节能变压器范文

导语：如何才能写好一篇节能变压器，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：变压器 节能技术 应用

近十多年来，国内许多变压器制造厂引进先进的制造技术和设备，迅速发展了全封闭式变压器、环氧树脂干式变压器、组合式变电站，提高了我国变压器技术水平。这些新型变压器采用了新材料、新工艺和新技术，在节能效果、安全可靠性、免维护等方面都表现了优良的性能。随着时代的前进，企业的发展，而能源的日趋紧张，节能型变压器的应用显得尤为重要。

一、非晶合金铁芯变压器

非晶合金配电变压器的铁芯是由厚度为普通硅钢片1/10的非晶合金材料制成，这种非晶合金材料具有高磁导率、低矫顽力、高电阻率、低铁损的特点。因此，非晶合金配电变压器比硅钢片配电变压器空负荷损耗将降低70%～80%、空载电流可下降80%左右，在节电降耗方面具有绝对的优势。所以开发和推广非晶合金配电变压器对我国的节电节能和缓解国内硅钢供应不足等矛盾有着重要的意义。

二、S9系列变压器

为了节约能源、推广新技术新产品，国家在1998年推荐S9系列为更新产品，同时淘汰高损耗的SL7、SL等系列产品。

（一）改进铁芯结构，降低空载损耗

变压器的空载损耗虽然仅占变压器总损耗的20%-30%，但它是不随负载变化的损耗。对于年负载利用小时数较低的中小型变压器，降低空载损耗的意义就更为显著。

1、铁芯材料采用优质冷轧晶粒取向硅钢片。硅钢片性能越好，单位损耗越小，从而空载损耗和铁芯重量均可降低。

2、改进铁芯结构和工艺。改进工艺包括铁芯硅钢片采用45°全斜接缝，尽量使磁通能沿硅钢片轧制方向通过铁芯接缝；铁芯不冲孔，采用粘带绑扎结构，对硅钢片不进行涂漆处理；严格控制硅钢片剪切毛刺和铁芯在带有精确定位的叠装台上叠装，使铁芯接缝质量好等工艺项目。从而改进了铁芯结构和工艺条件，有效降低了变压器的铁损。

（二）改进绝缘结构，降低负载损耗

绕组采用酚醛漆包绝缘并绕制成圆筒式，绕组的层间及高低压绕组间采用瓦楞纸绝缘代替油道撑条，缩小了绝缘尺寸。随着铁芯尺寸减小，线圈尺寸也相应减小，因此，变压器的负载损耗也有所下降。

（三）其他方面的改进

1、通过绕组线圈的安匝数，控制绕组的漏磁通，降低了杂散损耗。

2、变压器油箱上采用片式散热器代替管式散热器，提高了散热系数。

3、铁轭绝缘采用整块绝缘，线圈出线和外表面加强绑扎，从而提高了线圈的机械强度。

以上改进均能够有效降低变压器损耗，已广泛使用。技术含量更高、性能更优越的S10系列已进入实质性生产使用阶段，正在加紧推广。

三、密封式变压器

密封式变压器有下列3种类型：

（一）空气密封型

在油箱内距箱盖处留有一定高度的空气，油受热膨胀压缩空气，减少油对箱壁的压力。

（二）充氮密封型

在油箱内距箱盖处留有一定高度的氮气，利用氮气垫作为油体积变化的补偿。

（三）全充油密封型

没有传统的储油柜，绝缘油体积变化由波纹油箱壁或膨胀式散热器的弹性做补偿。由于隔绝了油和空气的接触途径，绝缘不会受潮，变压器的使用寿命和可靠性得到了提高。此类变压器较适用于环境污染较重和潮湿多雨的地区，利用变压器自身的结构特点来改善运行特性和延长其使用寿命。

四、干式变压器

干式变压器的铁芯和线圈都不浸在任何绝缘液体中，它一般用于安全防火要求较高的场合。小容量、低电压的特种变压器，为了便于制造和维护，也做也干式。干式变压器有下列几种类型。

（一）开启式

这是常用干式变压器，其器身与大气相连通，适用于比较干燥而洁净的室内环境，目前，电压在15KV以下，空气自冷时容量可达1000KVA,更大容量时一般用吹风冷却。

（二）封闭式

封闭式变压器与外部大气不相连通，可用于比开启式更为恶劣的环境，由于密封、散热条件差，目前主要用于矿用隔爆型变压器。也可充以绝缘强度和散热能力胜于空气的其他气体，如充以2-3个大气压的SF6气体，并加以强迫循环，则变压器的绝缘和散热能力可和油浸式相比拟，适用于高电压产品。

（三）浇注式

用环氧树脂或其它树脂浇注作为主绝缘，其结构简单、体积小、安全、经济、可靠、方便，一般认为无须进行维护，适用于公共场所等较小容量产品。干式变压器功能强、性能好、质量高、成本低，且具有柔性，可根据市场需要和用户的反映对产品结构和生产过程做必要的调整、改革。它既可防止在低纬度地区变压器室温过高，又可减少箱壳内凝露，且维修方便、箱壳体积小，正是这些优点使其在箱式变电所得到广泛使用，并发挥出它的优越性。

就目前而言，变压器的制造理论已达到一个顶峰，而其制造工艺和材料使用等方面却有待开拓创新。新技术的推广使用，已经取得了明显的经济效益和社会效益。降低变压器损耗虽然是一项重要的节电措施，但要达到最优节电效果，还要因地制宜、根据实际情况合理选择变压器和确定变压器的经济运行方式。以科技带动发展，采用新工艺，应用技术双赢。各种新型变压器的工艺技术也在不断的更新、改进、融入高新技术，新型电力变压器的推广应用，不仅可提高我国变压器技术水平，而且能有效降低电能损耗，乃至提高国家整体电力水平。总之，为了适应我国经济的发展，降低变压器的损耗是一项长期而艰巨的任务，有待广大科技工作者继续付出艰辛的劳动。

参考文献：

[1]郭宏.变频控制在热力企业中的应用[J].太原科技，2010（3）：59～60

[2]王孔良，李珞新，祝晓红.用电管理(第2版)[M].北京：中国电力出版社，2002.

[3]机械工业技师考评培训教材编审委员会.电工技师培训教材[M].北京：机械工业出版社，2003.

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[关键词]电网； 变压器； 节能； 降耗；

中图分类号：TM41 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）30-0129-01

一、前言

降低变压器损耗已是我国节能工作的当务之急。变压器是输变电系统中的主要设备之一，用途极其广泛，其损耗可占线路总损耗的17%。节能变压器能够减少损耗。

二、变压器损耗的构成

1、铁损（即磁芯损耗）

磁材料在外磁场的作用下，材料中的一部分与外磁场方向相差不大的磁畴发生了 “弹性”转动，这就是说当外磁场去掉时，磁畴仍能恢复原来的方向；而另一部分磁畴要克服磁畴壁的摩擦发生刚性转动，即当外磁场去除时，磁畴仍保持磁化方向。因此磁化时，送到磁场的能量包含两部分：前者转为势能，即去掉外磁化电流时，磁场能量可以返回电路；而后者变为克服摩擦使磁芯发热消耗掉，这就是磁滞损耗，是不可恢复能量。每磁化一个周期，就要损耗与磁滞回线包围面积成正比的能量。频率越高，损耗功率越大；磁感应摆幅越大，包围面积越大，损耗也越大。

涡流损耗，当变压器工作时。磁芯中有磁力线穿过，在与磁力线垂直的平面上就会产生感应电流，由于此电流自成闭合回路形成环流，且成旋涡状，故称为涡流。涡流的存在使磁芯发热，消耗能量，这种损耗称为涡流损耗。

剩余损耗是由于磁化弛豫效应或磁性滞后效应引起的损耗。所谓弛豫是指在磁化或反磁化的过程中，磁化状态并不是随磁化强度的变化而立即变化到它的最终状态，而是需要一个过程，这个‘时间效应’便是引起剩余损耗的原因。

