大容量調(diào)整為小容量運(yùn)行，從而大幅度降低空載損耗?！秶译娋W(wǎng)公司重點(diǎn)推廣新技術(shù)目錄（2017版）》將2014版中的“自動調(diào)容調(diào)壓變壓器”修改為“永磁真空有載調(diào)容調(diào)壓配電變壓器”，因?yàn)橛来耪婵沼休d調(diào)容調(diào)壓配電變壓器有更為顯著的優(yōu)點(diǎn)，其利用永磁真空有載調(diào)壓開關(guān)實(shí)現(xiàn)對電壓分接頭的自動帶載切換，具有切換平穩(wěn)、過勵(lì)磁幅值小、供電質(zhì)量高、免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。

永磁真空有載調(diào)容調(diào)壓配電變壓器主要應(yīng)用于負(fù)荷呈交替規(guī)律變化、平均負(fù)荷率小于25%、短時(shí)性或季節(jié)性負(fù)荷波動大、電壓越限時(shí)間長的10kV配電臺區(qū)[1]。

我國自2012年開始對永磁真空有載調(diào)容調(diào)壓配電變壓器進(jìn)行試點(diǎn)應(yīng)用，其在全國得以普及推廣的前景廣闊，但作為一種新型配電變壓器，學(xué)者們對它進(jìn)行的探索和研究仍在繼續(xù)。

4植物絕緣油配電變壓器

通常我們提到的變壓器油都指的是礦物變壓器油，由于其優(yōu)良的電氣性能已應(yīng)用于油浸變壓器近百年之久，至今仍為超高壓、特高壓變壓器的理想絕緣。但在倡導(dǎo)“節(jié)能環(huán)?！?、“低碳生活”的今天，礦物變壓器油本身存在著不可再生、不能自然降解、易泄露污染環(huán)境，閃點(diǎn)低、防火阻燃性差等問題，植物絕緣油配電變壓器可很好的解決上述問題，讓電力變壓器更安全環(huán)保，與傳統(tǒng)礦物絕緣油變壓器相比，其優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)：

一是植物絕緣油的燃點(diǎn)與閃點(diǎn)高，其燃點(diǎn)高達(dá)360℃，遠(yuǎn)高于礦物絕緣油（160-180℃），可大大提升變壓器的安全防火性;二是植物絕緣油環(huán)保性能優(yōu)良，它是從植物種子中提煉獲得，屬可再生資源，并能100%生物降解;三是可降低設(shè)備全壽命周期成本，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益，植物絕緣油可延緩變壓器絕緣紙板老化速度，保守估算可延長變壓器壽命33%。

植物絕緣油變壓器阻燃性好，抗污染能力強(qiáng)，所以在對環(huán)保、安全等要求嚴(yán)格的地區(qū)，如人員密集區(qū)、礦山、海上風(fēng)電場、地下、水源地等可選用植物絕緣油配電變壓器。

5結(jié)語

隨著時(shí)代發(fā)展，我國的電力需求不斷攀升，與此同時(shí)我國電力及輸配電行業(yè)也取得了長足發(fā)展。本文對幾種節(jié)能型配電變壓器的性能和應(yīng)用情況進(jìn)行了分析，每種變壓器都有自身獨(dú)特的特點(diǎn)，適用的場所也有所不同，其中S13型立體卷鐵心變壓器性價(jià)比高，已得到廣泛認(rèn)可。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，相信我國電力行業(yè)在節(jié)能降損方面將取得巨大成效。

參考文獻(xiàn)：

[1]國家電網(wǎng)公司科技部.《國家電網(wǎng)公司重點(diǎn)推廣新技術(shù)目錄（2017版）》[Z].2017.

[2]王欽波，祝燕清，齊玉明等.S13立體卷鐵心變壓器技術(shù)探討[J].山東電力技術(shù)，2014（3）：46-48.

[3]王金麗，盛萬興，向馳.非晶合金配電變壓器的應(yīng)用及其節(jié)能分析[J].電網(wǎng)技術(shù)，2008，32（18）：25-29.

作者簡介：

王冬梅（1988.10-），女，漢族，碩士，研究方向：變壓器節(jié)能降損。