隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,用電量逐年增加,作為電力系統(tǒng)實現(xiàn)電能輸送與分配的重要設(shè)備之一,變壓器的用量也勢必不斷增長,變壓器的節(jié)能措施涵蓋在變壓器生產(chǎn)、使用、運行等各個方面。但作為電氣設(shè)備其自身損耗也很大，在配電網(wǎng)線損中配電變壓器損耗占了60％以上，降低變壓器損耗是降低電網(wǎng)線損的關(guān)鍵。
1. 配電變壓器節(jié)能降耗存在的問題
1．1 變壓器容量選擇不夠合理
主要存在兩種情況：
(1)容量過大，負載率低，即所謂的“大馬拉小車”。(2)容量過小，過負荷運行，即“小馬拉大車” ，故障頻繁，危及供電、供水安全。
1.2 三相電流不平衡較為嚴重
長期以來，由于企業(yè)對配電變壓器三相負荷不平衡的運行管理不夠重視，一直沒有一個考核管理辦法。由于三相電流不平衡，造成線損增加、變壓器發(fā)熱、故障率增加等現(xiàn)象，降低了變壓器利用率，威脅供水安全穩(wěn)定運行。
1.3 安裝地點不夠合理，供電半徑較大
按照運行規(guī)程及設(shè)計規(guī)程要求，配電變壓器應設(shè)置在負荷中心，供電半徑不大于500m，但實際運行中，有部分供水設(shè)備供電半徑接近或超過了500m，特別一些水庫閘門供電線路最遠的達到了1O00m以上，造成末端電壓過低，電動閘門啟閉困難。
2. 配電變壓器的發(fā)展及損耗構(gòu)成
2.1 變壓器的發(fā)展
隨著科技發(fā)展，各種新型變壓器不斷涌現(xiàn)，變壓器鐵芯材料不斷更新，非晶合金以及其它新合金材料得到廣泛使用；新結(jié)構(gòu)不斷出現(xiàn)，鐵芯結(jié)構(gòu)由傳統(tǒng)的疊片式改進為連續(xù)卷鐵芯結(jié)構(gòu)，三相繞組出現(xiàn)立體式結(jié)構(gòu)。配電變壓器在節(jié)能降耗、降低噪音等方面有了突破性的發(fā)展，如S1 1型卷鐵芯變壓器空載損耗比同容量S9降低了25～30％。
2.2 變壓器的損耗構(gòu)成及有功負載損耗計算
變壓器的損耗分為空載損耗和負載損耗?？蛰d損耗是變壓器在額定電壓下，鐵芯內(nèi)由勵磁電流引起磁通周期性變化時產(chǎn)生的損耗，僅與變壓器自身特性和運行電壓有關(guān)，不隨負載的高低變化。負載損耗是變壓器在負載運行時，一次、二次繞組流過電流，在繞組中產(chǎn)生的損耗，負載損耗不僅與配電變壓器自身特性有關(guān)，而且隨變壓器負載的變化而變化。
有功損耗計算公式如下：
△P=P0+β2PK (1)
式中：△P─配電變壓器有功功率損耗；P0─配電變壓器空載損耗；PK一配電變壓器額定負載損耗；β一配電變壓器負載率，β=S/SN；S、SN一配電變壓器實際運行負載容量及
3. 建設(shè)性措施
3.1 加快高能耗變壓器更新改造
新建及改造工程宜選用S1 l或其它新型變壓器，并應逐步對舊有高損耗變壓器更新改造，以降低變壓器自身損耗。雖然增加了初始投資，但由于節(jié)電效果明顯，初始投資差價可以從降低損耗少付的電費中低償，幾年內(nèi)即可收回差價投資。
3.2 合理選擇變壓器容量
變壓器最佳經(jīng)濟容量的計算與負荷的大小、狀態(tài)、性質(zhì)、變壓器的過載能力及制造廠家的工藝水平、材料等諸多因素有關(guān)，是一個復雜的課題。因此在設(shè)計過程中考慮的出發(fā)點和要求不同，導致變壓器容量大小的選擇也會有所不同。一般情況下，當變壓器的負載損耗等于空載損耗時，變壓器的功率損耗最小，運行效率最高。但對于一些新型變壓器，由于空載損耗很低，若單純追求最高效率，容易造成“大馬拉小車”。
3.3 做好交接試驗，把好入網(wǎng)關(guān)
由于近幾年材料價格上漲以及變壓器生產(chǎn)廠商技術(shù)水平、生產(chǎn)工藝參差不齊，生產(chǎn)出來的新變壓器性能參數(shù)不一定達到技術(shù)條件，主要表現(xiàn)為變壓器空載損耗。該部分變壓器的入網(wǎng)，必定增加損耗。但由于用電企業(yè)缺少必要的檢測設(shè)備，驗收時主要查看變壓器廠商出廠檢驗報告數(shù)據(jù)是否達到要求，很難檢測到變壓器實際參數(shù)，供電部門在投運前一般也只做耐壓絕緣等項目的試驗。