2、变压器的铜损，即变压器绕组的损耗，包含直流损耗与交流损耗

直流损耗主要是因为绕变压器的铜漆包线，对通过它的电流有一定的阻抗（Rdc）而引起的损耗。此电流指的是各个绕组电流波形的有效值。直流损耗跟电流大小的平方成正比。

三、变压器损耗产生的原因

1、变压器的有功损耗

变压器的工作原理是先将电能变换为磁能，再将磁能变换为电能来变压的，因此，变压器的有功损耗有两种，空载时的和负载时的。也可以理解是铁损以及铜损。铁损指初级的线圈电阻所产生的电能损耗。在运行中，会导致铁芯的发热，这和制作铁芯的方法和材料有关系，和负荷是没有关系的。这种损耗就属于空载损耗。铜损指的是变压器的线圈电阻所产生的电能损耗。在运行中，电流经过线圈时，电阻发热，此时，就有电能转换成热能损耗掉了。这种情况是和负载大小有关系的，与其平方是正比的关系。

2、变压器的无功损耗

在电能的传输过程中，变压器的运行和电能的传输中所消耗的能量就是无功损耗。其中励磁电流会造成一部分的能量损耗，这种情况是和负载电流没有关系的。变压器绕组中经过的电流和其电抗之间会引起另外一部分无功损耗，这种情况是和负载电流有关系的。无功损耗是和变压器的容量成正比关系的。

四、变压器电能转换效率的节能降耗措施

1、高能耗变压器的节能改造

变压器节能改造的具体方法包括：降容、保容、增容和调容4种方法。

绕组改制法：改高、低压绕组降容法；改高、低压绕组调容法；改高、低压绕组降、调容法；改高、低压绕组保容法；改高、低压绕组质量法；改高、低压绕组增容法。

铁心改制法：调换全部铁心法；调换部分铁心法；调换部分柱芯法；调换全部轭铁法；调换部分轭铁法；增减芯柱级数法；增减芯柱直径法；单片重叠铁心法；铁心硅钢片重叠法；铁心硅钢片重新绝缘法。

绕组、铁心全改法：全改绕组、铁心增容法；全改绕组、铁心保容法；全改绕组、铁心降容法。

2、节能变压器的节能关键技术分析

变压器的主要损耗分为空载时的损耗和负载时的损耗。我国目前在降低空载损耗的技术方面主要是通过调整铁心结构及制造工艺来达到节能的效果。叠片式变压器铁心采用全斜无孔不叠上铁轭工艺。卷铁心结构则采用心柱为圆截面或接近圆截面结构。硅钢片用计算机控制下料尺寸，“完全能够做成圆截面”，并且用防渗碳技术对成型铁心进行退火处理工艺，以消除应力；“非晶合金材质的铁心做成圆截面可能比较困难”，可以采用长方形截面、上轭可打开的结构。

虽然变压器节能主要是希望能够节约变压器空载时的损耗，但是仍可以通过漏磁走向的控制降低变压器负载时的损耗。

可采用新型绕组结构、新型导线。根据不同电压等级的绝缘水平采用新型绕组结构，并选用组合导线，如自粘型换位导线、带油道型换位导线。自粘型换位导线是在漆包导线外涂上胶，高温加热后使几条导线粘在一起，从机械的角度上来看，几根导线像一根一样，耐受机械强度大大提高。从材质上看，导线选用无氧铜。

除了采用新型绕组结构、新型导线以外，还可以根据漏磁分布选单根导线尺寸，从而使得横向、纵向涡流损耗降为最低。单纯增加导线截面的方法并不理想。导线截面增加了，电阻减少了，但是其涡流损耗同时也将增加。所以根据漏磁的大小来选择导线的尺寸是最经济的原则。根据横向漏磁调整单螺旋绕组的换位区、连续式绕组的端部线段采用并联结构、合理布置单独调压绕组位置等工艺的实施都可以得到紧凑可靠的结构，并能够降低损耗。

此外，通过在绕组上下端和箱壁上加装磁屏蔽结构，防止无效换位等手段可降低变压器负载时的杂散损耗。而对于ONAF/ONAN两种冷却方式的变压器，如果都能够按ONAF方式运行，从而使得油温下降，也可以使变压器在低负载率时降低损耗。

3、Sl1型、S13型、SHl5型节能型变压器结构特点

S11系列低损耗配电变压器按铁心材料和结构的不同，分为叠积式铁心结构、非晶合金铁心结构、R型卷铁心结构等三种S11系列配电变压器。其中R型卷铁心结构的包括以下主要结构，其一，铁心：三相R型铁心变压器的铁心结构是由两个长方形其截面为内凸的铁心和包围在其外的截面为外凸的铁心组成的三相带外框双框卷铁心。其二。绕组：R型铁心变压器的高低压绕组是在铁心柱上直接绕制的，因此，―般采用层式或螺旋式线圈，层问绝缘全部采用网格点胶纸。绕组同心度好，径向机械强度高。其三，器身：采用新的器身绕组端面有效支撑结构，夹件上的吊板和箱盖下的吊板各开可移动的槽孔，解决器身悬空顶箱盖问题。

S11型节能型变压器性能分析，S11型变压器卷铁心改变了传统的叠片式铁心结构。具有以下性能特点：其一，硅钢片连续卷制，铁心无接缝，大大减少了磁阻，空载电流减少了60%～80%，提高了功率因数，降低了电网线损，改善了电网的供电品质。其二，连续卷绕充分利用了硅钢片的取向性，空载损耗降低20%～35%。其三，卷铁心经退火工艺后，其导磁性能可恢复到机加工前的原有水平。

s13型变压器优于S11型，而SHl5型非晶合金变压器又优于$13型变压器，SHl5型非晶合金变压器空载损耗降低了75%，空载电流降低了80%，是目前最节能的一种变压器。

五、结束语

节能变压器的出现，提高了节能效果，提高了电力企业的经济效益，降低了变压器在运作过程中的损耗。加强了电力企业在市场竞争中的竞争力。

参考文献

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关键词：配电线路变压器 节能损耗

中图分类号：TM726文献标识码： A 文章编号：

0引言

油田配电系统是油田开发的重要组成部分，是保证产能建设顺利实施、实现油田开发上产的重要保证，直接关系着油气产量和居民生活水平。在电力传输、配送过程中最主要的耗能设备是变压器，电力变压器都在电力总公司变电站使用，配电变压器作为用电终端重要节点，遍布管理局所辖的所有油区。目前油区配电系统普遍存在配电线路过长，线路半径过大，变压器老化现象严重等问题，针对这些问题采用适当改造措施达到降低线路及变压器损耗，提高线路运行效率的目的。

1配电线路及变压器基本情况

1.1配电线路基本情况

目前油田管理和使用6——10 kV配电线路共1200余条， 10000余km，长度超过15km以上线路占线路总数的17%，最长线路56.6km，最短线路2.1km。

1.2配电变压器基本情况

油田共有配电变压器20000余台，其中10型以上节能型变压器占全部变压器总量的52%；9型限制推广类变压器占全部变压器总量的25%；8型及以下高耗能淘汰类变压占全部变压器总量的23%。

2配电线路及变压器存在的主要问题

2.1配电线路存在主要问题

2.1.1老化现象严重。油田配电线路大都是在电网建设初期架设的，多年来，随着油田的滚动开发，用电量加大，配电网络越来越密集，线路负荷越来越重，由于线路走廊的固定性和局限性，使线路布局不尽合理，交叉跨越、跨区域供电等现象普遍存在，联络点少，运行方式不灵活。同时，部分线路导线已运行达30年，氧化严重，阻值增高，金具锈蚀严重，线路运行存在严重的安全隐患，也造成线损居高不下。特别是沿海地区，由于长期的盐雾污染，线路受盐碱、霉菌、潮湿等影响，杆基、拉线老化、腐蚀严重，造成多起线路接地故障，在大风、雨雪等恶劣天气时，易造成断杆、导线断裂等故障，给线路运行造成严重的安全隐患。

