節(jié)能變壓器

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節(jié)能變壓器范文第1篇

【關(guān)鍵詞】配電技術(shù)；變壓器；節(jié)能技術(shù)

進入21世紀以來，我國的經(jīng)濟快速的發(fā)展，各個行業(yè)對于電力資源的需求也越來越大，現(xiàn)目前，全國的電力供電都呈現(xiàn)出了供應(yīng)不足的現(xiàn)象，尤其是在一些電力使用較多的季節(jié)，電力供應(yīng)顯得尤為緊張，這些情況已經(jīng)成為了制約我國經(jīng)濟以更快速發(fā)展的枷鎖嗎，所以，必須要提高全國范圍內(nèi)的電力能源發(fā)展速度。但從我國目前的經(jīng)濟發(fā)展模式來看，依然還有很大一部分的生產(chǎn)企業(yè)停留在傳統(tǒng)的粗放式的經(jīng)濟增長方式之上，而完全依靠不斷提高能耗來作為提升電力供應(yīng)的也是極為不科學(xué)的。

本篇文章主要針對我國目前各個電力企業(yè)中所使用的配電變壓器自身在實際中應(yīng)用的特點，對配電變壓器中的節(jié)能技術(shù)實際應(yīng)用進行了全面詳細的分析，期望能從分析的結(jié)果中找到完全能夠使用在配電變壓器的節(jié)能中技術(shù)中的更為科學(xué)合理并具有安全可靠性的應(yīng)用技術(shù)，為其他相關(guān)的行業(yè)的人員提供一定的參考作用。

1.電力生產(chǎn)的現(xiàn)狀

從整個電力生產(chǎn)、消費、供應(yīng)等幾個組成電力生產(chǎn)和使用的主要環(huán)節(jié)來看，在電力生產(chǎn)輸配的過程中還有著巨大的發(fā)展空間和發(fā)展?jié)摿ΑＴ陔娏ζ髽I(yè)的輸配電設(shè)備型號中，我國所采用的主要是一種使用數(shù)量和使用范圍都是最大的輸配電變壓器設(shè)備。就現(xiàn)目前來說，輸配電變壓器自身的耗損在整個輸配電系統(tǒng)耗損的三分之一以上，通過這點我們可以明確的看出，大力的發(fā)展配電節(jié)能變壓器自身的科技技術(shù)以及應(yīng)用的范圍，這對于我國電力設(shè)備的節(jié)能發(fā)展前景以及電力的供應(yīng)有著極其重要的意義。

2.配電變壓器概述

2.1配電變壓器的工作原理

變壓器自身的效能和工作原理幾乎是所有人都知悉的，事實上，配電變壓器自身的運作原因也主要是通過電池感應(yīng)的技術(shù)原理來實現(xiàn)的電流輸出工作。在配電變壓器的結(jié)構(gòu)中，通常都是將高壓的繞組以及低壓的繞組分開在兩邊，其中又根據(jù)所連接不同來區(qū)分不同的繞組名稱，與電源所直接連接的叫做初級繞組，而與負載所直接連接的稱之為次級繞組。初級和次級這兩組繞組之間只有磁性的耦合關(guān)系，沒有任何電能上的聯(lián)系。而當(dāng)初級繞組直接連接上變電壓的時候，可以產(chǎn)生交變電流，并且根據(jù)電感生磁和磁感生電的感應(yīng)原理，交變電流能夠直接將鐵芯中的電源電壓改變到與之相同的評論，變成交變磁通，交變磁通在運行的過程中直接與初級繞組和次級繞組之間產(chǎn)生相同的頻率，從而能夠感應(yīng)到電勢。而在這個過程中，如何改變了初級繞組和次級繞組的匝數(shù)，就可以直接改變次級繞組附帶的電壓，如果在次級繞組之上直接連接上負載，就可以使得交流正常的輸入，這樣就使得能在配電變壓器中實現(xiàn)了不同等級的電壓等級電能的向外傳遞 [1]。

2.2配電變壓器的損耗分析

配電變壓器的損耗具體可以分為有功損耗和無功損耗，下面逐一具體分析。

2.3有功損耗

有功損耗是指配電變壓器在實際工作過程中，在產(chǎn)生有功功率而伴隨產(chǎn)生的損耗。有功損耗可以分為鐵損和銅損。

①鐵損。鐵損是指磁滯、渦流損耗及電流在初級線圈電阻上的損耗，它是鐵芯發(fā)熱，以熱能的形式散發(fā)損耗。鐵損又可以細分為渦流損耗和磁滯損耗。當(dāng)變壓器工作時，鐵芯中有磁力線穿透，由于電磁感應(yīng)原理的作用，使得線圈中的電流自成閉合回路且呈渦流狀旋轉(zhuǎn)，因此稱之為渦流，渦流在鐵芯中的流動使得鐵芯發(fā)熱消耗能量，這一部分的損耗就稱之為渦流損耗。

當(dāng)交流電流通過配電變壓器時，通過變壓器硅鋼片的磁力線其大小和方向呈現(xiàn)一定規(guī)律的變化，使得硅鋼片互相摩擦放出熱能，這一部分損耗的熱能就是磁滯損耗。

②銅損。銅損是指配電變壓器線圈電阻所引起的損耗。當(dāng)電流通過線圈電阻時，會發(fā)熱散發(fā)能量，這時一部分電能就會轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏幌模Q之為銅損。

