論低損耗節(jié)能型變壓器在大港油田電力系統(tǒng)中的節(jié)能效果

摘 要：降低變壓器損耗以提高變壓器效率，是節(jié)約電能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。我國最早的中小型變壓器耗能多，不節(jié)能，并且質(zhì)量較差，其損耗比國際先進(jìn)水平高出很多。所以，使用低損耗變壓器，對于實(shí)現(xiàn)舊變壓器的更新?lián)Q代，具有重大意義。為了降低變壓器的電能損耗，達(dá)到最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的，作者主要從降低空載損耗，改變鐵芯結(jié)構(gòu)，降低負(fù)載損耗，改進(jìn)絕緣結(jié)構(gòu)，合理選擇變壓器的運(yùn)行方式可達(dá)到節(jié)能降耗的目的這幾個(gè)方面進(jìn)行論證。加強(qiáng)節(jié)能型低損耗變壓器在油田電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，不僅能為油田節(jié)約了大量的資金，而且可以確保油田供電運(yùn)行的連續(xù)可靠運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：節(jié)能型變壓器；損耗；油田；電力系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TE43 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2012）35-0162-02

變壓器是輸變電系統(tǒng)中的主要設(shè)備之一。它是一種靜止的電器，其原理是在共用的鐵芯上繞著兩個(gè)或兩個(gè)以上的線圈，通過電磁感應(yīng)的作用，把某一種等級(jí)的電壓與電流改變成另一種等級(jí)的電壓與電流的裝置。其作用是升高電壓，遠(yuǎn)距離輸送電能，當(dāng)電能輸送到用電地區(qū)后，變壓器又可以把電壓降低，為滿足用戶需求，將電能送給用戶。變壓器的總?cè)萘亢艽螅话闱闆r下，其總?cè)萘繛榘l(fā)電容量的6倍左右。由于容量大，且運(yùn)行中的變壓器技術(shù)指標(biāo)落后，故并不能滿足供電系統(tǒng)的要求，其損耗幾乎達(dá)到線路總損耗的18%～20%，降低變壓器損耗以提高變壓器效率，是節(jié)約電能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。使用低損耗變壓器，對于實(shí)現(xiàn)舊變壓器的更新?lián)Q代，具有重大意義。

而如何能夠降低變壓器的電能損耗，達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的最佳狀態(tài)呢，文章從三個(gè)方面予以論述。

1 降低空載損耗，改變鐵芯結(jié)構(gòu)

雖然變壓器的空載損耗僅占總損耗的三分之一，但它不隨負(fù)載而變化。這對于中小型變壓器降低空載損耗就更為明顯。一般規(guī)定變壓器的空載損耗Po=KcPcGc。因此，若要降低空載損耗必須降低鐵芯的重量Gc，單位的損耗Pc和工藝系數(shù)Kc，還需要采用性能很好的硅鋼片。故我們可采用單位損耗較小的優(yōu)質(zhì)冷軋硅鋼片降低變壓器的空載損耗，另外還要降低工藝系數(shù)，有效利用硅鋼片材料的優(yōu)勢性能，盡量使磁通沿著硅鋼片軋制方向通過鐵芯所有接縫。

2 降低負(fù)載損耗，改進(jìn)絕緣結(jié)構(gòu)

變壓器的負(fù)載損耗占總損耗的70%～80%，數(shù)值很大，一般規(guī)定變壓器的負(fù)載損耗近似為線圈電阻損耗，所以負(fù)載損耗為： Pk=KmδGm

降低導(dǎo)線的重量Gm、電流密度δ和與導(dǎo)電率有關(guān)的系數(shù)Km，也可以達(dá)到降低負(fù)載損耗的目標(biāo) 。在此要做到，適當(dāng)降低電流密度，改善絕緣結(jié)構(gòu)，縮小絕緣的體積，提高線圈填充系數(shù)，減小線圈的尺寸，如此以減小損耗。在低損耗變壓器中應(yīng)用圓筒式線圈層間及高、低壓間采用瓦楞紙板做油隙的方式，代替撐條來縮小絕緣尺寸，負(fù)載損耗大小與鐵芯尺寸變化成正比。

3 合理選擇變壓器運(yùn)行方式，進(jìn)一步節(jié)能降耗

根據(jù)變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行條件調(diào)整用電負(fù)荷，合理地選擇變壓器的運(yùn)行方式，可以使得損耗最大限度地降低。變壓器若為兩臺(tái)或兩臺(tái)以上并列運(yùn)行，則須依據(jù)合理的技術(shù)性能參數(shù)選擇運(yùn)行方式，并以總損耗量最小的原則，合理分配各臺(tái)變壓器的負(fù)載。季節(jié)性運(yùn)行的變壓器，應(yīng)在非生產(chǎn)季節(jié)停止運(yùn)行，即便因特殊情況不能停運(yùn)，也應(yīng)配用小容量變壓器或變?nèi)萘孔儔浩?；變壓器平均?fù)荷率若小于30%，則經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)募夹g(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)工作后，可更換為相應(yīng)容量的節(jié)能變壓器。

3.1 節(jié)能型、非節(jié)能型變壓器在功率損耗上的對比

現(xiàn)以容量較小的節(jié)能型、非節(jié)能型變壓器為例，通過比較就可以看出短路損耗與空載損耗有所不同，具體數(shù)據(jù)對比如表1所示。

