水泥廠配電變壓器經濟節能運行分析

朱軍濤

摘要：能源是人類社會發展過程的寶貴資源，尤其是改革開放以來，我國工業化和城鎮化的迅速發展，對傳統能源的需求大大增加。但隨著經濟的迅速發展，人類也逐漸意識到能源損耗的嚴重問題，我國大力提倡創新、綠色、協調、開放、共享的新發展理念。水泥廠作為我國工業發展的先鋒，也是高耗能產業的代表，因此本文以水泥廠經濟節能發展為目標，對變壓器進行入手，探討水泥廠配電變壓器經濟節能運行的措施。

關鍵詞：水泥產;配電變壓器;經濟節能

引言

水泥廠的重要電氣設備之一就是配電變壓器，配電變壓器是輸送電能的渠道，同時自身也是消耗電能的設備。為了降低水泥廠的能源損耗，充分利用現有的有限資源，本文從配電變壓器入手，首先對配電變壓器的損耗進行分析，其次從經濟節能的角度考慮，詳細探討水泥廠配電變壓器經濟運行的措施。

一、配電變壓器損耗分析

配電變壓器自身的能耗在水泥廠的能損耗中占比較大，現有的理論研究表明變壓器的損耗共包括空載損耗、復雜損耗、介質損耗和雜散損耗四種。下邊對這四種損耗進行具體的介紹和分析。

空載損耗也被稱為鐵芯損耗，空載損耗分為有功損耗和無功損耗，它們與掛網時間有關，空載損耗不受負載大小的影響，大負載和小負載在相同的掛網時間內造成的空載損耗幾乎相同。電流通過負載形成負載損耗，顯而易見這種損耗首先與負載的大小相關，其次該損耗還與變壓器的溫度有關。空載損耗和負載損耗都有有功損耗和無功損耗兩種。剩下的兩種損耗介質損耗和雜散損耗相較比較小，我們基本可以忽略不計。因此我們主要從空載損耗和負載損耗入手，探討使變壓器損耗降低的措施，具體從有功損耗和無功損耗進行分析。通過減少電能的方式降低有功損耗，通過提高電力系統的功率因數的方式降低無功損耗。將針對有功損耗和無功損耗，從變壓器的型號、運行方式等角度最大限度地降低配電變壓器的能源損耗，實現變壓器的節能減排，使水泥廠的經濟效益最大化。

二、水泥廠配電變壓器經濟節能運行的措施

了解了配電變壓器的損耗原因之后，可以更清晰的了解節能經濟的方向，對于水泥廠這樣的大廠而言，減少配電變壓器自身的損耗，在很大程度上會大大的減少能源的損耗，降低能源的使用量，以達到降低生產成本的效果，實現以最低的消耗帶動整個工廠的正常生產活動。同時能源損耗的較少也是給人類社會帶來的福音，一絲一毫的能源在如今能源日漸枯竭的大環境中都顯得至關重要。因此水泥廠在實踐過程中，保障工廠正常運營和消除安全隱患的前提下，不斷地尋找使能源損耗達到最低的方法措施。

（一）合理選擇節能型變壓器

變壓器自身的空載損耗也是損耗的一大組成部分，尤其在水泥行業這種高耗能的工業中，累積的空載損耗最終造成的實際損耗不可估量，因此選擇節能型的變壓器是降低能源損耗的一項重要舉措。

例如，傳統的水泥廠運作中廣泛使用的配電變壓器型號為S9系列的油浸變壓器，這種變壓器造成的空載損耗較大，在水泥廠的實際生產過程中也逐漸發現了這個問題，之后隨著生產力水平的提高和科技的進步，變壓器的型號和種類也層出不窮，作為后起之秀的卷心鐵結構S11逐步領先于S9系列的變壓器，并將之取代。長期的實地測試實驗也表明S11系列變壓器比S9系列的變壓器空載損耗降低了近30%[1]。實驗數據有理的證明了S11相較S9變壓器節能效果有了更大的提升。因此，水泥廠在購置配電變壓器時應將變壓器的型號和節能效果充分考慮在內。