2.4無功損耗

配電變壓器的無功損耗主要是指在進行變壓與能量傳遞過程中所造成的損耗，因為這部分損耗并沒有產(chǎn)生實際的有功功率，因此，稱之為無功損耗。無功損耗可以分為兩部分，一部分是由建立變壓器主磁路磁通的勵磁電流引起的，這部分損耗與負載電流無關(guān)，是一個恒定量；另一部分是由變壓器繞組的阻抗和流經(jīng)繞組的電流構(gòu)成，這部分損耗是與負載電流有關(guān)的，負載電流越大，這部分損耗就越大。

需要說明的是，配電變壓器是一個典型的大型感性負載，其容量越大，則無功損耗就越大，同時也會對電網(wǎng)產(chǎn)生諧波干擾，因此，配電變壓器的容量并不是越大越好。

3.配電變壓器的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用探討

采用新型材料和工藝降低配電變壓器運行損耗。

（1）采用新型導(dǎo)線。

配電變壓器的導(dǎo)線可以采用無氧銅，以降低線圈內(nèi)阻，從而有利于降低配電變壓器運行中的鐵損和銅損，進而降低配電變壓器的運行損耗。例如，目前已經(jīng)投入使用的高溫超導(dǎo)配電變壓器，就是采用了超導(dǎo)線材取代了傳統(tǒng)的銅芯線材，從而降低了變壓器的損耗，同時，還間接提高了變壓器的抗短路性能[2]。

（2）優(yōu)化磁體材料。

配電變壓器的磁體材料也可以進行改進優(yōu)化，以降低磁滯損耗。近年來，研究頗熱的非晶合金材料，相較于傳統(tǒng)的磁體，具有更加優(yōu)良的磁化和消磁性能，利用這一類材料制作鐵芯，不僅可以明顯降低配電變壓器的鐵損，而且還能夠降低配電變壓器的無功損耗，提高配電變壓器的運行經(jīng)濟效益。

（3）改進制造工藝。

在制造工藝上實施改進，以降低配電變壓器的運行損耗。例如，采用現(xiàn)代計算機控制的數(shù)控加工系統(tǒng)，對變壓器內(nèi)部的硅鋼片進行加工，從厚度、界面形狀等，都完全能夠?qū)崿F(xiàn)精確控制。目前的加工精度已經(jīng)達到0.18mm，如此薄的硅鋼片的應(yīng)用，大大降低了配電變壓器運行過程中的空載損耗。

（4）布置新結(jié)構(gòu)。

除了應(yīng)用新型材料、新型加工工藝等技術(shù)手段之外，還可以通過采用新的結(jié)構(gòu)布置形式等手段來降低配電變壓器運行中的損耗。目前的研究熱點主要集中在兩個方面：采用新型繞組結(jié)構(gòu)和采用新型線圈布置方式。

4.結(jié)語

在配電變壓器的實際配電輸出的過程中，會由于變壓器自身所感性負載這個特性，早成整個配電變壓器在運作的過程中出現(xiàn)極大的耗損，對此，將配電變壓器加入節(jié)能技術(shù)理念實施已經(jīng)到了迫在眉睫的地步。本篇文章所結(jié)合了配電源變壓器在實際使用過程中造成損耗的主要構(gòu)成原因，全面詳細的討論在在如何將節(jié)能技術(shù)應(yīng)用到配電變壓器之中。節(jié)能技術(shù)的實現(xiàn)，對于整個輸配電能源這個環(huán)節(jié)有著巨大的便捷性，而且對于不斷的研究和配電節(jié)能技術(shù)的指導(dǎo)有著重大的意義，因而本論文的研究成果是值得推廣的。當(dāng)然，對于配電變壓器的節(jié)能技術(shù)，遠不止本論文所討論的這些技術(shù)應(yīng)用，更多的節(jié)能技術(shù)及其應(yīng)用有待于廣大配電技術(shù)工作人員共同努力，才能夠最終實現(xiàn)我國輸配電節(jié)能技術(shù)的真正提高和發(fā)展應(yīng)用。

【參考文獻】

節(jié)能變壓器范文第2篇

關(guān)鍵詞： 節(jié)能型變壓器；性價比；運行方式

中圖分類號：TM4 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）17-0045-02

1 各種節(jié)能型變壓器性價比研究

現(xiàn)如今，我國推廣使用的節(jié)能型變壓器最主要包括SH11和S11，以用來取代S9系列的變壓器。下面就上述三種系列的節(jié)能變壓器的性價比進行分析。

1.1 S9系列的節(jié)能變壓器 此系列的節(jié)能變壓器在結(jié)構(gòu)上進行了一些改進，變壓器鐵芯使用低損耗的硅鋼片制造而來，相較于S7系列的變壓器其空載損耗降低了大概百分之十一以上，其負載損耗則下降了百分之二十以上。通過九十年代后期農(nóng)網(wǎng)改造中對S9系列的應(yīng)用，現(xiàn)如今S9系列已經(jīng)逐漸取代S7系列，并在國內(nèi)得到了廣泛的使用。

