建筑電氣設計中的變壓器節能分析討論

運婷婷　畢書姣

摘? ? 要：建筑行業是傳統的能源消耗型領域，而變壓器不僅是建筑工程電氣系統中的重要組成部分，同時也是產生能源損耗的關鍵環節之一，其在輸配電系統中的電能損耗在總損耗量的占比能夠達到40%～50%左右。所以必須采取有效的節能設計方法，根據建筑電氣系統的實際情況，合理選擇節能型變壓器設備和容量，并通過優化變壓器的運行方式、無功補償以及抑制諧波等方式來減少變壓器對電力能源的損耗，提高建筑電氣系統的整體節能效果。鑒于此，本文對建筑電氣設計中的變壓器節能分析進行分析，以供參考。

關鍵詞：建筑工程;電氣設計;變壓器;節能分析

1? 引言

為了有效提高建筑電氣系統的節能效果，設計人員應根據建筑工程的實際情況以及電氣系統運行的具體要求來合理選擇變壓器設備的型號以及容量，并結合建筑功能特點來合理設計變壓器設備的運行方式。同時，設計人員還可以通過提高功率因素以及采用無功補償裝置等方式來減少變壓器的電力能源損耗。此外，對于變壓器所產生的諧波問題也可以根據情況采取被動和受端治理等方式來減少能耗，從而達到建筑電氣節能設計的目的。

2 概述建筑工程電氣系統中的變壓器節能設計

建筑工程電氣系統變壓器節能設計的主要目的是在保證電氣系統正常運行的基礎上降低變壓器的損耗。通常變壓器能效包括靜態能效以及動態能效兩部分。其中靜態能效主要是變壓器設備在加工制造過程中通過新技術工藝和新材料的應用來使其固有損耗降低。而動態能效則主要指的是變壓器設備運行中受相關動態參數因素的影響而產生的損耗。目前在大多數建筑工程電氣系統末端中廣泛使用了容量較大的變壓器（2000kVA容量級以上），電壓等級10kV的變壓器設備，此類變壓器設備在運行過程中會產生大量的電能損耗，因此是建筑電氣節能設計中的重點環節。而變壓器的節能效果也將直接關系到建筑工程整體電氣系統節能設計水平，對建筑行業的可持續性發展也具有十分重要的意義。

3? 開展電力變壓器電氣高壓試驗的必要性

在電力系統當中對于電力變壓器的應用，產生的效果十分顯著，可使安全事故發生的概率明顯降低，對系統的穩定運行給予保障。因此，針對變壓器的性能以及可靠性有著非常高的要求，這便需要制造廠家在材料選擇、制作過程中有非常嚴格的要求，以便對生產的產品質量、安全標準給予保證，使其性能達到最優，從根本上對安全事故發生的概率進行降低，使電力系統的運行安全得到保障。為了實現這一目標，需要在投入變壓器之前對電氣高壓試驗技術性能以及可靠性實施相應的檢測，并對其實施詳細的記錄。在正式投入后需要在日常檢修借助試驗詳細評估運行性能以及狀態，如發現運行出現異常情況，需要及時查看原因，并做好之后的養護工作，有益于設備使用壽命的提升。

4? 電力變壓器電氣高壓試驗條件

4.1? 溫濕度控制

溫度以及濕度是對電力變壓器電氣高壓試驗控制的有效條件，通常需要在室內進行實驗，其中要結合實驗參數以及數據信息控制溫濕度，一般情況下，相應的溫度需要把控在-20～10℃。如果溫度過高或者溫度過低，都會對最終的結果產生影響。此外，還要對濕度進行控制，濕度要盡量量小一些，保障在相對干燥的條件下實施實驗，這樣可使實驗的精準性有所提高。如在外部進行實驗，對于溫濕度的控制會有很大的難度，需要對室外天氣情況進行提前分析，根據氣象信息對最佳的時間段進行選擇，以便將一些不良的條件進行排除，盡量避免對最終結果造成的影響。

