藺金泉

摘要：配電變壓器是電力系統(tǒng)中非常重要的電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備，是電力系統(tǒng)中電能消耗較大的設(shè)備之一。10kV配電變壓器的運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，損耗占近一半的電力系統(tǒng)總損耗。因此，相關(guān)工作人員應(yīng)注重對(duì)10kV配電變壓器技能技術(shù)的研究，有針對(duì)性地制定科學(xué)合理的節(jié)能降損技術(shù)措施，為10kV配電網(wǎng)規(guī)劃、技術(shù)升級(jí)改造和電容無(wú)功補(bǔ)償提供良好的參考依據(jù)，這樣會(huì)更好地促進(jìn)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，對(duì)增強(qiáng)10kV線路供電的可靠性、安全性和節(jié)能經(jīng)濟(jì)性有積極意義。

關(guān)鍵詞：10kV配電變壓器;電力系統(tǒng);節(jié)能技術(shù)

引言

在整個(gè)電力系統(tǒng)中，變壓器占有重要地位，變壓器不僅可以改變電壓電流的大小，而且還能完成傳輸功率、改變相位的任務(wù)。變壓器性能的優(yōu)劣程度直接影響電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性，在電力系統(tǒng)的所有損耗中，變壓器損耗所占的份額尤其突出，根據(jù)相關(guān)資料表明，在我國(guó)10kV配電變壓器損耗的電能約為30TWh～50TWh，占發(fā)電總量的4%～5%。且有大部分沒(méi)有達(dá)到壽命年限的變壓器因工作環(huán)境惡劣，內(nèi)部元件老化嚴(yán)重，造成損耗大幅增加，由此所帶負(fù)載能力也隨之下降。目前，判斷變壓器是否處于高損耗狀態(tài)的方法是對(duì)開(kāi)路損耗和短路損耗的離線檢測(cè)，不僅浪費(fèi)資源，且受環(huán)境因素影響有諸多不便。針對(duì)這一問(wèn)題，在線檢測(cè)開(kāi)路損耗和短路損耗及諧波損耗不僅僅可以節(jié)約能源、提高供電效率、保護(hù)生態(tài)環(huán)境，還可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的故障避免事故發(fā)生，以保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

110kV配電變壓器損耗試驗(yàn)中的無(wú)功補(bǔ)償?shù)南嚓P(guān)概念

在開(kāi)展配電變壓器損耗試驗(yàn)的過(guò)程中，調(diào)壓器的輸出容量與電源的輸出容量主要與有功分量與無(wú)功分量共同組成，在實(shí)際應(yīng)用中，如果將調(diào)壓器與試驗(yàn)過(guò)程中的測(cè)量?jī)x表對(duì)于容量的影響予以忽略，那么配電變壓器的消耗容量就等于電源與調(diào)壓器的輸出容量，在開(kāi)展配電變壓器負(fù)載試驗(yàn)與空載試驗(yàn)的過(guò)程中，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單分析發(fā)現(xiàn)，電源輸出容量與調(diào)壓器的容量一大部分都消耗在了感性無(wú)功分量之上，其中只有很少一部分為有功分量，因此，要想有效的減少配電變壓器損耗對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備及電源的容量需求，就需要減少調(diào)壓器與電源的視在電流輸出，而這可以通過(guò)開(kāi)展感性無(wú)功分量補(bǔ)償來(lái)實(shí)現(xiàn)。在具體的應(yīng)用中，通常是采用合適的三相電容器與配電變壓器并聯(lián)的方式來(lái)有效實(shí)現(xiàn)感性無(wú)功的補(bǔ)償，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，電容器組所發(fā)出的容性無(wú)功電流能夠有效實(shí)現(xiàn)負(fù)載試驗(yàn)與空載試驗(yàn)中配電變壓器自身所發(fā)出的感性無(wú)功電流的補(bǔ)償，這對(duì)于降低調(diào)壓器與電源的輸出容量具有非常重要的作用，通常情況下，無(wú)功補(bǔ)償裝置中所應(yīng)用的電容器組的接線方式有兩種：①△連接，也就是我們通常所說(shuō)的三角形連接;②Y連接，也就是星形連接方式，在對(duì)不同的配電變壓器開(kāi)展無(wú)功補(bǔ)償?shù)倪^(guò)程中，由于其自身容量的差別，以及空載參數(shù)與負(fù)載參數(shù)的不同，這使得其最終所開(kāi)展的補(bǔ)償容量也具有一定的差別，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，可以根據(jù)實(shí)際的需求來(lái)對(duì)兩組獨(dú)立電容器組的相關(guān)參數(shù)予以合理確定，并要對(duì)其接線方式予以合理安排，為了對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，例舉某電容器組的參數(shù)及處于400V電壓作用之下的補(bǔ)償容量進(jìn)行分析。在開(kāi)展無(wú)功補(bǔ)償過(guò)程中，所選擇的兩組電容器，依據(jù)實(shí)際的補(bǔ)償容量需求，可以選擇各種不同的連接方式，表2所示是集中電容器的組合方式，其中表中的N表示的含義是：沒(méi)有將該組電容器接入到試驗(yàn)回路中。