1.2 S11系列的節(jié)能變壓器 早在六十年代的時候此系列已經(jīng)在某些發(fā)達國家得到了推廣應(yīng)用，最近幾年也在我們國家得到了逐步的使用。S11系列的變壓器鐵芯是使用硅鋼片帶材通過連續(xù)卷繞而形成的，因為鐵芯沒有接縫，使得導(dǎo)磁性得到了極大的改善，并降低了變壓器的運行噪聲、空載損耗和空載電流，是現(xiàn)如今較為先進的一種節(jié)能型變壓器。它的優(yōu)點就在于相較于S9系列的節(jié)能型變壓器其空載損耗降低了百分之十到二十五；隨著變壓器容量不斷的降低，空載電流也會相應(yīng)降低，通常情況下，其空載電流都是疊片鐵芯的二分之一左右；此系列變壓器的噪聲要明顯小許多，能有效減少其對城鎮(zhèn)所造成的噪音污染。

1.3 SH11系列的節(jié)能變壓器 自二十世紀八十年代此系列的節(jié)能變壓器被研發(fā)出來以來，其在發(fā)達國家中便得到了廣泛的應(yīng)用。此系列的節(jié)能變壓器使用無向非晶體鋼板作為鐵芯材料，相較于以前的硅鋼片其損耗大概為三分之一到四分之一之間，是損耗很低的一種鐵芯材料。相較于硅鋼片，無向非晶體鋼板的厚度則要薄許多，并且寬度也要更窄一些，進而在使用中存在一定的局限性。但伴隨非晶體鋼板不斷降低的價格，其優(yōu)點也逐漸被人們所認可。此系列的節(jié)能變壓器具備非常好的節(jié)能效果，使用非晶合金材料所制出來的變壓器相較于S9系列其空載損耗減小了百分之七十到八十。

2 節(jié)能型變壓器的運行分析

相較于S9系列的變壓器，S11系列的變壓器更為先進，其空載損耗更低，從而大大提升了產(chǎn)品的節(jié)能水平。盡管SH11系列的變壓器相較于S11系列的變壓器優(yōu)點更為突出，然而其仍舊存在一定局限性，因此下面就S11系列的節(jié)能型變壓器運行進行大致分析。

2.1 S11系列變壓器的運行損耗分析 負載損耗和空載損耗共同構(gòu)成了變壓器有功功率損耗，空載損耗為一個常數(shù)，不會隨著變壓器負載的改變而產(chǎn)生變化。然而負載損耗與變壓器負載平方呈正比例關(guān)系。

2.2 S11系列變壓器的經(jīng)濟效益分析 相較于S7系列的變壓器，S9系列變壓器的空載損耗下降了百分之十，負載損耗則下降了百分之二十五。然而S11系列是通過對S9系列進行結(jié)構(gòu)改造而得來的，它采用超薄型的硅鋼片，使得空載損耗得到了進一步的降低。現(xiàn)如今，S11系列的變壓器與S9系列的變壓器在節(jié)能效果方面明顯存在差異。相較于S9系列變壓器，S11系列的變壓器具備更好的節(jié)能效果，假如在全國的電力市場中，將五百萬臺老式的變壓器都用S11系列的變壓器來取代，那么每年可以節(jié)約資金兩百多億元。所以，現(xiàn)如今使用S11系列變壓器的用戶越來越多了。

3 節(jié)能型變壓器節(jié)能運行方式的幾點思考

3.1 對三相負荷的平衡度加以調(diào)整 在負載相當(dāng)?shù)那闆r下，假如三相平衡處在極端狀況，那么其損耗將會比平衡狀態(tài)下的三倍還要多，同時其無功功率的消耗狀況也相同。通過規(guī)程標示我們可以得知，在配電變壓器的出口處其電流不平衡度在百分之十以內(nèi)，分支首端和干線的不平衡度則在百分之二十以內(nèi)，中性線流量在額定電流的四分之一以內(nèi)。因為配電系統(tǒng)的相電流數(shù)值非常不穩(wěn)定，這與安全性和節(jié)約要求不符，并且會造成線路損耗的增大。除此之外，不平衡還會造成電流零序，致使消耗增多，讓某些金屬零件溫度超標，從而引發(fā)故障。要想實現(xiàn)平衡運行，則需對電網(wǎng)構(gòu)造進行適當(dāng)改造，確保負荷可以平均分擔(dān)，如此一來便需要對輔助管理予以加強，對平衡度進行周期性的檢測，按照負載管理系統(tǒng)要求對信息技術(shù)等進行全局性連續(xù)性的關(guān)注。

3.2 對配變?nèi)萘窟M行合理安排 按照用電量大小的不同對最佳運行區(qū)中變壓器供用戶的使用進行調(diào)配，如此一來可以使變壓器的損耗得到有效降低。在農(nóng)村配網(wǎng)中，某部分的變壓器輕負荷時間長耳高峰負荷時間短，進而形成“大馬拉小車”的狀況。

3.3 進行適當(dāng)無功補償 科學(xué)布置無功補償，維護系統(tǒng)電壓，讓各項指標都能維持在一個穩(wěn)定的數(shù)值，避免無功長度過大運送的狀況發(fā)生，如此一來便能極大的降低消耗，并且也能使設(shè)備使用率得到相應(yīng)提升。所謂的集中補償是指對主變現(xiàn)存無功損耗進行有效控制，這樣對降低線路無功電力有幫助，從而很好的控制住電網(wǎng)產(chǎn)生的無功消耗，但它自身并不會對配電網(wǎng)的無功消耗產(chǎn)生任何作用。因為用戶采用的無功功率要和配電線路結(jié)合使用，所以，為了徹底控制無功功率進而減少線路的損耗，便需要就地平衡，按照機器運行狀況進行隨時補償，這樣不但能使線路損耗減少，同時還能使功率因素得到提升，進而降低變壓器自身損耗的功率。