2.1.2防雷措施薄弱。部分低压线路防雷措施薄弱，在雷雨天气，造成事故较多。大部分6kV线路地处野外郊区、地理环境空旷，线路分布点多、面广、负荷分散、缺少相应避雷设施等不利因素，受雷击影响日益突出。

2.1.3对地距离不足。部分配电线路建设初期周围为农田，线路建设标准按照野外荒地标准设计，目前，由于城市建设，公路河沟绿化、线下植树、房屋建筑等挤占线路走廊，造成线路对地距离不够的现象时有发生，阴雨、雾天更容易造成线路跳闸、接地，甚至影响线下人员安全，大大降低了供电可靠性。

2.1.4线路半径过大。部分配电线路超过了50km,这些线路距离远、负荷重，线路损耗大，运行安全系数低，部分线路也没有断开线路的隔离开关，发生事故时，影响较大，线路巡视耗费时间长，影响用户多、时间长。

2.2配电变压器存在主要问题

2.2.1老化现象严重。目前，在电网使用的配电变压器中，属于国家明令淘汰的变压器设备仍大量存在。这部分变压器普遍使用年限较长，部分已经达30年，所带负荷为生产负荷或特殊负荷，使变压器到大修年限无法停电处理，年久失修，变压器渗漏严重、带缺陷运行现象较多，变压器损耗增加并危及电网安全。由于事故发生率增加，造成上级线路停电次数增加，扩大停电面积，同时维护工作量大，维护费用高，经济效益显著降低。

2.2.2容量匹配不合理。部分变压器存在小马拉大车现象，这种现象随着配电网的改造，用电管理部门的监督检查，数量较小，但在部分负荷集中区，如城区，由于空间的原因，变压器安置地点少的限制，大量负荷集中在一台变压器，在负荷高峰期变压器容量无法满足实际要求[1]。

3提高配电线路运行效率降低变压器损耗的对策与建议

根据调查和分析，针对油田配电系统存在的上述问题，应采取以下几点措施：

3.1优化电网布局，消除线路隐患。

针对目前电网点多、面广、线路长，线路整体布局滞后，运行不尽合理，空载、重载线路多，交叉跨越，部分线路单电源，负荷不均匀，功率因数低，电能损耗大等实际情况，推进配电网建设步伐，按照“短线路、轻负荷、双电源、手拉手”的原则，对配电网进行优化调整，实现对配网线路的实时监控，并根据负荷性质、大小、增长幅度合理安装分段点、联络点，以便于检修、事故处理，减少停电，进一步优化油井线路、民用线路的结构和布局，并加大线路截面。特别是有区域跨域、线路交叉供电的各线路管理单位、部门要紧密结合，统一制定配电网发展规划和配网技术改造方案，调整和加强配电线路的网络结构，建设自动化程度高、运行方式调整灵活的配电网络，逐步实现环网互带，形成多电源、短线路、轻负荷的供电模式[2]。一是对线路长度超过15km的线路进行改线，重点区块线路总长控制在5km以内，尽量缩小供电半径，使供电半径控制在2～3km，负荷轻的区域可适当加大。二是加大小截面线路的改造力度，主干线的截面应为70mm2以上，提高线路安全系数，降低线路损耗。三是加快6—10kV架空线路入地进程，合理有序发展电缆网,对不能更换为电缆的线路，在交叉跨越、对地距离不够较多的地点，更换为绝缘导线提高配电网抵御自然灾害和人为破坏能力。四是对重负荷线路进行改线，平均负荷分配，提高线路运行效率。五是加强线路巡视和维护，对电网中存在的不安全隐患做到及时发现、及时处理，切实保障电网的安全运行，降低线路的故障停电次数。

3.2应用线路新技术、新设备，提高线路运行水平。

一是引进了线路故障指示仪。该仪器能够及时准确地指示出线路故障位置，节省排查寻找故障点的时间和大量人力、物力，最大限度地降低了电网故障对原油生产的影响，挽回了采油厂原油产量损失。二是在线路上推广应用脱离式氧化避雷器等新型防雷装置，提高线路的抗雷能力，提高了电网运行可靠性、安全性、经济性。三是加装新式硅橡胶绝缘子和铝合金线夹，提高线路绝缘水平、导电能力。四是根据线路负荷情况，安装电容补偿设备，保障较高的功率因数，并根据线路负荷变化大的特点，及时调整线路的电容大小。五是严格控制非计划停电，加大带电作业用在消缺工作、新报装用户打火工作中的比例，推广带电作业应用范围。

3.3提高电压等级，降低线路损耗。

推进电网升压改造进程，逐步取消35kV电压等级，由110kV直接变10kV配出，减少了一级变压，在增加了供电能力的同时，减少了一级变压的损耗[3]。

3.4推广应用节能型变压器，降低变压器损耗。

推广应用10型及以上新型节能变压器。这些新型节能变压器由于采用了新型的材料和制造工艺，在设计上则综合考虑了能耗、环保、耐腐蚀、耐高压、防风雨、防盗窃电等因素，具有体积小、重量轻、低损耗、易维护、甚至长时期免维护、运行可靠性高等特点，同时能有效减低变压器自身损耗。在今后电网改造及更新换代设备时，一是要推广应用10型及以上节能变压器，在经济条件允许情况下使用卷心变压器和非晶合金变压器；二是随着油田各区块产能变化及当地工商业发展，负荷往往产生较大变化，因此，要做好用电负荷的监控、调查和组织工作，根据负荷变化及预测结果，对当地变压器的投运数量、工作地点进行合理调整，把用电负荷调整到最佳的数据，适时调整“大马拉小车”和“小马拉大车”的变压器，有效降低主变空载损耗。对电力变压器，推广应用新型节能设备的同时，要求变电站值班人员定期对电容器投切、主变分接头位置、电压情况进行统计，在变电站负荷较轻，运行方式允许的情况下，变电站采取单主变运行，降低了一台主变的损耗。在实际的运行中，值班人员加强对功率因数的监视，通过合理投切无功补偿电容器，提高系统的功率因数[4]。

3.5加强宣传教育，保护电力设施。

加强电力设施保护宣传教育，利用小区宣传栏、发放宣传单等方法，加大电力设施保护的宣传力度，让更多的人群了解电力设施保护的知识，并在路口等易发生碰撞、误登线路杆基上或埋地电缆处悬挂警示牌和明显的电力设施标志，改善运行环境，营造良好的电力设施保护的社会氛围，有效防止碰撞、挖掘等外力破坏。并做好与政府职能部门、基建施工单位等的沟通协调工作，争取地方政府、社会各界的理解和支持，并依靠法律手段来维护电力设施的安全。

参考文献

[1] 王跃明, 王朋, 杨莹. 变压器故障诊断与维修[M]. 北京：化学工业出版社，2008

[2] 赵志宏. 增大配电线路输送容量的措施[J].大众用电，2006,2:205-206.