3.4 正確選擇變壓器安裝位置
變壓器應盡量安裝在負荷中心，或最大負荷點。依照((中國南方電網(wǎng)城市配電網(wǎng)技術(shù)導則 宜將供電半徑控制在以下范圍：A類供電區(qū)為150m，B類供電區(qū)為250m，C類供電區(qū)為400m，以確保末端電壓達到規(guī)程要求。且配電布線宜呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，應盡量避免采用鏈狀或樹狀結(jié)構(gòu)。新建的水廠通常將變壓器室及低壓配電中心就近設(shè)置在反沖洗泵房側(cè)旁，以滿足反沖洗水泵、鼓風機等主要生產(chǎn)設(shè)備用電需求。
4. 合理調(diào)整變壓器運行方式
4.1 合理調(diào)整變壓器電壓
配電變壓器損耗另一種表示如下：
△PΣ=△PK+△Po=(P2+Q2)／U2×R+(U／UB) 2Σ△P0(2)
式中：△PK、△P0一配電變壓器的負載損耗、空載損耗；
P、Q一配電網(wǎng)的有功功率、無功功率；U、UB一配電網(wǎng)運行電壓、額定電壓；R一配電變壓器繞組的等效電阻。由上式可以看出，變壓器的空載損耗和運行電壓的平方成正比，負載損耗和運行電壓的平方成反比。變壓器在額定電壓下運行，以其產(chǎn)生的損耗為基準，通過調(diào)整變壓器分接開關(guān)，使其運行電壓在1.07U～0.95U 范圍內(nèi)，對不同負載率所產(chǎn)生的總損耗是增加還是減少的百分數(shù)是不同的。
運行實踐表明：當變壓器處于輕載或空載運行，運行電壓必然要升高，此時空載損耗占主導地位，因此必須通過調(diào)整分接開關(guān)，降低輸入電壓，這不僅可保證供電電壓質(zhì)量，而且還有利于降低空載損耗；反之，在供電高峰期變壓器處于滿載運行，其運行電壓必然下降，此時負載損耗占主導地位。
4.2調(diào)整三相負荷平衡，建立負荷不平衡運行管理制度
不平衡電流的存在，不僅增加了變壓器損耗，也增加了低壓線路損耗，主要有：
（1）增加附加鐵損
由于三相負荷不平衡狀態(tài)運行時，在低壓側(cè)產(chǎn)生零序電流，對于Y，yn0接線的配電變壓器來說，變壓器高壓側(cè)無中性線，高壓側(cè)不可能有零序電流，低壓側(cè)零序電流產(chǎn)生的零序磁通只能由變壓器的油箱壁及鋼鐵構(gòu)件中通過，磁滯和渦流在鋼鐵構(gòu)件內(nèi)發(fā)熱，增加損耗。且Y，yn0接線變壓器的零序電阻比正序電阻大得多，如315kVA變壓器的零序電阻是正序電阻的l5倍，零序電流產(chǎn)生的附加損耗非常大。
（2）增加附加銅損
配電變壓器三相不平衡運行時三相繞組的附加損耗為：
△Pf={[(Ia一Ib) 2+(Ia一Ic) 2+(Ib—Ic) 2]／3}×R(3)
Ia、Ib、Ic─分別為三相負荷電流;R一變壓器二次側(cè)繞組電阻
?。?）增加線路損耗。
在三相電流不平衡時，有負序和零序電流分量，這時線路有功功率損耗為：
△P=3(I12Rl+I22R2+I2oR0)=3I2 [(1+ε22)+ε0 2KR]R(4)
式中：R1 、R2 、R0、R一分別為線路正序、負序、零序及單相線路等值電阻；KR=RO／R1一零序電阻與正序電阻比值系數(shù)，一般大于4；ε2=I2／I1、ε0=I0／I1一負序和零序電流的不平衡系數(shù)
從式(3)、 (4)中可見，三相電流不平衡程度越大，有功功率損失也越多。所以應建立不平衡度考核制度，高度重視不平衡度調(diào)整工作，各運行班組應定期測量變壓器三相負荷，及時調(diào)整負荷接入方式，力求變壓器三相電流平衡。
結(jié)束語。總之，變壓器在節(jié)能降耗的方面,具有很大的節(jié)能潛力。在建設(shè)初期選擇變壓器型式和容量時，不僅要考慮其性能和指標，也要考慮經(jīng)濟、安全可靠性。
參考文獻
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