3.4 對配電網(wǎng)進行經(jīng)濟調(diào)度 在配電網(wǎng)運行安全的基礎(chǔ)上對配電網(wǎng)進行經(jīng)濟調(diào)度，從而降低配電網(wǎng)線的損耗。對于主變在兩臺及其以上的變電所，由于變壓器技術(shù)水平存在一定差異，并且變壓器各項消耗也要按照負荷形成特殊的路線變化，因此在使用變壓器之時，要選擇技術(shù)參數(shù)合適，并采取最恰當(dāng)?shù)倪\行方式。假如變壓器工作時使用的極限可以得到確定，便需要變電所人員長期堅守負荷，隨時調(diào)整變電器工作的狀態(tài)，尤其是要將工作次數(shù)極可能的控制在最小范圍內(nèi)，從而使操作頻率得以降低。

3.5 對變壓器分接開關(guān)加以調(diào)節(jié) 在測量變壓器之時一定要分開處理開關(guān)，如此一來才能使變壓器的操作穩(wěn)定。一來，可以合理控制電量消耗，進而使企業(yè)工作的能力得到提升，二來，也能提升供電水平，讓供電的滿意度得到提升。

4 結(jié)語

能源不僅為經(jīng)濟發(fā)展提供動力，同時也為人類生存提供物質(zhì)保障，而在經(jīng)濟發(fā)展中被廣泛應(yīng)用的一種能源傳輸設(shè)備變壓器則關(guān)系著電力企業(yè)的生存發(fā)展。在變壓器整個生產(chǎn)、制造、設(shè)計、運行等眾多環(huán)節(jié)中，對變壓器運行臺數(shù)以及經(jīng)濟容量進行分析，也就是選擇節(jié)能型的變壓器，并在其高效率運行下實現(xiàn)節(jié)能目的也就顯得尤為重要了。

參考文獻：

[1]單曉紅，曾令通，王亞忠.節(jié)能型變壓器節(jié)能運行方式的探討[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2009，（08）：104-106.

[2]尹偉，陳杰，易本順.基于模糊控制的配電變壓器節(jié)能運行裝置[J].電力自動化設(shè)備，2009，（05）：74-77.

[3]孫鵬.如何實現(xiàn)住宅小區(qū)配電變壓器的節(jié)能運行[J].今日科苑，2010，（20）：73.

節(jié)能變壓器范文第3篇

關(guān)鍵字：功率因數(shù) 無功功率 容性負載無功功率補償

居民生活和工業(yè)用電量的逐步增加，電力資源日益緊張，相關(guān)節(jié)能降損的要求愈來愈受到國家和社會的重視。在供電系統(tǒng)中，合理采用節(jié)能技術(shù)，提高相關(guān)工作效率和供電效率，想方設(shè)法減少能力損耗是當(dāng)前供電電路進行工作時需要考慮的主要部分。供電系統(tǒng)中可采用的節(jié)能降損的技術(shù)可以從多方面來開展，變壓器功率損耗便是其中一種，主要有改善功率因數(shù)，選擇節(jié)能變壓器，合理調(diào)配變壓器的負荷和容量，選擇運行方式提高工作效率。本文主要針對變壓器功率因數(shù)的改善來實現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。

一、 功率因數(shù)相關(guān)問題

變壓器運行時所帶實際負荷與其額定功率的比值稱為負載系數(shù)，運行時的功率損失簡稱功耗，每傳輸單位電功率的損耗叫功率損耗率并簡稱功耗率。變壓器等設(shè)備中功率是重要的參數(shù)，功率因數(shù)是在供電系統(tǒng)中采用的重要技術(shù)指標。在電器工作過程中，一方面消耗有功功率，另一方面有大量的無功功率被輸送給負荷，功率因數(shù)便是反應(yīng)用電設(shè)備在消耗有功功率時所需要的無功功率。對負荷來說，用電設(shè)備多為感性負載，功率因數(shù)相對降低，便影響變壓器和線路的良好運行造成較大的浪費。

二、無功功率和功率因數(shù)的調(diào)整

在供電電路中可以通過配置合理的無功功率補償設(shè)備，提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，降低損耗，達到節(jié)約電能的目的。

1) 無功功率和功率因數(shù)的關(guān)系

功率因數(shù)是指交流電路中電壓與電流的相位差的余弦，用符號cosΦ表示，在數(shù)值上是有功功率和視在功率的比值，即cosΦ=P/S。

無功功率是指在電器運行中根據(jù)電磁感應(yīng)原理，為了建立相應(yīng)的工作條件，如變壓器依靠建立交變磁場才能進行能量的轉(zhuǎn)換和傳遞。所謂"無功功率"并不是"無用"的電功率，而是它的功率并不轉(zhuǎn)化為使用的熱能、機械能；因此供用電系統(tǒng)中除了需要有功電源，還需要無功電源，兩者缺一不可。無功功率在電路系統(tǒng)中占用供配電設(shè)備的規(guī)模容量，同時增大了線路損耗，容易造成輸電電網(wǎng)電壓下降，影響電能傳送質(zhì)量和電網(wǎng)的經(jīng)濟高效運行能力。

功率因數(shù)衡量電氣設(shè)備運行效率高低的重要參數(shù)，如與電路的負載有密切的關(guān)系，功率因數(shù)較低，說明在工作中，用于交變磁場轉(zhuǎn)換過程中使用的無功功率較大，設(shè)備電能的利用率較低，線路供電損失較大。在相關(guān)管理標準中，對用電電氣和單位的功率因數(shù)具有相應(yīng)的標準要求。