[3] 陈家斌. 配电营业工实用技术问答丛书[M]. 北京：中国电力出版社，2006

[4] 周志敏等. 变压器节电运行365问[M]. 北京：中国电力出版社，2011

作者简介：

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【关键词】配电变压器；能耗；措施

在整个电力运行系统中，变压器担负着重要角色。随着人们生活水平的提高，对电能的使用和需求量也越来越多，往往造成变压器超荷损耗，那么如何做好变压器的降耗节能成为了供电企业一项重要工作。

1、变压器损耗的确定

空载损耗和短路损耗是衡量变压器损耗的两个重要参数，以此为依据可以计算出任意给定负载时的变压器效率。变压器的有功功率损耗由空载损耗和负载损耗两部分组成。空载损耗是一个常数，它不随变压器负载的变化而变化；负载损耗则与变压器负载的平方成正比。

2、衡量变压器能效的参数

2.1寿命周期成本。变压器寿命周期成本既包括变压器选型、设计、制造、试验、营销的费用所构成的制造成本，也包括运行、维护、能耗、保险、风险、检修、报废的费用所构成的未来运行成本。通常，人们较重视设备的购置费用而忽视设备的运行费用，但是针对变压器而言，其运行成本恰恰是最不容忽视的因素。根据计算，变压器在有效设计周期寿命期内的运行成本要高达制造成本的6～7倍。一般来说，在技术经济条件不变的情况下，即附加先进技术的更新换代产品没有出现时，变压器寿命周期成本的最低点就是其价值的最高点。这说明提高价值不仅是单纯提高产品的功能品质，还是在功能品质允许的情况下，把寿命周期成本降到最低。因此供电方案的设计、变压器的选型、运行均应以寿命周期成本为指南，以最低的投入实现必要的功能品质，以追求最高价值为目标。

2.2变压器内部结构。变压器的能效高低与其结构也有很大关系。无分接结构的变压器不仅有利于降低空载损耗和材料消耗，还可提高设备的可靠性。因此，结构简化将是未来变压器的发展趋势，相关的标准也应对此予以充分体现。

2.3总拥有费用。变压器的总拥有费用根据变压器的售价和不同效率水平的社会价值的总拥有费用最低来决定变压器能效，是一种比较全面评价变压器能效的方法，也是国际上通用的评估方法。通过确定每千瓦的空载损耗和负载损耗的社会价值因数，来衡量每度电在不

同地区或区域所创造的社会价值，这也是推动节能工作和社会进步的重要手段之一。

3、提高变压器能效的措施和手段

3.1限制干式变压器的使用。干式变压器供电不仅可靠性低、噪声高、价格高，而且报废回收利用率低，环保成本较高，其总拥有费用和寿命周期成本也都是所有变压器中最差的。因此，供电企业必须从最先报装审批的环节上对干式变压器的使用范围及使用量加以严格审查和限制，才能有利于整个社会的节能降耗。

3.2合理选择变压器运行方式。按照负载变化规律，确定变压器运行的经济区域，合理调整变压器的并列和分列运行方式，也是提高其能效的重要手段和措施之一。

3.3配电变压器的优化选型。目前，社会上可供选择的节能变压器主要有S7、S9及S11系列以及国产SH型非晶系列，其空载损耗依次下降，在考虑配电网络的经济运行时可做参考。变压器容量的选择应考虑配电变压器容量的利用率以及运行效率，即应根据设计负载来进行选择，以降低运行中的有功和无功损耗。在考虑经济运行的配电系统中，按照经济运行容量大来进行选择，往往会增加变压器的一次投资，但可以有效的减少有功和无功的损耗。若采用经济运行容量大的配变先比降损后回收年限时，则可以选择较小容量配电变压器，同时也可以计算配电变压器容量的加大，增加的投资回收年限。根据系统建设或优化需求，选取合适的型号策略，且遵循以下原则:配网系统一般选用的事双绕组三相变压器，并选取SL7、SL9、或SL11等低损耗的电力变压器；电压偏移较大，电能质量需求高的区域适宜选择有载型电压器SZL7、SZ9等系列；对雷灾区，则适宜选择防雷加强系列变压器。

3.4合理布局配电变压器。在考虑了配电变压器的容量选择后，根据负荷分布和预测结果，采用分区域的方法，首先确定各个10KV配电变压器的容量及位置，然后利用相应的优化方法，确定35KV或更高电压的配电变压器的容量和位置，以及各配电变压器的供电范围。由于负荷预测存在一定的不确定性，中压配电变压器的布局和容量的选择应尽可能的满足负荷的不确定性变化需求。

3.5调整变压器三相平衡度。根据规程规定，配电变压器出口处的电流不平衡度不大于10％，干线及分支线首端的不平衡度不大于20％，中性线的电流不超过额定电流的25％。因为在配电系统中，有的相电流较小，有的相电流接近甚至超过额定电流，这种情况下，不仅影响变压器的安全经济运行及供电质量，而且会成倍增加线损。

3.6加强无功管理，实现经济运行。目前，配电电网中带有大量的感性负荷，运行中的变压器要为其提供无功功率，这不仅影响了变压器的有功出力，同时会造成大量的有功损耗。因此，对于配电网的无功管理，多采用并联电容器的方法实现就地补偿，达到无功功率的就地平衡，从而减少线路输送无功功率，这样既可以改善电压，提高变压器的有功出力，又可减少线路及设备的损耗。但随着社会的进步，科技的发展，各式各样的非线性负荷大量上网，导致电网的电流、电压发生畸变，出现谐波，严重影响了用电质量。并且，当某次谐波电流经过时，若恰有并联电容器的某次谐波容抗与被补偿的负荷的谐波感抗相等时，就会出现并联谐振，使谐波电流放大，增加损耗，严重的不仅会危害电容器本身，还会危及电网的安全。所以，通常给并联电容器，串接一个电抗器共同组成一个无功补偿系统。通过合理选择电抗器的电感量，改变并联电容器与被补偿负荷阻抗的谐振点，以避免造成谐振，增加损耗，危害系统。同时，合理选择电抗器的电感量，使电容器的某次谐波容抗与串联的电抗器的同一次谐波感抗相等时，发生串联谐振，可以达到滤除该次谐波的目的。

3.7重视配电变压器预防性试验的必要性。电气设备预防性试验是指对已投入运行的设备按规定的试验条件、试验项目和试验周期所进行的试验。它是判断电气设备能否继续投入运行、预防电气设备损坏、保证电力系统安全运行的重要措施，是掌握电气设备“情报”的有效方法，是防患于未然的有效途径。配电变压器由于长期运行，故障和事故总不可能完全避免，且引发故障和事故又处于众多方面的原因。如外力破坏和影响，不可抗拒的自然灾害，安装、检修、维护中存在的问题和制造过程中遗留的设备缺陷等事故隐患，特别是电力变压器长期运行造成的绝缘老化、材质劣化及预期寿命的影响，已成为发生故障的主要因素。同时，部分工作人员业务素质不高、技术水平不够或违章作业等，都会造成施工或导致事故的扩大，从而危及电力系统的安全运行。及早发现这些潜伏性的故障，采取相应的措施消除这些隐患，对于保障电压器的安全可能运行具有重要意义。

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（1）分析开关接触不良。主要原因是接触点压力不够、开关接触面有杂质、开关接触面积太小、分接开关与开关的接触位置不太对应、分开关的多个接触环与接触柱不同时接触等。由于接触不良使接触电阻大，损耗增大。如果变压器在运行中已判断出其开关接触不良而引起高温应将变压器退出运行，测三相分接头的直流电阻来确定分接开关的接触情况。运行中应注意轻瓦斯动作情况，必要时对油样进行化验分析，因为，开关温度升高必定会使油温升高，油温越高其闪点越低。

（2）绕线匝间短路。匝间短路就是相邻几个线匝之间的绝缘损坏，造成一个闭合的短路回路，同时，使该相的绕线组减少匝数。短路回路内流着由交变磁通感应出来的短路电流，将产生高温，使变压器耗损增大，严重时导致变压器损坏。

（3）铁芯硅钢片间存在短路回路。铁芯是由相互绝缘的硅钢片叠成的，由于外力损伤或绝缘老化等原因使硅钢片间漆膜绝缘损坏或其他原因使硅钢片间绝缘损坏，会增大涡流，造成局部过热，影响变压器出力，严重时会引起铁芯起火。

二、变压器节能改造的具体方法

变压器节能改造的具体方法包括：降容、保容、增容和调容4种方法。

（1）绕组改制法：改高、低压绕线组降容法；改高、低压绕组调容法；改高、低压绕线组质量法；改高、低压绕组增容法。

（2）铁心改制法：调换全部铁心法；调换部分铁心法；调换部分柱芯法；调换全部轭铁法；调换部分轭铁法；增减芯柱级数法；增减芯柱直径法；单片重叠铁心法；铁心硅钢片重叠法；铁心硅钢片重新绝缘法。

（3）绕组、铁心全改法：全改绕组、铁心增容法；全改绕组、铁心保容法；全组绕组、铁心降容法。

经过节能改造的变压器，技术指标和要求均应符合国家有关规定要求：

（1）变压器的空载损耗比改制前降低45%～55%。优于JB1300—73标准I（冷轧硅铁片）数据，达到S7或SL7低损耗变压器数据；

（2）空载电流比改制前降低70%左右

（3）空载短路损耗符合国标或有关规定；

（4）阻抗压降控制在3.6%～5.5%（3～10kV，30～1600Kv.A），6%～7.7%（35kV，50～1600kV.A）.