從表1數(shù)據(jù)中看出：在同等容量的情況下，節(jié)能型與非節(jié)能型變壓器的短路損耗，空載損耗有著很大的差別。經(jīng)計(jì)算，200 kVA節(jié)能型變壓器比非節(jié)能型的短路損耗減少483 W，空載損耗減少445 W；250 kVA節(jié)能型變壓器比非節(jié)能型的短路損耗減少684 W，空載損耗減少658 W；315 kVA節(jié)能型變壓器比非節(jié)能型的短路損耗減少717 W，空載損耗減少758 W；400 kVA節(jié)能型變壓器比非節(jié)能型的短路損耗減少504 W，空載損耗減少725 W。這充分說明節(jié)能型變壓器比非節(jié)能型變壓器的短路損耗、空載損耗都低，損耗降低數(shù)值如表2所示。

短路損耗降低率=（非節(jié)能變壓器短路損耗-節(jié)能變壓器短路損耗）/非節(jié)能變壓器短路損耗*100%。

空載損耗降低率的計(jì)算方法同上。

從表2數(shù)據(jù)中看出：200 kVA變壓器節(jié)能型的比非節(jié)能型的短路損耗降低12.71%，空載損耗降低45.26%；250 kVA變壓器節(jié)能型的比非節(jié)能型的短路損耗降低14.83%，空載損耗降低49.72%；315 kVA變壓器節(jié)能型的比非節(jié)能型的短路損耗降低13.1%，空載損耗降低49.72%；400 kVA變壓器節(jié)能型的比非節(jié)能型短路損耗降低8.0%，空載損耗降低45.31%。

3.2 節(jié)能型低損耗變壓器在油田各變電所的推廣應(yīng)用

我油田電力系統(tǒng)中有大量的主變壓器，主要分布在油田的二十多座變電所，1994年以前全部為非節(jié)能變壓器，它不僅自身損耗大，還增加了網(wǎng)損，影響了電壓的質(zhì)量。近年來，我油田十分注重供電管理，不斷加強(qiáng)了對變電檢修人員的技術(shù)培訓(xùn)工作，并起到了最佳效果，用我們的技術(shù)和實(shí)力逐步對分布在全油田二十多座變電所的非節(jié)能型主變壓器進(jìn)行了更換，截止目前除港東11萬、港煉、棗園、王徐莊等十幾座變電所自投產(chǎn)改造時(shí)直接為節(jié)能型變壓器外，現(xiàn)已逐步將港西、西二、羊三木、板橋、王官屯、小集、東二、棗二聯(lián)、濱南、官八零、中心區(qū)等13座變電所的24臺(tái)變壓器全部更換為節(jié)能型變壓器。

變壓器年耗電量損耗計(jì)算公式為：

Wy=H（P0+βPk）

式中：H為變壓器年運(yùn)行小時(shí)；取8 760 h；P0為變壓器空載損耗kW；β為負(fù)載系數(shù)10 kV為53.4%，35 kV為67.57%；Pk為變壓器額定時(shí)的負(fù)載損耗，kW。

節(jié)能型變壓器年損耗 Wy=8 760×（4.75+0.6757×27）=149 598 kWh

高損耗變壓器年損耗：Wy=8 760×（10.8+0.6757×34）=230 592 kWh

由此計(jì)算方法得：一臺(tái)3 150 kVA的節(jié)能型變壓器年電能損耗為149 598 kWh，而非節(jié)能型變壓器年電能損耗為230 592 kWh，相對節(jié)能型比非節(jié)能型變壓器每年要少耗電能80 994 kWh，按每度電為0.48元計(jì)算可折合資金38 877.12元，兩臺(tái)就節(jié)省資金77 754.24元，所以，24臺(tái)節(jié)能變壓器總?cè)萘繛?72 300 kVA，應(yīng)節(jié)省的損耗為

4 430 243 kWh，若每度電按0.48元計(jì)算，可節(jié)省資金

2 126 516.64元，按變壓器使用年限為10 a計(jì)算，可節(jié)約資金21 265 166.4元。事實(shí)證明：節(jié)能型變壓器的容量越大，臺(tái)數(shù)越多，節(jié)能效果就越好，為此，大力推廣使用節(jié)能型變壓器是很有必要的。

非節(jié)能型變壓器的運(yùn)行，能造成電能損耗的增大，降低電網(wǎng)的效率，同時(shí)也浪費(fèi)電力資源。而節(jié)能型變壓器的短路損耗、空載損耗要比非節(jié)能型變壓器的損耗小的多，自然損耗率就低，因此在電力系統(tǒng)中的節(jié)能效果最佳，是我們今后實(shí)現(xiàn)節(jié)能增效的最佳途徑之一。

加強(qiáng)節(jié)能型低損耗變壓器在油田電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，不僅能為油田節(jié)約了大量的資金，而且可以確保油田供電運(yùn)行的連續(xù)可靠運(yùn)行。只有加強(qiáng)電力資源管理，充分利用現(xiàn)有設(shè)備，全面實(shí)行對供電系統(tǒng)的高科技管理，徹底實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，降低變壓器損耗，才是節(jié)約能耗的重要途徑。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李強(qiáng)，王艷松.節(jié)能型配電變壓器在油田電網(wǎng)的節(jié)能效果分析[J].電氣時(shí)代，2008，（3）.