提高電器的功率因數(shù)，要增加相應(yīng)的無功功率補償設(shè)備降低無功功率損耗，在提高電氣的功率因數(shù)的方案中，通常采用靜電電容器的方式來實施。靜電電容器重量輕、投資少、故障范圍小、安裝方便、易于維護、有功功率損耗小等，在運行中能夠具有自動控制的優(yōu)點。安裝靜電電容器的方法在供用電系統(tǒng)中和相關(guān)電氣設(shè)備中得到廣泛的應(yīng)用。

2) 變壓器功率因數(shù)與有功功率損耗的關(guān)系

變壓器運行過程中，需要損耗相當(dāng)?shù)臒o功功率，通常銅損耗和負荷視在功率的平方成正比，視在功率和變壓器的功率因數(shù)成反比。通過提高功率因數(shù)可以降低視在功率，進而降低變壓器運行過程中損耗的無功功率，提高運行效率。

3)功率因數(shù)與變壓器容量關(guān)系

變壓器工作過程中，應(yīng)確保負載系數(shù)接近或等于最佳負載系數(shù)，變壓器輸出有功功率時，需用容量與變壓器功率因數(shù)成反比，在輸出一定的有功功率時，提高功率因數(shù)可以降低變壓器的需用容量，進而提高變壓器的供電能力。一是額定容量滿足最大負載需要，另一個是選擇變壓器負載系數(shù)在經(jīng)濟節(jié)能區(qū)，負荷長期發(fā)展的要求。對于較難符合的負載需要采用一大一小的方式實現(xiàn)輪番供電以滿足經(jīng)濟運行，達到節(jié)能降耗的目的。

在具體設(shè)計和施工過程中，需要按照實際用電電器的性質(zhì)和參數(shù)波動情況，給出變壓器運行狀態(tài)，使得負荷處在變壓器的經(jīng)濟范圍內(nèi)運行，可以根據(jù)變壓器次級電流表監(jiān)視和對照，采用調(diào)整負荷或功率因數(shù)的方式，實現(xiàn)運行的高效和節(jié)能。

4)功率因數(shù)與線路的有功功率損耗

傳輸線路本身的電阻在電流經(jīng)過是需要會產(chǎn)生一定的有功功率損耗，該損耗與電流的平方成正比，在傳輸一定的有功功率時，電流與功率因數(shù)成正比，因此在傳輸線路輸送一定有功功率時，通過提高功率因數(shù)的方法可以降低電流的值，進而可以降低線路的有功功率損耗。可以設(shè)計合理的輸電線路，采用較好的傳輸介質(zhì)，采用銅線等電阻率較低的導(dǎo)線等，實現(xiàn)傳輸線路上功率損耗的降低，為后續(xù)電器工作提供高質(zhì)量的傳輸線路和穩(wěn)定的電壓。

節(jié)能變壓器范文第4篇

引言：

節(jié)能減排是國家發(fā)展經(jīng)濟的一項長遠方針，南方電網(wǎng)“十一五”期間節(jié)能減排的目標要求是：“優(yōu)化、完善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，提高電網(wǎng)輸電能力和利用效率，降低輸配電損耗。”而造成輸配電損耗的其中一個重要因素是從電力輸送環(huán)節(jié)到終端用電環(huán)節(jié)的電能利用效率低下。

盡管過去20年里我國電能利用效率水平逐步提高，但與國際先進水平相比仍然存在較大差距：我國2000年輸變電線路的線損率為7.81％，2005年為7.38％，2007年為6.85％，呈平穩(wěn)下降趨勢；2000年同期美國線損率為6.00％，日本為3.89％。以2000年數(shù)據(jù)比較，我國高耗能配電變壓器負載損耗比國際先進水平高50％－60％，空載損耗水平高90％以上。這種狀況使我國電力利用率降低，造成巨大的電力浪費。作為輸變電行業(yè)中的耗能大戶，降低變壓器損耗已是我國節(jié)能工作的當(dāng)務(wù)之急。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，基礎(chǔ)建設(shè)的擴張，近年來，配電變壓器的需求量和產(chǎn)量有較大的增長。我國年均生產(chǎn)配電變壓器約2.4億kVA。十一五期間，隨我國城市及農(nóng)村電網(wǎng)改造投資力度的加大，配電變壓器的需求量仍有望保持10％-15％的增長。配電變壓器作為電力傳輸系統(tǒng)的重要設(shè)備，由于使用量大、運行時間長，具有很大的節(jié)能潛力。

我國能源“十一五”規(guī)劃指出，采用先進輸、變、配電技術(shù)和設(shè)備，逐步淘汰能耗高的老舊設(shè)備。在配電系統(tǒng)中變壓器的損耗通常大于配電系統(tǒng)總損耗的30%，最大可占總損耗的70%。目前就我國配電變壓器而言，每年的損耗高達400億KWh，采用高效節(jié)能變壓器后，節(jié)電潛力高達90―300億KWh。因而，提高輸變配電設(shè)備效率，降低變壓器損耗是一項重要的節(jié)電措施。

1 淘汰落后

1998年以前投運的配電變壓器基本為S7系列及以下的高損耗變壓器，由于舊變壓器擁有量大，造成我國電網(wǎng)線損率過高。以500KV油浸式變壓器為例，用非晶合金制造的SBH15高節(jié)能配電變壓器空載損耗較硅鋼S9系列下降75％，較S7系列下降78％，空載電流比S9下降50％，負載損耗比S7系列下降25％。以500kVA 的油浸式變壓器為例，各類型號的變壓器參數(shù)見表1：