三、如何使变压器经济运行

火力发电厂用电设备中，耗电量最多的是电动机（约占全厂厂用电量的98%），由于整个厂用电系统的设备运行相互影响，如果变压器运行方式不合理，不仅变压器自身要多消耗电能，而且还会影响到电动机及其其他用电设备的经济运行，所以变压器的经济运行不可忽视。

能否是变压器处于经济运行状态，主要应从两个方面着手。首先要从变压器处于效率高的区间运行，另外要使变压器运行式合理，确保器所带电气设备既经济又安全，两者必须兼顾。

（1）变压器本身运行的经济区间。分析变压器损耗与负荷的关系可以得出以下结论：在变压器不变耗损和可变耗损相等的情况下，变压器效率最高，此时，负荷为变压器最经济负荷，既在这个负荷下产生的铜耗等于铁耗。在变压器制造上，一般保证符合系数K=0.5～0.6时效率最高，因此，对变压器本身来说，若能调整负荷在此负荷系数附近进行则效率最高。

（2）采用合理的运行方式。发电厂内的变压器分为两种，一种负责把所有发功率送入电网，使用了大型升压变压器；另一种是把送到厂内各种机电设备而使用降压变压器。随着单机容量的不断扩大，表现出来的是升压变压器的容量越来越大，因为它要与机组相匹配，厂用降压变压器的台数越来越多，大型机组的厂用电系统庞大复杂。因此，采用和调整变压器运行方式是降低厂用电率、保证经济运行的重要环节。通常根据具体情况调整变压器的负荷，改变运行方式，以获得变压器运行的经济性。

发电厂的变压不论是升压还是降压，由于在一昼夜或一年内变压器的负荷有很大的变化，因此，运行中应设法在负荷小时将一台或几台变压器停运，待负荷大时在投入运行，这样就可以大大减少变压器总的功率损耗，使其处于经济运行状态。

在按经济观点确定投入几台变压器并联运行时，必须考虑到变压器内的有功损耗和无功损耗。为什么要考虑无功损耗？因为，变压器的无功损耗是由发电厂的发电机、同期补偿器或静止电容器发出，并经过输电线路送到变压器的。发送或输送无功功率时，电源绕组和输电导线内部都要产生有功损耗。显然，变压器内无功损耗的任何变动，使有功损耗对应地变化。因而也使送电线内的能量损耗变动，所以在选择最有利的工作状态时，必须考虑无功损耗。

并联变压器的经济运行时，厂用一个叫无功经济当量的系数尺把无功损耗折算成有功损耗。无功经济当量系数k表示发出和输送1kvar无功功率要消耗多少有功功率。例如，若K=0.1，就表示发出和输送1kvar无功功率所消耗的有功功率时0.1kw无功经济当量系数的值，随变压器安装地点而不同。如变压器安装在发电厂内，则K值很小；如果变压器安装的地点离发电厂很远，则K值较大，因为此时无功功率经过长距离电网输送，有较大的有功耗损。

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[关键词]变压器 节能 优化设计 电网改造

中图分类号：TM421 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）33-0301-01

1 引言

电网中变压器的总损耗可占发电量的1%～3%。关于配电变压器负载率的选择，过去的观点认为，变压器的负载率在50%～70%左右，变压器的效率最高.变压器的负载率只要低于40%，则“大马拉小车”，变压器的效率减小，用小容量变压器更换大容量变压器则节电。为了使变压器的容量同其负载率相匹配，以达到节电的目的，必须采取一定的措施进行优化设计。

2 变压器及其运行和节能

我国在电站改造之前进行配电网的建设大都采取一次性的投资，主要是指将变压器、变电所和其他基础配套设施进行一次性全面施工直至投入使用。事实上，配电网的改造是针对不同地区用电量的增长和供电情况的变化进行的。为了降低变压器的运行费用。根据经济发展程度不同的地区的电价进行供电时产生的差价，都主要由增容费来弥补。“现行的电价制有基本电价和电度电价两部分构成，基本电价指按变压器安装容量计算的电价，这主要是按变压器安装容量占用电网的规划容量来收费，而不论用与否、用多用少。基本电价全国大约在15―30元/（kV*A*月）；电度电价指按实际用电量计算的电价。”这说明我们日常缴电费并不仅仅是缴纳的用电费用，还包括变压器的运行费用。这个费用平摊到每度电上，由用户付。配电变压器按照不同的材料和形式分，主要有干式变压器、油浸式变压器和非晶合金变压器。变压器的负载率过低造成的负载损耗甚至窄载损耗会影响其使用寿命。而变压器的空载损耗中，铁损占主要部分。内容为涡流损耗和磁滞损耗。由于磁滞损耗和变压器的频率成正比例关系和磁通的密度增量的平方成正比例关系，所以必须将传统的叠片铁芯机构进行改造。目前我国的配电变压器质量因将传统的叠片式结构改成了卷芯结构，大大降低了磁阻，提高了功率因数，从而降低了电网的线损，也延长了变压器的使用寿命。

3 配电变压器的优化设计

要把变压器淘汰，既不现实也不经济，所以改造高消耗的变压器.对其实施优化设计，以提高供电的效率。

3.1 改造设计的原则

目前改造的目的是降低空载损耗，所以改造的原则必须充分和改造前的变压器实际情况相符：

3.1.1 将变压器的容量改造为标准容量，无论是高能耗的变压器还是农村地区的变压器，都要尽量在改造时考虑到改造前后的容量接近；

3.1.2 我国的现行技术标准对变压器的能耗指标有着明确的规定，因此，改造后变压器的能耗应尽量低于现行技术标准规定的能耗参数；

3.1.3 本着节省资金成本的原则，对变压器的改造应当对原有的条件进行充分利用，包括原变压器上能够使用的零部件和各种材料。

3.2 改造设计的方法

3.2.1 改造变压器的铁芯

变压器的空载损耗是变压器的主要消耗之一。空载损耗和变压器的铁芯质量、变压器的工艺系数以及变压器的单位损耗密切相关，表述为公式是：

空载损耗=工艺系数x铁芯质量×单位损耗

所以降低乘数才能降低夺载损耗。具体方法为：

3.2.1.1 将变压器中的硅钢片替换为性能优质的硅钢片，高质量的硅钢片能够降低单位损耗；

3.2.1.2 将变压器的铁j巷结构由层叠式的改为卷匝式的，降低铁芯的电阻，从而降低铁芯的下艺系数；

3.2.1.3 增加变压器内铁芯的线圈数，从而降低每一匝线圈的电压，这样整个铁芯的磁通密度就降低了，硅钢片的单位损耗也降低了。

3.2.2 改造变压器的绝缘体

当变压器处于运行状态的时候负载的损耗占了总损耗的70%以上，要降低负载的损耗才能优化变压器的运行质量，提高变压器的使用寿命。

负载损耗=电流密度×导线质量×负载系数

通过降低电流密度，提高导线质量和降低负载系数才能使负载损耗降低。事实上，我们所用的导线的材质多为铜线和铝线，这两种材质的导线的系数趋近不变。所以只有加大导线的横截面积才能降低导线的电流密度，从而改变导线的绝缘强度。用铜质导线换取铝质导线可以减少铜损，使变压器的容量趋于稳定。