（二）合理選擇變壓器的運行方式

考慮了變壓器型號的選擇之后，接下來從變壓器的運行方式手進行分析。配電變壓器的運行方式影響著自身的有功損耗。通常常規的變電站是采用兩臺變壓器進行供電，這樣做的好處是可以根據一段時間的用電量變化來動態改變配電變壓器的運行方式。

變壓器在設計之初便考慮在使用時留有一定的裕度，用電量較少，一臺變壓器可以帶動時便由單臺變壓器進行供電，在用電量加大的高峰期時單臺變壓器不足以帶動，轉而使用兩臺變壓器同時供電[2]，提供充足的電量。變壓器的靈活運行方式，很大程度上較少了變壓器的有功損耗，同時保障了用電戶的正常用電。

（三）進行的無功補償

水泥廠中變壓器所產生的無功損耗通常是在變壓器處于空載或者輕載的情況下產生的。可以采用無功補償的方式減少變壓器的無功損耗。集中補償、分組補償和就地補償是無功補償的三種方式。無功補償的主要思想是并聯容性負荷和感性負荷裝置，從而使能量能夠在兩種負荷之間相互轉化，將容性負荷裝置輸出的功率補償到感性負荷的裝置損耗的功率。無功補償的三種方式具體實現如下。

集中補償顧名思義是做好隨時補償的準備，降低能量損耗，通過在配電變壓器的二次側安裝低壓電容器提高變壓器的有效利用率。集中補償只需利用低壓開關，就可以將變壓器低壓母線側連接到低壓電容器上，再通過無功補償投切裝置加以保護即可。分組補償在配電變壓器低壓側和用戶車間配電屏安裝并聯補償電容器。就地補償是在有功率較大的單臺電機處就地安裝并聯補償裝置，來對電機進行無功補償的操作。

（四）合理選擇變壓器的容量

市面上配電變壓器的容量也多種多樣，實際選擇變壓器時應根據實際的用電需求進行選擇，選擇容量過小或過大的變壓器都會造成不必要的能量損耗，影響變壓器的使用壽命。因此，水泥廠要選擇合適容量的變壓器和數量，首先要對水泥廠的供電系統所需負荷有準確的把握，然后根據實際情況，并秉承經濟節能的原則，對變壓器的數量和容量做出合理的選擇，提高變壓器的利用率和功效。

具體而言，由于配電變壓器本身是一種靜態的工業設備，不存在機械方面損耗造成效率問題的情況，一般而言效率可以高達95%左右，但是這種高效率的出現也是有一定的前提的，要求實際用電量的大小在配電變壓器的最佳運行區域內，因此若要使配電變壓器的能量損耗最低[3]，就要是變壓器在合適的區間內工作。傳統變壓器容量的選擇多重視怎樣有效應用變壓器過負荷能力，容量的選擇一般偏小一些，但在實際應用中就會出現電能消耗過大，與現在水泥廠經濟性目標不相符。水泥廠一定要嚴格把握實際生產運營過程中的用電量，以此作為購置配電變壓器的重要參考點，使配電變壓器最大限度地發揮自己的作用，降低能量的損耗。

三、總結

現我國近些年來大力提倡節能減排的理念和科學發展的觀念，水泥行業作為建筑工業的巨頭，實際的上產過程中需要的能源不計其數，為了更好的深化科學發展的理念，上文從水泥廠的配電變壓器入手，探討了造成配電變壓器能耗的因素，緊接著探討了減少配電變壓器能耗的措施。大到企業，小到工廠，再到個人，我們都應時刻謹記節能的理念，地球是我們唯一生存的家園，珍惜地球上的每一類資源，不僅是對我們賴以生存的環境的保護，同時也是對子孫后代的造福。希望本文所提出的措施能夠幫助水泥廠最終實現經濟節能的效果。

參考文獻：

[1]王靜.水泥廠配電變壓器經濟節能運行分析[J].中國設備工程，2019（19）：96-97.

[2]孟杰.配電變壓器經濟運行的理論分析與措施研究[J].農業科技與裝備，2016（06）：62-63.

[3]閆鵬，趙震，彭磊.水泥廠電氣設計節能措施分析[J].四川水泥，2019（06）：1.