變壓器的使用壽命一般為20年。使用單位按這一規(guī)定年限提取設(shè)備折舊費，并進行變壓器更新。變壓器不是損壞后才更新，而是老化到一定程度，還要有一定剩值時就可以更新。

更新變壓器必然會帶來有功電量和無功電量的節(jié)約。但要增加投資，這里也存在一個回收年限的問題。當(dāng)前許多企業(yè)中有多臺老舊變壓器，雖然加速老舊變壓器的更新?lián)Q代能為企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟效益。但由于老舊變壓器數(shù)量大，不可能在一年內(nèi)把所有的老舊變壓器全部更新掉，必然逐年更新，所以，在多臺老舊變壓器淘汰中要劣中汰劣，通過定量計算更換掉損耗最大的舊變壓器，即淘汰技術(shù)特性最劣者。用相同的投入資金取得最大節(jié)電效果。所以在電網(wǎng)改造和運行管理中舊變壓器更新淘汰中，除考慮出廠年限外，還應(yīng)通過定量計算，做到劣中汰劣。

當(dāng)前我國推廣的高效變壓器主要是非晶態(tài)SBH15型和S13型、S11型，因此，老舊變壓器更新的計算是以節(jié)能型的SBH15和S13型、S11型代替老舊變壓器；而新型變壓器選型的計算是以S11型代替S7型變壓器。由于配電變壓器應(yīng)用面大量廣，所以我們選取10/0.4kV用戶較經(jīng)常使用的500kVA做典型實例運算。下面案例中我們以總擁有費用(TOC)法比較變壓器價格及其損耗費用。（注：TOC方法是總和了變壓器的初始費用和等價現(xiàn)值的損耗費用，表達所購變壓器全面的綜合費用。）

案例1

假設(shè)一城市居民用戶15 年前安裝一臺額定容量為S7-500/10，500kVA 的油浸式變壓器，按照變壓器使用壽命20 年計算，該變壓器還能繼續(xù)運行5 年，用S11 變壓器與其比較，以確定該變壓器是否應(yīng)該更換。假設(shè)變壓器的平均負載率為0.4。

采用TOC 計算法進行計算：

1）：確定相關(guān)的技術(shù)參數(shù),見表1。

2）：確定相關(guān)的經(jīng)濟參數(shù)，見表2。（表中變壓器的初始費用僅供參考，在實際工程中應(yīng)以廠家報價為準。）

3）：根據(jù)用電性質(zhì)，確定相關(guān)的運行參數(shù)，見表3。其中變壓器負載率、功率因數(shù)、年最大負載利用小時數(shù)、年最大負載損耗小時數(shù)選取典型值。

4）：分析計算

根據(jù)以上初始數(shù)據(jù)，代入下式進行計算

TOC=CI+（A×P0+B×Pk）/1000 （1）

式中：

TOC―變壓器的總擁有費用，元；

CI―變壓器設(shè)備的初始費用，元。一般為變壓器的采購價格；

P0―變壓器額定空載損耗，W；

Pk―變壓器額定負載損耗，W；

A―變壓器單位空載損耗的等效初始費用，元/kW；

B―變壓器單位負載損耗的等效初始費用，元/kW。

在不考慮供電網(wǎng)的附加損耗費用、平均年增量費用，以及假定變壓器在經(jīng)濟使用

期內(nèi)負載率不變的情況下，變壓器綜合能效費用計算表達式（1）可簡化為

TOC=CI+ Kpv×E×（Hpy×P0+τ×β02×PK ）/1000 （2）

其中Kpv=｛1-1/（1+i）n｝/i

式中：

E―該變壓器用戶的平均銷售電價，元/kWh；

n―變壓器經(jīng)濟使用年限，一般取20 年；

Kpv―貼現(xiàn)率為i 的連續(xù)n 年費用現(xiàn)值系數(shù)；

（Kpv=｛1-1/（1+i）n｝/i

i―年貼現(xiàn)率，不低于同年期銀行貸款利率值；

n―變壓器經(jīng)濟使用年限，一般取20 年；）

Hpy―變壓器的年帶電小時數(shù)，通常取8760h；

τ―年最大負載損耗小時數(shù)，h；

β0―變壓器的初始負載系數(shù)，標幺值。本案例取0.4

結(jié)果見表4

5）：分析計算比較

通過上述計算可知，S11 的TOC 值低，說明其技術(shù)經(jīng)濟指標更佳，提前加速淘汰S7型變壓器其投資可盡快收回，投資收回后，在變壓器壽命期內(nèi)總的節(jié)電效果明顯，總經(jīng)濟效益增加，所以，應(yīng)采用S11 變壓器更換現(xiàn)有的S7 型變壓器，加速高損耗老舊變壓器更新?lián)Q代。

小結(jié)：

在對現(xiàn)有舊變壓器進行更新決策時，應(yīng)將現(xiàn)有變壓器可繼續(xù)運行年限的TOC 值與擬更新的新型變壓器在該年限內(nèi)的TOC 值進行比較，如現(xiàn)有變壓器的TOC 值小，則不應(yīng)被更換；反之，則應(yīng)盡快予以更換。