3.2.3 降损措施

3.2.3.1 将铝线圈换为铜线圈以增大导线截面，降低铜质导线带来的损耗；

3.2.3.2 将高压线圈之间的距离、高低压线圈之间的距离和高压线圈与铁轭之间的距离缩短，优化磁通密度；

3.2.3.3 将高压线圈的外包材质全部改为漆包线，并加强漆包线的强度。

4 结束语

一般经过改造后的变压器的运行成本能够降低很多，运行效率得到增强。按照一般的大能耗的变压器的损耗来计算，降损越多，收益则越大，使用寿命越长；在增加了导线截面后。虽然一次性投资比较大，但是变压器的无功损耗和负载损耗得到降低。这种投资很容易收回。

参考文献

[1] 张笠，再谈配电变压器节能和容量优化[J].电气节能，2009.12.

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关键词：配电变压器节能降耗方法

前言：我国社会主义市场经济体系的建立，国民经济结构的调整都离不开，新型、清洁和环保的能源，电能作为方便节约型能源，在未来的发展中势必会越来越受到重视，越来越应用广泛。在电能生产和应用中，电压的有效调节是电能传输的重要影响因素，目前越是长距离，高强度输电，要求的电压就越高。电压的升高和降低主要依靠配电变压器正常工作，配电变压器是电力生产和使用中的重要环节。变压器是实现电网传输中不同电压转换调节的主要设备，随着国家智能电网工程建设步伐的不断加快，对电力变压器的要求也逐步增高，变压器呈现出高电压等级、大容量和高参数等发展趋向。

1.常见配电变压器的错误使用

由于经济和科技的原因，我国配电变压器使用存在选取不合理，运行水平低，损耗严重等现象，其主要的表现形式有如下几点：

1.1 配电变压器长期带病运行。在一些输变电网络中，存在大量的老旧配电变压器，由于资金和工作安排上的客观原因造成检修和维护工作跟不上，这导致配电变压器长期带病运行，造成电网的损耗巨大。

1.2 配电变压器选用与智能电网建设不协同。在智能电网的建设中需要有具备高新科技的配电变压器，但一些企业往往选用一次性投资成本较低的常规配电变压器，造成变压器与电网间存规格和技术的差异，造成不应有的损耗。

1.3 选用配电变压器时只考虑眼前的经济利益。变压器的选用不应只着眼于购入成本，而是同时应考虑日常运营能成本和检修维护成本，一些低劣的变压器虽然购入成本低，但是一旦安装就会造成后续费用的大大增加，如不及时维护和检修就会造成配电变压器巨大的能耗。1.4 在配电网规划设计、施工以及后期运行管理过程中，普遍存在变压器负载率越高，其运行效率也会越高的错误思想，没有形成配电变压器经济调度运行理念。

1.5 对于中高压电能用户而言，其配电系统普遍采用“高供低计”的电能计量收费标准。在这种电能计量模式下，很多电能用户为了少电网基本容量电费额度，在实际用电过程中，长期使配电变压器处于满负荷甚至超负荷运行工况。这样虽然在基本容量电费方面似乎降低了费用，但是配电变压器长期处于过负荷发热状态，其损坏率也会相应升高，这不仅降低了变压器综合使用寿命，同时变压器二次绕组的额外电能损耗会由于发热而明显增加，使变压器长期偏离经济运行工况区，造成更大的配电变压器电能损耗。

2.配电变压器降耗的技术措施

2.1 选用高科技为基础的自动调压器。众所周知，配电变压器有功损耗与配电网电压的平方成正比，从大量实际运行经验来看，当配电变压器运行过电压水平达到 5%时，其内部铁损将会增加 15%，而当变压器过电压水平达到 10%运行时，其内部铁损则会增加高达 50%以上，且变压器空载电流也会大幅度提升，自动调压器在配电网中的使用，可以有效改善电力用户电能综合质量水平，保证其高效稳定的生产。将自动调压器与无功动态补偿装置相互配合使用，将会取得非常好的节能降耗效果，从而有效地提高生产企业的社会效益和经济效益。

2.2 无功补偿提高变压器负载功率因数。在配电网系统中有大量感应电动机和其他感应电气设备，这些设备在运行过程中除了消耗配电网有功电能外，还需要一定量的无功功率维持系统电磁平衡。采用 SVC、SVG 等无功补偿装置，可以对配电网系统无功进行实时补偿，从而实现配电网区域无功的动态平衡，使配电网负载电流降低，减少变压器的有功损耗和无功损耗，达到节能降耗的目的。在配电变压器允许电压偏差范围内，选用调压与补偿电容器相结合的无功调节措施方案，可以实现配电变压器峰谷运行工况条件下的逆调压节能运行需求。

2.3 平衡变压器三相负荷

配电变压器三相负荷不平衡是其产生巨大能耗的主要原因，当配电变压器处于三相平衡负荷运行工况条件下，其负载损耗最小；而当变压器处于三相负荷不平衡运行工况下，其总能耗为三相损耗的总和，尤其当变压器运行在最大三相不平衡状态下，其系统损耗就是平衡负荷时损耗的 3 倍。配电变压器处于三相负荷不平衡运行工况条件下，不仅会增加自身能耗，同时还会增加一次高压侧线路损耗，据大量实际运行经验表明，配电变压器处于最大不平衡运行工况时，其高压线路的电能损耗会增加 12.5%。因此，通过调整配台区的三相负荷使变压器基本处于平衡运行工况，是降低配电变压器运行损耗的一个重要技术手段。此外，运行温度也是影响配电变压器节能经济运行的另一因素，因此，在实际检修维护过程中，要采取相应技术措施降低配电变压器运行时的绕组温度，同时在设计施工过程中，要选择环境温度较低、通行环境较好的配电变压器安装地址。

参考文献：

[1]谢琉城．电力变压器手册[M].北京：机械工业出版社．2003．

[2]张大立．城市中压配电网接线与开闭所的配置[J]．电网技术，2007，31

[3]赵凯，张凌宇．国际推动变压器节能降耗的经验做法[J]．电力需求侧管理，2006，63

[4]邓松．智能电网进展及发展研究[J]．中国西部科技．2009，34

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关键词：变压器；节能；分析

中图分类号：S210.4 文献标识码：B文章编号：1009-9166（2008）33（c）-0042-01

一、我国用电现状与变压器损耗。近年来，国民经济的持续高速增长，尽管电力装机也增长很快，但由于整个社会对能源需求的巨大增加，使得电力供需的矛盾仍十分突出。出现上述巨大电能缺口的原因，一方面与前几年电力装机滞后有关，但更重要的是与我国能源资源不足，结构不合理有着更加密切的关系。要实现我国国民经济的高速可持续增长，能源的供需矛盾必将更为突出，能源已成了制约可持续发展的瓶颈之一。今后，除了继续探索新能源的开发利用之外，大力节约能源就成了重中之重。从电力的生产、供应和消费来看，节约在输配电过程中的电能损耗就显得十分重要，对全国来说，全年变压器总的电能损失高达1100亿千瓦时以上，相当于3个中等用电量省的用电量之和。我国变压器损耗电能如此之大，是由于城乡电网中和企业电网中老的、高能耗变压器数量比较大。老旧变压器长期超期服役，更新速度慢，其主要原因是普遍存在资金短缺、耗能设备更新观念落后、管理落后，以及技术经济决策失误所致。

