節能型配電變壓器的性能及應用情況分析

王冬梅 車一鳴 宋慧欣

摘 要：變壓器是配電網中的重要電力設備，其負荷通常隨季節性和時間性變化，所以配電變壓器輕載時間長、鐵損比重高，節能型配電變壓器的推廣與使用可有效實現節能降損，有很大的經濟意義。文章對幾種節能型配電變壓器的性能和應用情況進行了分析。

關鍵詞：配電變壓器;節能;損耗

配電變壓器是電力系統中直接面向終端用戶的電力設備，具有數量多、分布廣、運行時間長等特點，其損耗大約能占到全網損耗的20% ，所以降低配電變壓器的損耗對節能環保具有重大意義。《國家電網公司重點推廣新技術目錄（2017版）》中要求2019-2021年，在新建和改造項目中，節能型配電變壓器的年使用量不低于新增總量的95%。目錄中所指的節能型配電變壓器主要包括S13型立體卷鐵心變壓器、立體卷鐵心非晶合金配電變壓器、永磁真空有載調容調壓配電變壓器和植物絕緣油配電變壓器[1]。

下面是對幾種節能型配電變壓器的性能及應用分析。

1S13型立體卷鐵心配電變壓器

S13型立體卷鐵心變壓器突破了傳統的平面式鐵心結構，采用三相對稱立體式結構，將三個心柱呈等邊三角形立體排列，如圖1 所示，其性能與傳統的平面變壓器相比，主要具有五方面的特點。

首先是三相平衡，其鐵心由單框片立體三角形布置的三相柱軛組成，三相鐵心磁路完全對稱且長度最短，三個心柱損耗一致，三相空載電流對稱。其次是節能降耗、降低噪音，與同容量的S13疊片結構的變壓器相比，其空載電流下降70%以上，噪聲下降5-8 dB（A）;三是節省材料、占地面積小，與同容量的S13疊片變壓器相比，約節省硅鋼片用量20%，節約銅用量2-3%，同時立體卷鐵心變壓器的油箱采用近似立體三角形結構，比常規長方體油箱占地面積小;四是抗短路能力增強，等邊三角形立體結構的鐵心穩定性好，鐵心機械強度高，三相受力一致，器身能承受突發短路時的沖擊力;五是生產效率更高，生產時鐵心均在生產線上卷制，無需橫向剪切，繞組直接繞制，沒有拆插上鐵軛進行套裝的工序，生產效率比疊鐵心變壓器高，且有效減少了人為因素對變壓器質量的影響[2]。

立體卷鐵心變壓器，是一種仍選用傳統材料，通過結構改進實現高效節能的變壓器，生產成本和售價都相對較低，性價比高，得到了市場認可，地位穩固，在電力領域中廣泛應用。

2 立體卷鐵心非晶合金配電變壓器

非晶合金材料性能優異，用其制造變壓器能很大程度的降低空載損耗[3]。對于非晶合金變壓器，目前市面上應用的多為非晶合金平面卷鐵芯變壓器，但是平面非晶變壓器在制造時，需要消耗大量的非晶合金材料，鐵心材料利用率較低，投資高，且其耐受突發短路的能力差，運行時噪音較大，這些因素都會阻礙平面非晶變壓器的大規模制造和推廣。

立體卷鐵心非晶合金變壓器結合了硅鋼立體卷鐵心和平面非晶合金變壓器的雙重優勢，近年來備受關注。其同樣采用立體三角形鐵心結構并選用超低空載損耗的非晶合金作為鐵心材料，具有鐵心材料利用率高、體積小、噪音低、漏磁小、損耗低、三相磁路對稱、抗突發短路能力強等特點。但由于非晶材料具有堅硬、薄、脆的特點，所以開料和卷制工藝難度大，解決這一技術難題，將能在很大程度上提高非晶合金立體卷鐵心變壓器的生產效率、降低生產成本，屆時立體卷鐵心非晶合金配電變壓器會在市場上得到更為廣泛的應用。

3 永磁真空有載調容調壓配電變壓器

永磁真空有載調壓配電變壓器可以實現負荷較輕時，在不停電的情況下，將變壓器由大容量調整為小容量運行，從而大幅度降低空載損耗。《國家電網公司重點推廣新技術目錄（2017版）》將2014版中的“自動調容調壓變壓器”修改為“永磁真空有載調容調壓配電變壓器”，因為永磁真空有載調容調壓配電變壓器有更為顯著的優點，其利用永磁真空有載調壓開關實現對電壓分接頭的自動帶載切換，具有切換平穩、過勵磁幅值小、供電質量高、免維護等優點。

永磁真空有載調容調壓配電變壓器主要應用于負荷呈交替規律變化、平均負荷率小于25%、短時性或季節性負荷波動大、電壓越限時間長的10kV配電臺區[1]。

我國自2012年開始對永磁真空有載調容調壓配電變壓器進行試點應用，其在全國得以普及推廣的前景廣闊，但作為一種新型配電變壓器，學者們對它進行的探索和研究仍在繼續。

4植物絕緣油配電變壓器

通常我們提到的變壓器油都指的是礦物變壓器油，由于其優良的電氣性能已應用于油浸變壓器近百年之久，至今仍為超高壓、特高壓變壓器的理想絕緣。但在倡導“節能環保”、“低碳生活”的今天，礦物變壓器油本身存在著不可再生、不能自然降解、易泄露污染環境，閃點低、防火阻燃性差等問題，植物絕緣油配電變壓器可很好的解決上述問題，讓電力變壓器更安全環保，與傳統礦物絕緣油變壓器相比，其優點主要有以下幾點：

一是植物絕緣油的燃點與閃點高，其燃點高達360℃，遠高于礦物絕緣油（160-180℃），可大大提升變壓器的安全防火性;二是植物絕緣油環保性能優良，它是從植物種子中提煉獲得，屬可再生資源，并能100%生物降解;三是可降低設備全壽命周期成本，具有良好的經濟效益，植物絕緣油可延緩變壓器絕緣紙板老化速度，保守估算可延長變壓器壽命33%。

植物絕緣油變壓器阻燃性好，抗污染能力強，所以在對環保、安全等要求嚴格的地區，如人員密集區、礦山、海上風電場、地下、水源地等可選用植物絕緣油配電變壓器。

5結語

隨著時代發展，我國的電力需求不斷攀升，與此同時我國電力及輸配電行業也取得了長足發展。本文對幾種節能型配電變壓器的性能和應用情況進行了分析，每種變壓器都有自身獨特的特點，適用的場所也有所不同，其中S13型立體卷鐵心變壓器性價比高，已得到廣泛認可。隨著技術的不斷發展，相信我國電力行業在節能降損方面將取得巨大成效。

參考文獻：

[1]國家電網公司科技部.《國家電網公司重點推廣新技術目錄（2017版）》[Z].2017.

[2]王欽波，祝燕清，齊玉明等.S13立體卷鐵心變壓器技術探討[J].山東電力技術，2014（3）：46-48.

[3]王金麗，盛萬興，向馳.非晶合金配電變壓器的應用及其節能分析[J].電網技術，2008，32（18）：25-29.

作者簡介：

王冬梅（1988.10-），女，漢族，碩士，研究方向：變壓器節能降損。