2鼓勵節(jié)能

隨著節(jié)能降耗、落實科學(xué)發(fā)展觀、轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式、促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整已成為全社會的共識，S11型、S13型及非晶合金變壓器SBH15型等高效節(jié)能型變壓器逐漸走到前臺。與高損耗變壓器相比，節(jié)能型變壓器初期投資費用較大，且隨型號越高，其有效材料消耗越大，制造耗費工時越多，因而成本越高。但采購變壓器不能只看價格，應(yīng)對總費用（TOC）進行評估，看其在壽命期內(nèi)的總成本是否最低。這也是國際上通用的方法。在案例2中，我們對三種節(jié)能變壓器作了對比。

案例2

假設(shè)一城市居民用戶準備安裝一臺額定容量為500kVA 的油浸式變壓器，在S11、S13、SBH15 三類型號的變壓器中選擇，變壓器的平均負載率為0.4。

同樣采用TOC 法進行分析如下：

1）：確定相關(guān)的技術(shù)參數(shù),見表1。

2）：確定相關(guān)的經(jīng)濟參數(shù)，見表5。（表中變壓器的初始費用僅供參考，在實

際工程中應(yīng)以廠家報價為準。）

表5

3）：根據(jù)用電性質(zhì)，確定相關(guān)的運行參數(shù)，見表6。其中變壓器負載率、功

率因數(shù)、年最大負載利用小時數(shù)、年最大負載損耗小時數(shù)根據(jù)用電行業(yè)選取典型值。

4）：分析計算

根據(jù)以上初始數(shù)據(jù)，代入案例1公式進行計算

TOC=CI+ Kpv×E×（Hpy×P0+τ×β02×PK ）/1000

結(jié)果見表7

5）：分析計算比較

通過上述計算可知，SBH15 的TOC 值最低，技術(shù)經(jīng)濟性更好。相對于最佳方案SBH15，S11、S13 的TOC 值分別高出5521、3346 元。結(jié)果說明，雖然SBH15 變壓器的價格分別比S11、S13 分別高出28%和14%，但SBH15 變壓器的空載損耗較低，每年因損耗而支出的電費比S11、S13 少。從20 年的長期運行綜合經(jīng)濟效益評判，最佳方案為SBH15，相對于S11、S13 的回收年限分別為7.5、7.4 年。

3 結(jié)論

節(jié)能變壓器范文第5篇

關(guān)鍵詞：電氣設(shè)計；變壓器耗損；節(jié)能技術(shù)；

中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號：

隨著我國城市化的加速、工業(yè)的發(fā)展、人民生活水平的提高, 我國的能源供應(yīng)將日益緊張。因此, 節(jié)約二次能源—— 電能, 也就成為民用建筑電氣設(shè)計的任務(wù)之一。目前在國內(nèi)電網(wǎng)上運行的10kV和35kV級變壓器約有10億kVA以上。由于使用量大, 運行時間長, 變壓器在選擇和使用上存在著巨大的節(jié)能潛力。選擇高效節(jié)能產(chǎn)品, 不但對節(jié)約能源具有重要意義, 同時還可以大大降低變壓器的運營成本,是企業(yè)改善經(jīng)濟效益的重要途徑。電力系統(tǒng)要把電能從發(fā)電站送到用戶, 至少要經(jīng)過4級變壓器方可輸送電能到低壓用電設(shè)備(380V/220V)。雖然變壓器本身效率很高, 但因其數(shù)量多、容量大, 總損耗仍很大。據(jù)統(tǒng)計, 我國2005 年的總發(fā)電量是2.5萬億kW.h,變壓器的總損耗占系統(tǒng)總發(fā)電量的10%左右,如損耗每降低1% ,每年可節(jié)約數(shù)10 億kW.h 電, 因此降低變壓器損耗具有重大的社會和經(jīng)濟效益。

1、變壓器節(jié)能技術(shù)

1.1使用低損耗變壓器

1.1.1鐵芯損耗的控制

變壓器損耗中的P0 主要發(fā)生在變壓器鐵芯疊片內(nèi), 主要是因交變的磁力線通過鐵芯產(chǎn)生磁滯及渦流而帶來的損耗。它是固定不變的部分, 大小隨硅鋼片的性能及鐵芯制造工藝而定。最早的變壓器鐵芯材料是易于磁化和退磁的軟熟鐵。為了克服磁回路中由周期性磁化所產(chǎn)生的磁阻損失和鐵芯受交變磁通切割而產(chǎn)生的渦流,變壓器鐵芯是由鐵線束制成, 而不是由整塊鐵構(gòu)成。近年來世界各國都在積極研究生產(chǎn)節(jié)能材料,變壓器的鐵芯材料已采用最新的節(jié)能材料——非晶態(tài)磁性材料, 如2605S2, 非晶合金變壓器便應(yīng)運而生。使用2605S2 制作的變壓器, 其鐵損僅為硅鋼變壓器的1/5, 鐵損大幅度降低。

非晶合金: 非晶態(tài)合金采用一種快速凝固工藝, 將處于熔融狀態(tài)下的高溫鋼水噴射到高速旋轉(zhuǎn)的冷卻輥上。鋼水以每秒百萬度的速度急速冷卻,10-3s 就可將1 300℃的鋼水降到200℃以下, 形成非晶態(tài)帶材。非晶態(tài)合金在急速冷卻后其分子結(jié)構(gòu)處于無序排列的非結(jié)晶狀態(tài), 金屬在這種狀態(tài)下, 具有特殊的導(dǎo)磁功能。用非晶態(tài)合金制造變壓器, 可以大大降低變壓器鐵芯的自身損耗。非晶態(tài)合金變壓器比傳統(tǒng)的硅鋼變壓器空載損耗減少80%以上, 具有明顯的節(jié)能效果。如果把我國現(xiàn)有的變壓器全部換成非晶合金變壓器, 每年可以節(jié)約電90億Kw.h, 這意味著, 每年可以節(jié)約一座100萬kW火力發(fā)電站的發(fā)電量,可以節(jié)約燃煤364 萬t , 減少CO2等廢氣排放900m³。從這個意義上來說, 非晶態(tài)合金被譽為“綠色材料”。