二、变压器节能措施分析：（一）、经济手段。1、树立现代设备耗能观念，加强设备更新。现代化耗能设备管理的决策要求人们必须从产品经济观念转变为商品经济观念。耗能设备管理的科学理论的主要基础是从经济寿命观念出发，把产品经济的物质磨损观念转变为技术磨损观念。耗能设备的经济寿命系指耗能设备在制造过程中，不仅考虑设备的物质磨损，更主要的是按技术磨损确定设备的使用年限。耗能设备的技术磨损系指耗能设备在使用过程中，一旦研制出新设备，其技术性能和经济效益比原设备继续使用优越时，就应按技术磨损进行决策，更新设备。2、实施分时电价的措施。随着经济发展，用电结构也发生了变化，加之传统用电习惯，使用电负荷的峰谷差别加大。在高峰时段变压器负荷成倍增加，而下半夜的用电负荷锐减，冲击变压器运行的平稳性，导致变压器效率下降。为了提高变压器的负载率，在运行管理中采取各种手段来转移高峰负荷，增加低谷用电，提高其负载率。其经济手段就是全面推行峰谷分时电价，对生产用户安装复费率电能表。3、根据功率因数进行电费合理调节。提高用户变压器及用电设备的功率因数，减少变压器磨损，供电部门要对用户力率进行考核，实行力率调整电费。按规定：对用户变压器容量进行力率考核，要安装有功电能表和无功电能表。每月抄录用户的有功电度与无功电度，计算其功率因数，按其差额加收无功补罚电费，差额越大，补罚电费越多。用户因力率过低，每月需要增加支付大量电费。通过经济杠杆，使用户在支付补罚电费中，权衡经济利益，采取无功就地补偿的措施，从而提高功率因数。(二)、技术手段。1、合理选配变压器的容量。从理论上讲，要使变压器发挥最大效率，应使平均负荷率为额定容量的50%-75%。但因为变压器本身的负载及功率因数是变化的，且有超载运行的可能性，故不必按最大效率的准则来选择变压器的容量。如果变压器容量选得过大，出现“大马拉小车”现象，空载损耗会大大增加；变压器容量选得过小，变压器负载过大，甚至过负荷，使变压器负载损耗增大。通常工厂及民用等用电设备，其负荷是变动的，每天都有所不同。选择容量的计算方法如下：(1)计算负荷量及功率因数，在待选的系列变压器中选择多种容量(即不同规格)的变压器，以供作待选变压器(其额定容量应大于负荷的最大视在功率)。(2)计算出各种容量变压器与负荷对应的负载率。(3)根据上述值以及各种容量变压器的的空载损耗和短路损耗计算出每台变压器运行时的损耗与效率(一般情况下宜选用效率高的)。(4)具体确定变压器容量时，既要考虑变压器的损耗，又需考虑适当提高变压器的容量利用率。此外，如果负荷是季节性或夜间停止使用的，变压器的负荷可能仅占其容量的40%以下，此时就要考虑到负荷降低情况下变压器的运行效率。因为变压器的空载损耗与负载无关，而其功率损耗是一定的，且变压器轻载时的损耗也相当大。所以，从节电角度出发是不能忽视的。因此，这种情况下使用单台大容量的变压器，不如使用多台小容量变压器，以提高其运行效率。2、合理选择变压器的数量和类型。为了降低变压器损耗，应根据企业负荷情况合理选择变压器的数量和类型。选择时一般应遵循以下原则：(1)合理选择变压器台数。负荷绝大部分为三级负荷的，可装设一台变压器；若企业一、二级负荷所占比例较重，必需两个电源供电的，则应装设两台变压器；特殊场合可使用多台小容量变压器，如受运输和作业条件限制的井下变电站。(2)选用低能耗、高效率的节能型变压器。选用低能耗、高效率的节能型变压器是节能的重要手段，它可以减少空载时由铁损、漏磁损耗、激磁电流产生的铁损和负载时由负载电流在变压器线圈电阻上产生的损耗。我国配电变压器行业经过不断努力，在90年代以后较过去有了突破性的进展，变压器性能不仅是铁心硅钢片材质的改进，而且在容量结构和制造工艺上都有所突破；因而在节能降耗、降低空载电流和噪音等方面都有较大进展，出现了多种型号的节能型变压器，可以在其中根据需要进行选择。3、提高变压器功率因数。负载功率因数的降低将使变压器的效率降低，从而使其损耗增大。用电设备（如各种电动机、感应炉、电焊机等）除了要消耗有功功率以外，还要消耗相当数量的无功功率，从而导致电网功率因数的恶化。这将使变压器损耗增加且增加电费。如果在这种系统中设置移相电容器，负载的功率因数就会得到改善，无功功率则受到抑制。同时，移相电容器补偿了无功电流，使配变电设备及网路的实际电流减少，从而提高了变压器的利用率，降低了变压器的铜耗及线路损耗，节约了电能。

作者单位：广东电网公司惠州供电局变电部

参考文献：

[1]赵重明,张卫红:《合理利用变压器以节电降耗》,《内蒙古科技与经济》2006.02

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关键词：高压变频器；火力发电厂；节能；应用

随着资源的日益消耗，国家开始倡导节能减排。在发展中重视能源的保护，不以消耗能源为代价的促进经济发展，走能源可持续发展的道路。而我国的能源消耗中，火力发电厂中能源消耗最多，因此，要在火力发电厂积极响应国家的节能政策。在火力发电厂中节能可以采用提高发电技术，实施现代化管理，安装节能设备等措施，而高压变频器的节能效果好，节能作用明显，因此，在火力发电厂中开始广泛使用高压变频器。

1 国内火力发电厂能源消耗的分析

据国家《电动机调速技术产业化途径与对策的研究》报告披露，中国发电总量的66%消耗在电动机上。具体到火力发电厂主要损耗是：送风机、引风机、排粉风机、脱硫系统增压风机、锅炉给水泵、循环水泵、凝结水泵。但是这些主要耗电设备在我国火力发电厂中普遍存在着“大马拉小车”的现象，大量的能源在终端利用中被白白地浪费掉，主要原因有以下两点：

1.1 运行方式技术落后

目前我国火力发电厂中除少量采用汽动给水泵、液力耦合器及双速电机外，其它水泵和风机基本上都采用定速驱动，阀门式挡板调节。这种定速驱动的泵，在变负荷的情况下，由于采用调节泵出口阀开度的控制方式，达到调节流量的目的，以满足负荷变化的需要。所以在工艺只需小流量的情况下，其泵或风机仍以额定的功率、恒定的速度运转着，特别是在机组低负荷运行时，其入口调节挡板开度很小，引风机所消耗的电功率大部分将被风门节流而消耗掉，能源损失和浪费极大。另外，风机挡板执行机构为大力矩电动执行机构，故障较多，风机自动率较低，存在严重的节流损耗。

1.2 实际运行效率低下

从实际运行效率上来说，在机组变负荷运行时，由于水泵和风机的运行偏离高效点，偏离最优运行区，使运行效率降低。调查显示，我国50MW以上机组锅炉风机运行效率低于70%的占一半以上，低于50%的占1/5左右。这是因为，我国许多大中型泵与风机套用定型产品，由于型谱是分档而设，间隔较大，一般只能套用相近型产品，造成泵与风机的实际运行效率低，能耗高。

2 高压变频器工作原理

一般情况下，交流电设备的供电频率与功率成正比，供电频率发生变化，而设备的功率也改变，供电的频率升高，供电设备的功率也增大。而变频器的工作原理也是如此，变频器的调速就是将原本固定的交流电频率调整成可变化的频率。在电力负荷发生变化的情况下，调整发电厂中的带有点的设备频率，改变设备的转速。根据电力负荷的不同要求，更改设备的频率，使设备中的电量能源消耗减少。随着科技的发展，电子计算机技术逐渐普及，我国的电气传动也面临着技术改革，电气中的直流调速逐渐被取代。在控制电流方面，计算机的控制技术也开始在电气系统中得到发展。在当代的节能中变频调速成为主流，电机的变频技术提高电气的质量，使发电环境有了明显的改善，同时也推动了节能技术的发展。

