變壓器節(jié)能原理及使用選擇探討

隨著我國(guó)電力事業(yè)的不斷發(fā)展，節(jié)能減耗已經(jīng)成為電力工作的一個(gè)重點(diǎn)環(huán)節(jié)。從國(guó)內(nèi)許多統(tǒng)計(jì)資料看，我國(guó)近年來電網(wǎng)損耗占到了供電總?cè)萘康?-8﹪，而其中的主要電路損耗來源于變壓器。由此可見，降低變壓器的損耗可以在宏觀上很大程度的減少我國(guó)總體電網(wǎng)損耗。因此，如何使用和選擇變壓器，使其發(fā)揮節(jié)能減耗作用，成為電力工作的一項(xiàng)重任。

配電電力變壓器是一種靜止的電氣設(shè)備，是用來將某一數(shù)值的交流電壓（電流）變成頻率相同的另一種或幾種數(shù)值不同的電壓（電流）的設(shè)備。當(dāng)一次繞組通以交流電時(shí)，就產(chǎn)生交變的磁通，交變的磁通通過鐵芯導(dǎo)磁作用，就在二次繞組中感應(yīng)出交流電動(dòng)勢(shì)。二次感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的高低與一、二次繞組匝數(shù)的多少有關(guān)，即電壓大小與匝數(shù)成正比，其主要作用是傳輸電能，我國(guó)變壓器的總損耗占系統(tǒng)總發(fā)電量損耗的70%左右，由此可推算出損耗每降低一個(gè)百分點(diǎn)，每年就能節(jié)約近百億度電，因此，降低變壓器損耗勢(shì)在必行。

根據(jù)一般學(xué)術(shù)劃分，變壓器的損耗主要分空載損耗和負(fù)載損耗及其它損耗三部分。

一．空載損耗：

包括鐵芯中磁滯和渦流損耗及空載電流在初級(jí)線圈電阻上的損耗，兩者分別稱為鐵損，銅損。通常由于空載電流小到銅損可以忽略，也就是說空載損耗主要來源于鐵損。

二．負(fù)載損耗：

此損耗是指變壓器初、次級(jí)線圈中電流在電阻上產(chǎn)生的銅損耗及勵(lì)磁電流在勵(lì)磁電阻上產(chǎn)生的鐵損耗。當(dāng)電流為額定電流時(shí)，后者很小，可以忽略，該損耗主要是電流在初、次級(jí)線圈電阻上產(chǎn)生的銅損。

三．附加損耗：

此損耗包括附加鐵損及附加銅損，由于這兩種損耗數(shù)量很小，又難以測(cè)定，可以不計(jì)。總之，變壓器的損耗主要是不變損耗和可變損耗。

綜上所列，減少變壓器損耗可以從以下兩個(gè)方面入手：

首先，可以采用先進(jìn)材料、工藝、設(shè)計(jì)方法降低空載損耗，也可通過改進(jìn)鐵心結(jié)構(gòu)降低空載損耗。空載損耗也就是上文提及的鐵損，主要發(fā)生在變壓器鐵芯疊片內(nèi)，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。

國(guó)外原始的變壓器鐵芯的材料是易于磁化和退磁的軟熟鐵，目的是克服磁回路中由周期性磁化所產(chǎn)生的磁阻損失以及鐵芯由于受交變磁通切割而產(chǎn)生的渦流，當(dāng)時(shí)變壓器的整個(gè)鐵芯是由鐵線束制成，而不是由整塊鐵構(gòu)成。

1900年左右，經(jīng)多方研究發(fā)現(xiàn)在鐵中加入少量的硅或鋁可大大降低磁路損耗，增大導(dǎo)磁率，且使電阻率增大，渦流損耗降低。后來，經(jīng)多次改進(jìn)，用0.35mm厚的硅鋼片來代替鐵線制作變壓器鐵芯。

近年來，世界各國(guó)都在積極研究生產(chǎn)節(jié)能材料，變壓器的鐵芯材料已發(fā)展到現(xiàn)在最新的節(jié)能材料——非晶態(tài)磁性材料，如2605S2，非晶合金鐵芯變壓器便應(yīng)運(yùn)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。這一系列技術(shù)的推廣將在很大程度上降低鐵損。

其次，要求供電設(shè)計(jì)施工人員要盡可能的利用所學(xué)知識(shí)，在選擇使用變壓器的時(shí)候，靈活應(yīng)用先人計(jì)算公式，選擇合適的與線路匹配的變壓器，杜絕大馬拉小車的情況出現(xiàn)，這樣就降低了負(fù)載損耗。結(jié)合我國(guó)的地域廣闊，使用電力變壓器的客戶不同，筆者建議應(yīng)該因地制宜，針對(duì)生產(chǎn)工業(yè)區(qū)、城市生活區(qū)及農(nóng)業(yè)用電區(qū)，根據(jù)各自不同的用電情況，科學(xué)合理的規(guī)定對(duì)應(yīng)配送電設(shè)備；根據(jù)上述降低損耗經(jīng)驗(yàn)，使用對(duì)應(yīng)的變壓器設(shè)備。

期望在未來的幾年里我國(guó)能逐步完成新型節(jié)能變壓器的推廣完善，使我國(guó)的電力輸送節(jié)能走上一個(gè)新的臺(tái)階。

（作者單位：呼和浩特市供電局）