綠色建筑節能變壓器的選型分析

田正穩

【摘 ?要】當前，我國人們的生活水平已經有了顯著的提升，大量規模化以及規范化的小區開始涌現出來，空調設備的數量也在持續性的增多，電氣設施的數量越來越大，加劇電能損耗問題的嚴重性。現階段，建筑節能已經成為了社會各界所關注的焦點，需要在確保人們用電安全的前提條件下，提升其用電的安全性，盡可能的節約電能資源，減少各類損耗，切實的提高經濟收益。本文主要就綠色建筑設計節能變壓器的選型進行探究，分析當前我國綠色建筑設施中節能型變壓器的選型要求。

【關鍵詞】建筑節能;變壓器;功率損耗

引言：建筑節能就是強化用能的管理力度，盡可能的降低資源能源的損耗，不論是生產環節還是消費環節都需要調控好電能的損失度，合理化的調配資源，設定好節能的重心。站在能源消費的層面上分析，調整好能源效率，使得其可以更好的給終端用戶們提供高品質的能源服務，控制好消耗的能源比數量，降低建筑設施消耗的能量數值。以建筑設施材料以及設備等層面入手，合理的選用節能變壓器，促進其更為合理的開展綠色建筑設計工作，提升節能變壓器使用的經濟合理程度。

1選擇變壓器的規范依據

指導綠色建筑設計的規范主要有：《綠色建筑評價標準》（GB/T50378-2014）（以下簡稱GB/T50378），《江蘇省綠色建筑設計標準》（DGJ32/J173-2014）（以下簡稱DGJ32/J173）。對變壓器選擇提出要求的規范還有《公共建筑節能設計標準》（GB50189-2015）（以下簡稱GB50189）。GB/T50378第5.2.12條第1款將采用節能型變壓器作為綠色建筑評價的一個得分項，并非嚴格要求的控制項。但DGJ32/J173第10.4.1條要求綠色設計中，變壓器應采用低損耗、低噪聲、國家認證機構確認的節能產品;GB50189第6.2.3條要求公共建筑的變壓器能效值應不低于GB20052中節能評價值。據此可以得出：新建綠色建筑采用的變壓器應為節能型。