傳統(tǒng)硅鋼變壓器與非晶合金變壓器的價格比,在非晶合金變壓器誕生之初為1：2。2004年后硅鋼價格猛漲, 二者的市場價格比回落到目前的1：1.3 左右,隨著非晶合金變壓器行業(yè)規(guī)模擴大, 其價格還有進一步下降空間。我國早在1996年,原國家計委、經(jīng)貿(mào)委、科委就發(fā)文要求研制和推廣非晶合金變壓器。1998年,上海置信電氣股份有限公司率先從美國通用電器公司引進了非晶合金變壓器生產(chǎn)技術(shù),并在此基礎(chǔ)上二次創(chuàng)新,逐步形成了超越美國的自主技術(shù)。但是非晶態(tài)合金帶材, 目前仍然需要進口。

1.1.2非晶合金變壓器的節(jié)能效果

變壓器的空載損耗主要是由渦流損耗和磁滯損耗組成, 渦流損耗與鐵芯材料的厚度成正比, 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。從表1可以看出非晶合金帶材的厚度僅為27µm,是冷軋硅鋼片的1/11左右,電阻率是冷軋硅鋼片的3倍左右, 因此由非晶合金制成的鐵芯, 它的渦流損耗比冷軋硅鋼片制成的鐵芯要小很多。另外非晶合金的矯頑力< 4 A/ m, 是冷軋硅鋼片的1/7左右, 非晶合金的磁滯回線所包絡(luò)的面積遠遠小于冷軋硅鋼片, 因此非晶合金的磁滯損耗比冷軋硅鋼片的也小很多。綜上所述, 非晶合金帶材是一種具有優(yōu)異軟磁性能的材料, 非晶合金變壓器的空載損耗非常低,僅為S9 型硅鋼變壓器的20%。

表1 非晶合金與硅鋼的主要物理性能比較

當(dāng)變壓器運行時, 由于空載損耗和負載損耗等性能參數(shù)的不同, 所以年運行能耗也不同, 下面以200kVA和500kVA兩個容量規(guī)格來列表比較SBH16型非晶合金變壓器與S9硅鋼變壓器的性能參數(shù)和年運行能耗, 比較值見表2。

表2 非晶合金變壓器節(jié)能效果比較表

從表2 中可以看出,一臺500kVA的SBH16型非晶合金變壓器運行一年后比S9 硅鋼變壓器,節(jié)約能耗約9.4 kW.h。可見, 非晶合金變壓器“降耗節(jié)能”特點明顯。非晶合金鐵心的配電變壓器系列空載損耗較S9系列降低75%左右,但其價格僅比S9系列平均高出30% ,其負荷損耗與S9系列變壓器相等。

2、選擇與負荷曲線相匹配的變壓器

根據(jù)以上面內(nèi)容可知, 變壓器損耗中的PK取決于變壓器繞組的電阻及繞組電流的大小, 即與負荷率β的平方成正比。因此, 應(yīng)選用阻值較小的繞組, 可采用銅芯變壓器。負荷率β應(yīng)如何選取,即如何根據(jù)負荷曲線選取與之相匹配的變壓器容量, 才能使電能損耗小且節(jié)省初投資。在高層建筑電氣設(shè)計中, 合理確定配電變壓器的容量是十分重要的。對于用戶來說, 既希望變壓器容量不要選得過大, 以免增加初投資; 又希望變壓器的運行效率高, 電能損耗小, 以節(jié)約運行費用。這是一對矛盾的兩個對立面。通過從變壓器相對年有功電能損耗率與相對節(jié)能負荷率變化的函數(shù)關(guān)系中找出主要矛盾及矛盾的主要方面, 從而得出一種電能損耗既不高且又節(jié)省初投資的配電變壓器容量的計算方法。

3、變壓器損耗的特征量

3.1空載損耗空載損耗(P0)主要是鐵損, 包括磁滯損耗和渦流損耗。磁滯損耗與頻率成正比, 與最大磁通密度的磁滯系數(shù)的次方成正比。渦流損耗與頻率、最大磁通密度和硅鋼片厚度等三者的積成正比。

3.2額定負荷損耗 額定負荷損耗(PK),主要是負荷電流通過繞組時在電阻上的損耗, 一般稱銅損。其大小隨負荷電流而變化,與負荷電流的平方成正比(用標準線圈溫度換算值來表示) 。

額定負荷損耗大小還受變壓器溫度的影響, 另外, 負荷電流引起的漏磁通也會在繞組內(nèi)產(chǎn)生渦流損耗, 并在繞組外的金屬中產(chǎn)生雜散損耗。

變壓器的全損耗為ΔP=P0+PK；

變壓器的損耗比為PK ：P0；

變壓器的效率為P2 ：(P2 + ΔP)以百分比表示, 其中P2為變壓器二次側(cè)輸出功率。

結(jié)語