配電變壓器的節能研究與探討

摘 要：電能是現今社會主要能源，不論日常生活，還是生產都離不開電能，人類已對電能產生依賴性。隨著社會經濟的快速發展，社會對于電能需求隨之增加，這使得電力節能顯得越來越重要。在電力系統中配電變壓器占著著重要位置，是整個電力系統的核心組成部分之一，但也是主要損耗設備。配電變壓器在完成電壓變化及電能傳輸過程中，都會產生電能損耗，做好配電變壓器節能非常重要。文章將針對配電變壓器的節能展開研究和分析。

關鍵詞：電力節能；配電變壓器；節能技術

引言

電能是科學技術進步和經濟發展的基石。電力工業作為國民經濟的基礎性產業，在國家大力扶持下，發展十分迅速。但隨著電力體制改革的不斷深入，電力市場化趨勢日益明顯，電力企業想要保障利潤，降低運營成本，增強自身市場競爭力，必須做好電力節能改造，而電力節能中配電變壓器節能是重中之重。配電變壓器是主要損耗設備，配電變壓器損耗已占總損耗的百分之六十，可見配電變壓器節能的必要性。每臺配電變壓器都存在空載損耗、短路損耗、額定負載消耗，這些損耗都將提高電力運營成本，配電變壓器節能勢在必行。

1 配電變壓器的發展與結構

1.1 配電變壓器的發展

配變壓器是交流輸電、變電、配電過程中主要設備。1831年，英國科學家法拉第根據電磁感應現象，提出利用互感改變電壓設想。1851年，列姆勒夫發明的感應線圈就是變壓器的雛形。1885年，匈牙利科學家研制了世界第一臺工業變壓器。變壓器按用途可分為：電力變壓器和特種變壓器兩大類。按調壓方式可分為：激磁調壓和有載調壓變壓器兩種。配電變壓器是電力系統的核心組成部分，它的性能直接影響著整個電力系統運行質量和整體能耗。與西方發達國家相比我國電力變壓器技術起步較晚，1971年才能自制造，且技術手段落后于歐美三十年。當時我國配電變壓器主要模仿蘇聯。六十年代中國研制的配電變壓器屬于高能耗變壓器，技術落后。八十年代的S7、S9系列能耗平均下降三分之一，與西方技術差距明顯縮短。九十年代，開發的新型節能配電變壓器，其空載損耗降低百分之十。但近些年隨著電網建設規模的擴大，發電機組容量的增大，輸電電壓的提高，配電變壓器能耗問題日益突出。

1.2 變壓器的基本結構

配電變壓器的基本構成部分是：鐵心、繞組、絕緣套管、油箱及其它附件等。其中主要的構件是：鐵心和繞組。鐵心影響著整個配電變壓器性能，由磁導率很高的硅鋼片制成，硅鋼片有熱軋和冷軋兩種，但由于熱軋硅鋼片性能不理想，現今幾乎已很少使用。冷軋硅鋼片又分為：無取向和取向兩種，其中取向冷軋硅鋼片有明顯的方向性，即沿著軋制方向的磁性能好，目前大多配電變壓器采用這種材料。繞組是由截面為圓形，扁形的鋼，鋁導線繞制而成，主要形式有：層式和餅式兩種形式，可分為：高壓繞組與低壓繞組。按照電源關聯性和分為：原繞組與副繞組，當改變原、副繞組的匝數時即可改變副繞組的電壓。如果按變壓器鐵心和繞組的配置來給配電變壓器分類，可為心式和殼式兩種。

2 配電變壓器損耗現狀

目前，我國用電量的百分之八十由火力發電供應，但火力發電污染問題十分突出，這些污染物的排放是造成酸雨的主要原因，對人、畜、莊稼都有極大危害，更會引起臭氧層破壞。為配電變壓器損耗所提供的電能將再次加重大氣污染，增加了污染物排放量，增加電力運營成本，當前配電變壓器是電力系統主要損耗設備，可見配電變壓器節能的重要性。配電變壓器節能不僅能減輕環境污染，還能降低供配電成本，促進綠色電力的實現。配電變壓器損耗嚴重影響著整個電力系統安全性、可靠性、環保性、經濟性，想要保障電力系統的社會效益、經濟效益、環境效益，必須做好配電變壓器節能改造。目前我國電力節能現狀并不理想，電網損耗占總損耗百分之七，配電變壓器損耗則占到了百分之六十左右，可見電力損耗的嚴重性。配電變壓器損耗可分為：銅損與鐵損兩大類，不同類型的損耗又分為：附加損耗與基本損耗。負載損耗就是最主要的銅損耗，而空載損耗是主要的鐵損耗。總損耗就是鐵損耗與銅損耗之和。相關統計數據顯示，目前中國配電變壓器每年造成的電能損耗將近四百五十億千萬時，已達到中國全國總發電量的百分之三點四，這不僅給電力企業帶來了損失，更浪費了資源，造成了環境污染。雖然近些年，我國大力投資進行電網改造，但比較資金有限，且當前許多配電變壓器仍有較長使用年限，如果統一全部更換成本較高，所以很多地區依然在使用高能耗配電變壓器，因此整體電力節能效果并不理想。進行配電變壓器節能改造，提高電能利用率勢在必行。

3 配電變壓器節能措施

通過前文分析不難看出配電變壓器節能的重要性和必要性，配電變壓器節能是提升供配電系統社會效應、經濟效益、環境效益的必經之路。下面通過幾點來分析配電變壓器的節能措施。

3.1 限制干式變壓器的使用

目前我國對干式變壓器的應用還比較多，但這種變壓器阻抗電壓增幅較大，負載損耗十分嚴重，且可靠性低，價格比較昂貴，更難以回收再利用，投資量與壽命周期不成比例，是所有變壓器中能耗問題最突出的一種。因此，電力企業應限制對干式變壓器的使用，對干式變壓器的使用范圍和使用數量進行控制，對已使用干式變壓器的區域進行定期維護，提高變壓器穩定性，避免故障的發生，這樣才能有利于電力節能的實現。

3.2 優化配電變壓器的選型

目前我國市面上的主流節能配電變壓器主要有S7、S9、S11等等，這一系列變壓器經過不斷技術改良，其空載損耗有明顯下降。電力工程中配電變壓器的選型應注意優選，要綜合考慮電網經濟運行參數，根據變壓器容量利用率來選擇，以降低配電變壓器運行中的無功損耗與有功損耗。雖然使用大容量變壓器會增加一次性投資量，但卻可以降低損耗，節約后續運行成本，所以建設中應根據優化需求來選擇型號，電壓偏移較大的區域應選擇SZL7和SZ9系列，若對電能質量要求較高的區域應選擇S11，若雷災區，要選擇防雷配電變壓器。

3.3 合理布局配電變壓器

做好配電變壓器選型后，要科學設計施工方案，合理確定配電變壓器布局。布局設計中要根據負荷分布來計算，采用分區確定法，保障預測與計算的科學性與合理性。先要確定10KV配電變壓器位置，在根據該位置計算優化方案，結合優化結果相應確定35KV及更高電壓的配電變壓器位置。但是由于實際運行中負荷可能會存在諸多不確定性。因此，設計中要將這些不確定需求考慮在內，確保供配電的安全性和可靠性，減低故障率，合理分布能有效提高電力利用率。

4 結束語

電能對現代社會發展進步有著重要影響，人類世界已離不開電能，想要實現電力節能，配電變壓器節能勢在必行。電力工程建設中應將電力節能考慮在內，做好配電變壓器選型，合理設計分布位置。

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