2什么變壓器才是節能型

多數綠色設計方案均說明“選用符合《三相配電變壓器能效限定值及能效等級》GB20052-2013（以下簡稱GB20052）中節能評價值要求的變壓器”。此說明泛泛而談，對變壓器的損耗水平代號及對應電壓等級都未明確，難以對后續設計、采購等起到指導作用。江蘇地區民用建筑有多種高壓供電電壓等級，對應的變壓器可能有10kV/0.4kV、20kV/0.4kV、35kV/0.4kV、35kV/10kV等，而GB20052僅針對10kV/0.4kV配電變壓器的能效等級作了規定。可見對于高壓供電不是10kV的建筑，無法按照GB20052的要求選擇和采購節能型變壓器。GB50189第6.2.3條針對全國的普遍情況作出了規定，但對于20kV或35kV電壓等級供電時，此規定不夠完善，但其要求采用節能型（符合節能評價值）變壓器的指導思想卻是非常清晰的。DGJ32/J173第10.4.1條的規定則比較準確，具體實施時可重點把握“國家認證機構確認的節能產品”這個關鍵。因此，必須要經過國家認證機構認證的能效2級或以上的配電變壓器符合綠色建筑設計及評價標準要求。通過檢索，中國質量認證中心提供節能變壓器認證工作并出具能效等級認證證書，可作為實際工程的使用依據。通過www.cqc.com.cn網站CQC自愿性產品認證證書查詢頁面，可以方便地查詢到變壓器是否具有有效的節能認證證書。由T/CEEIA258可知，變壓器能效標識為：能效1級-NX1、能效2級-NX2、能效3級-NX3，其中能效1級損耗值由計算結果可知：選用方案A（能效1級）的配電變壓器最經濟。辦公建筑的負載特性決定了配電變壓器的最大負載利用小時數較低（多數民用建筑均具有這樣的特點），配電變壓器的TOC值主要由初始投資和空載損耗決定，應選用滿足負載需要的容量較小的配電變壓器，變壓器的能效等級應優先選用1級。本例未將非晶合金干式變壓器列為比較項，如有條件采用非晶合金變壓器，則TOC值可進一步降低，計算方法類似。進一步利用計算軟件的高級計算功能，可以繪制TOC值與單位電量電費、貼現率、運行年限、負載增量、高峰負載年平均增長率、不同行業計算值及變壓器售價范圍的關系曲線。運行年限n與TOC的關系曲線，運行年限越長，能效1級變壓器的TOC值經濟指標越好。配電變壓器能耗較大的一個原因就是三相負荷不平衡。實踐表明，在三相負荷平衡情況下，配電變壓器的負載損耗最低;在三相負荷不平衡情況下，三項損耗總和就是配電變壓器的總能耗，特別是在三相負荷不平衡狀態達到最大程度之后，變壓器損耗會是其處在平衡狀態下的三倍。同時，在三相負荷不平衡情況下，不但會加大配電變壓器能耗，還會使一次高壓側線路的損耗加大。分析實際運行調查結果可知，在最大不平衡狀態下，配電變壓器的高壓線路電能損耗會提升12.5%。變壓器的能效等級在《三相配電變壓器能效限定值及能效等級》GB 20052-2013中規定。公共建筑常用的干式變壓器，損耗與能效等級對照表見表1。為了改善配電變壓器運行條件，還應該促進負載功率因數的提升。這主要是因為若功率因數過低，那么在經過電壓器后，無功電流會增加，對有功電流的產生進行限制，并使低壓配電變壓器負載功率與運行效率降低。因此，可以利用無功補償來處理配電變壓器的二次側，并以運行設備功率因素提高為前提，將低壓配電變壓器無功電流降到最低，以此來促進其運行效率與負載功率的提升。在實際工作中，若配電變壓器處在有著較差通風效果且溫度過高的環境中，那么就會嚴重影響其運行效率，并加快低壓配電變壓器絕緣老化速度，會縮短變壓器使用年限。因此，要想將變壓器作用充分發揮出來，促進環保、節能目的的實現，就必須對低壓配電變壓器工作環境進行改善，保證溫度處在合適范圍內，并具有較好的通風性。

3選擇變壓器容量

對上述的數據信息內容進行分析，遵守最不利的原則，選用科學的公式推算出負荷的數值。一般有四種節能變壓器，如圖1.2。以其得到的負荷數值為基準，選擇變壓器的容量，并對其補充后的功率因素進行調整，依據經濟負荷率的75%去確定變壓器的容量。想要更好的降低變壓器的損耗，且其容量過大，那么就應當使用多臺變壓器，科學化的劃分好分配的負荷數值，最大限度的降低變壓器臺數，使用大容量的變壓器。并就負荷率數值確定變壓器的容量，要盡可能的使用新型的技能產品。設定好損耗的指標數值，減小設備使用以及制造的成本費用，就其變壓器的負荷能力以及防火性等因素進行探究。

結語：在綠色建筑設計過程中，相關的工作人員必須要正確的了解并分析節能變壓器的相應認證標準，選用更具節能特性的認證證書產品參數。要調控好節能變壓器的能效能級，確保其設備使用的效應，并就能效技術的經濟評比去確定，借助計算軟件，精確的比較出TOC的數值，防止其產生主觀性的猜測。在綠色建筑評價時期，還需要對各類建筑設施都設置好參評項，這樣可以防止其產生片面理解等的問題，將變壓器設置到合理的評價建筑設施中，不可將其設置為不參評項目。與此同時，還應當注重變壓器負荷率數值的調整，要盡可能的提升負荷率，從而更好的降低變壓器的損耗數值。

參考文獻：

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[2]MEB記者賈美姿;面臨新機遇節能變壓器備受關注[N];機電商報;2014年

[3]本報記者于海江;節能變壓器將進入大規模推廣階段[N];中國電力報;2012年

[4]記者桑學勇 通訊員王劍波;黑龍江公司在全省更換節能變壓器[N];國家電網報;2011年

（作者單位：江蘇亞威變壓器有限公司）