4.2? 額定電壓

在實施電氣高壓試驗的過程中，還需要對額定電壓以及容量進行重視和把控，針對額定電壓實施深度分析以及集中整合。其中，要保障電力變壓器，以便對維持良好的散熱效果給予保障，對達到實驗環境以及變壓器的自身條件標準給予確定，為設備的穩定運行創造相應的條件。在具體操作的過程中，要將電力變壓器自身的運行狀態作為相應的依據，合理地對電力變壓器額定電壓以及容量數值進行調節，以便為設備的運行提供相應的保護。

5? 建筑工程電氣系統中的變壓器節能設計分析

5.1? 變壓器容量的合理選擇

設計人員應根據建筑工程中電氣系統的實際荷載以及等級來合理選擇變壓器設備的臺數和容量，并在保證滿足所有用電負載正常運行的基礎上，提高容量設計的經濟性。在設計實踐中，如果建筑工程的電氣系統主要為三級負荷時，設計人員可以只配置1臺變壓器設備;如果建筑電氣系統的負荷達到了2級以上時，則應配置2臺以上的變壓器設備。同時設計人員還要根據建筑功能來合理區分生活區負荷以及動力負荷，以確保其運行的穩定性。如果建筑電氣系統中存在不同計量等級負荷時，則應分別設計相應的變壓器設備。此外，當用電內負荷需要遠距離輸電或者負荷為關鍵節點時，設計人員則應采取專門設置具有一定獨立性的變壓器設備的方式來確保其供電的穩定性。當變壓器臺數確定后，設計人員還應通過TOC等先進的算法來對變壓器設備的具體經濟容量進行計算分析，從而減少變壓器的空載損耗，實現變壓器節能設計的目的。

5.2? 抑制變壓器諧波的設計方法

建筑電氣系統中的變壓器損耗還會受到系統諧波問題的嚴重影響，因此設計人員可以通過抑制諧波的方式來使變壓器損耗降低。目前在建筑工程的節能設計中主要采取被動治理以及受端治理這兩種方式來抑制諧波，以達到變壓器節能的目的。對于受諧波影響明顯的變壓器設備可以采取受端治理措施來增強其諧波抗干擾能力。目前在建筑工程電氣系統中可以通過采用Dyn11方式來作為變壓器連接組別。由于Dyn11接線形式可以使諧波電流在其繞組內部形成環流，這樣就能夠有效防止變壓器兩側諧波電流產生耦合傳遞作用，實現了抑制諧波的目的。不過在設計中采用這種繞組接線方式時必須注意其在抑制諧波產生的同時會增加變壓器的諧波功率，因此需要采取相應的耐高溫措施。此外，設計人員也可以采用濾波器設備防止諧波進入電流系統，這樣也可以起到抑制諧波、降低變壓器損耗的效果。

5.3? 自然功率因素提高的有效方式

當變壓器設備在輕載以及空載條件下運行時，其無功達到了約20%，嚴重影響了自然功率系數，因此設計人員應根據實際情況來提高變壓器設備選型的合理性，從而通過自然功率因數的提高來減少變壓器的損耗，從而改善其節能效果。

6? 結束語

電氣高壓試驗技術，具體來說便是對電氣設備運行狀態進行檢驗以及評測設備作業的一項可靠技術，可以為電機、變壓器等一系列電氣設備的運行管理提供相應的技術支持，無論是剛購買的新設備，還是維修后的電氣設備，在正式投入前都需要進行電氣高壓試驗，以便對其性能以及相應的運行狀態進行檢測。因此，設備制造方、現場安裝施工方以及運行方等有關現場交接以及檢測的單位，都需要具備相應的電氣高壓試驗技術條件和試驗設備，對電氣設備的安全可靠運行給予保障，在某種程度上使電力設備的安全穩定作用得到了提升和進一步維護。可見變壓器電氣高壓試驗技術在電力系統當中所承擔的作用十分關鍵。

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