3 高压变频器在火力发电厂中节能效果

高压变频器的调频调速比发电厂中引风机、给水泵等高压机器调频效果好，在发电厂中使用高压变频器，可以较少发电中的能源消耗，使发电厂的用电效率提高。从流体力学来讲，发电厂中的引风机或者其他的泵类设备输出的流量和设备的转速一致，输出的流量越多，设备的转速越快，而设备中输出的压力也与设备的转速平方成正比，其消耗的功率与其转速的三次方成正比。因此，设备的流量调节可以通过调节设备的转速来实现。运用变频调节发电设备的转速，近而要控制了设备中输出的流量与压力。在设备运行时，把可以调节流量的阀门开到最大，从而减少了发电管道的阻力，近而能使能源的消耗减少。就节能而言，通过变频调节发电设备的流量而节约能源，不仅局限于改造的发电系统，其他运行的发电系统中消耗的能源消耗也降低。当两台的发电设备同时运行，一种一台的风量小，而两台同时运行产生的风量又过大，因此，要对两台运行的发电设备同时调节，这种调节方法可以较大幅度的降低能源消耗。

在发电厂实现节能，主要使通过采取措施提高发电系统的运行效率。在变频调节前，一般的发电厂的采用多极电机，保证水泵能够循环使用。在季节的变化下，可以适当的调节电机的接线，调整电机接线可以使电机的极对数发生变化，从而调节发电设备的转速改变电机中的水流量。除了调整电机的电线外，还可以电动机的水泵的台数，水泵台数多，循环水电额流量就大；电动机的台数多，循环水流量也大，反之，则相反。利用改变电动机和水泵的台数调节水流量的方法操作简单，但是，调节的精准度不够，因此，使用的次数少。当利用变频调节水量时，能准确监控流出水的温度，根据水温调节冷凝器的冷度，使发电的运行效率提高，同时节能效果也达到最佳。与控制电动机和水泵的台数相比，变频调节的效果好，准确度高，能控制整体的发电系统。

4 高压变频器在火电厂应用的经济效益分析

4.1 延长设备寿命。使用变频器可使电机转速变化沿凝泵的加减速特性曲线变化，延长了轴承的寿命。同时有关数据说明，机械寿命与转速的倒数成正比，降低凝泵转速可成倍地提高凝泵寿命，凝泵使用费用自然就降低了。

4.2 降低噪音。凝结泵改用变频器后，降低水泵转速运行的同时，噪音大幅度地降低，当转速降低50%时，噪音可减少十几个绝对分贝。同时消除了停车和启动时的打滑和尖啸声，克服了由于调门线性度不好，调节品质差，引起管道锤击和共振，造成给水系统上水管道强烈震动的缺陷，凝结泵变频运后，噪音、振动都大为减少，变化相当可观。

结束语

根据相关统计，火力发电厂能源负荷多，因此，要在火力发电厂控制能源的消耗。近些年来，我国在火力发电厂中运用高压变频器，节约了能源，保护了环境，提高了经济效益。而我国的高压变频技术在当代的社会的发展下逐渐走向成熟。现代的变压器在设计环节增加了科技投入，使高压变频器的设计更加合理，工作效率更高，节能效果也更加明显。为了提高能源的利用效率，为火力发电营造良好的环境，在火力发电中更要使用高压变频器。

参考文献

[1]刘春松，胡炫，李冰.级联型高压变频器能量回馈装置的实现[A].2013年中国电机工程学会年会论文集[C].2013.

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关键词：变频调速 水泵

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）01（b）-0000-00

1、循环氨水泵工况特点及存在问题

1.1、循环氨水泵工况特点

净化分厂一期两台循环氨水泵，一用一备，泵组是将循环氨水打入集气管为荒煤气进行初步冷却，控制荒煤气温度为75～80度之后送入初冷器，根据荒煤气量的大小应及时调节循环氨水量。

1.2、工频运行存在问题：

两台循环氨水泵电机均为工频运行，启动电流高，既影响设备寿命又对电网产生很大冲击。而且工频运行耗电量高，不能随生产负荷自动调节，不符合现代企业“节能降耗”的管理理念。

循环氨水泵工频运行，流量及压力只能通过旁通阀及出口阀调节，但调节负荷有限。在今2012年年初，结焦时间较长，荒煤气量少，循环氨水流量无法进一步降低，导致荒煤气温度极低，曾降至40度（工艺要求控制温度为75～80度），使得荒煤气管道内焦油氨水混合液流动性极差，存在堵塞荒煤气管道的隐患。由此可见，荒煤气温度是至关重要的指标，如果控制不当，整个净化系统都将处于瘫痪状态。

原设循环氨水泵为工频运行，只能由操作工调节泵出口阀门及循环管阀门开度来控制循环氨水压力和流量。如果循环氨水量发生变化，岗位人员又不能及时调节，将会导致循环水泵压力过高或过低。如果压力过高，会造成泵机封、电机烧损；如果压力过低，会导致荒煤气温度无法控制、集合温度超标，造成初冷、电捕以及煤气净化系统的严重堵塞。

2、改造方案

循环氨水泵组是保证焦化厂煤气系统正常运行的重要设备，必须保证连续、稳定、可靠运行。经过详细的技术和经济论证，决定采用高压变频调速装置，通过变频调速调节电机转速满足工艺要求

高压变频调速系统采用功率单元串联技术直接输出10KV电压，属高一高电压源型变频器，高压变频器调速成套系统整体结构由旁路柜、变压器柜、单元柜及控制柜组成，系统采用一用一备两台泵双路电源，一拖二手动旁路的方案，基本原理图如图下

双电源手动切换柜一次原理图

此系统由高压开关1QF、2QF、双电源手动切换柜（由高压隔离开关QS1—QS6组成）、高压变频器、两台高压电机组成，其中双电源手动切换柜和高压变频器由投标方提供。

说明：①其中QS2、QS3是双刀双投隔离开关，QS5、QS6也是双刀双投隔离开关；实现自然机械互锁②QS1和QS4不能同时闭合，实现电气闭锁；QS2和QS5不能同时闭合，实现电气闭锁；③变频器故障时，联跳相应的高压开关，柜子的柜门都有高压闭锁，高压电上电后，柜门就会被电磁锁自动锁死，除非用专用的钥匙，不能打开柜门。

3、运行可靠性分析

经过多次调试，实现变频器控制电机转速随循环氨水泵出口压力的变化而改变，即减少了电量消耗，又降低了电机的噪音，改造效果非常明显：①节电效果显著，电机定子电流从15A降至6A，每天节约电量为3500度左右。②电机的转速下降，电机和泵运行状况明显改善，延长了设备的使用寿命，降低了设备的维修费用。③采用变频调速技术后，由于泵出口阀全开，消除了阀门因节流而产生的噪声，改善了工作环境 ；④电机的加速和减速可根据工艺要求自动调节，控制精度高，即保证可生产指标稳定，又降低了工人的工作量。 ⑤循环氨水压力稳定，避免了压力波动，管道漏点明显减少，降低了检修工作。

4、产生的经济效益

根据以上数据得知每天节约电量为3500度左右，月节约电量为106500度（以30天计算），年节约电量为127.75万度，按照每度电0.48元计算，年节约电费613200元。

5、结语

随着市场竞争日益激烈以及国家对节能减排工作的要求越来越严格，节约能源、降低生产成本、提高竞争力对企业来说尤为重要，该变频器投入近四个月来，循环氨水泵的出口阀门全开，运行稳定，减少了阀门截流导致能源损失，节能效果明显，实现了电机的软启动，延长了电机、泵及其附属设备的使用寿命。实践证明高压变频器在循环氨水泵上的应用是非常成功的。

参考文献