2降低10kV配電變壓器損耗的方式探析

2.1注重新材料與新工藝的應(yīng)用

在設(shè)計(jì)10kV配電變壓器的過(guò)程中，相關(guān)科研人員和生產(chǎn)企業(yè)要積極引進(jìn)新材料，以代替原有的變壓器材料，不斷地降低10kV配電變壓器的電力能源損耗。在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，用兩種材料能夠有效降低10kV配電變壓器的能源損耗，其理由如下。首先，無(wú)氧銅材料。無(wú)氧銅材料在10kV配電變壓器中的應(yīng)用，可以有效減小10kV配電變壓器的線圈內(nèi)阻，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的，而且無(wú)氧銅材料的取材非常便捷，有利于加工，整體的成本較低，是10kV配電變壓器的理想材料。此外，無(wú)氧銅材料在10kV配電變壓器的應(yīng)用可以增強(qiáng)10kV配電變壓器抵抗短路的能力，對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行有很大的積極作用;其次，非晶體合金材料?？蒲腥藛T和變壓器生產(chǎn)企業(yè)可以采用非晶體合金材料作為10kV配電變壓器的磁體材料。非晶體合金材料制作的鐵芯相對(duì)于原材料制成的鐵芯而言，能夠大大降低電磁能源損耗，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)10kV配電變壓器的節(jié)能降耗目標(biāo)。與此同時(shí)，企業(yè)需要引入新工藝生產(chǎn)10kV配電變壓器，并將現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到配電變壓器生產(chǎn)制造活動(dòng)中，將加工精度控制在0.14mm以內(nèi)，有效降低配電變壓器在空載時(shí)的電能損耗，同時(shí)也可以采取新型的線圈布置模式，有效調(diào)整渦流的大小，從而實(shí)現(xiàn)降低損耗的目的。同時(shí)，運(yùn)用新型繞組結(jié)構(gòu)，可以有效防止出現(xiàn)漏磁現(xiàn)象，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

2.2防止并聯(lián)諧振

無(wú)功補(bǔ)償應(yīng)采用欠補(bǔ)償?shù)姆绞?。這是因?yàn)槿舨捎眠^(guò)補(bǔ)償，則電容器的容抗和配電變壓器感抗并聯(lián)，對(duì)電源端而言，為容性負(fù)載，有可能和調(diào)壓器的感抗構(gòu)成LC回路，產(chǎn)生容升現(xiàn)象甚至是串聯(lián)諧振，對(duì)試驗(yàn)設(shè)備和試品將會(huì)造成損傷。因此在確定補(bǔ)償容量時(shí)，根據(jù)實(shí)踐，補(bǔ)償度控制在50%～80%為宜。

2.3檢測(cè)方法

變壓器損耗測(cè)試方法總體上分為以下四種：（1）采用開(kāi)路、短路試驗(yàn)方法測(cè)量變壓器鐵耗與銅耗，但是這種方法不能用于在線測(cè)試，而且這種方法還受到電源容量限制，如果電源容量較小，試驗(yàn)的電壓波形會(huì)產(chǎn)生較大的失真，測(cè)量會(huì)產(chǎn)生很大的誤差;（2）測(cè)量變壓器的一次側(cè)和二次側(cè)的輸入與輸出功率表，通過(guò)做差求得變壓器的功率損耗，這種在線方法只能測(cè)量出總損耗而不能得到變壓器鐵耗、銅耗的具體值，即不能分出鐵耗與銅耗;（3）用求和的方法在線測(cè)量，這種方法的原理簡(jiǎn)單、精度準(zhǔn)確，但是算法本身很復(fù)雜;（4）針對(duì)諧波損耗，依據(jù)變壓器T型等效電路推導(dǎo)出諧波計(jì)算公式，但高壓側(cè)電流參數(shù)測(cè)量難度大，計(jì)算復(fù)雜。

結(jié)語(yǔ)

所謂變壓器，就是實(shí)現(xiàn)不同電壓等級(jí)電能相互轉(zhuǎn)換的一種電氣化設(shè)備，是電力系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分，在電力系統(tǒng)中起著非常關(guān)鍵的作用。但是，在實(shí)際的工作中，配電變壓器需要消耗大量的電力能源，是電力系統(tǒng)中的電能消耗大戶。在城鎮(zhèn)化和工業(yè)化快速發(fā)展的新時(shí)期，電力能源的重要性日益凸顯，是推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不可或缺的能源，而隨著節(jié)能環(huán)保理念的落實(shí)，怎樣降低電力系統(tǒng)中的能源損耗已經(jīng)成了電力行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)話題。因此，電力企業(yè)和相關(guān)技術(shù)工作者需要意識(shí)到10kV配電變壓器是現(xiàn)階段電力系統(tǒng)不可或缺的電氣化設(shè)備，直接影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性，同時(shí)也是電能損耗較大的電氣化設(shè)備之一。雖然隨著科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，10kV配電變壓器的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)得到很大提升，但是其帶來(lái)的能源損耗仍然不可忽視。電力企業(yè)需要積極引進(jìn)先進(jìn)的材料，優(yōu)化10kV配電變壓器的性能，盡可能降低由于材料因素而帶來(lái)的能源損耗，同時(shí)還要確定變壓器間負(fù)載經(jīng)濟(jì)分配，采取自動(dòng)調(diào)壓器技術(shù)，確保配電變壓器運(yùn)行三相負(fù)荷實(shí)時(shí)平衡，保證10kV配電變壓器安全穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)還應(yīng)盡量降低10kV配電變壓器的能源損耗，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)。

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