变压器节能降耗管理研究

时间：2024-07-28

孙夜明

（天威保变（合肥）变压器有限公司安徽合肥 230041）

1 概述

近年来，随着国民经济的快速增长，电力装机的增长势头也十分迅猛。电力作为优质的二次能源，在推动国民经济快速发展过程中起到了越来越重要的作用。据估算，从发电到供电直到用电的过程，电力系统中各种电气设备全部的电能消耗约占发电量的30%左右[1]，对全国来说，全年变压器总的电能损耗高达1100亿千瓦时以上，相当于3个中等用电量省的用电省之和[2]。为此，国务院把电机系统节能纳入到《节能减排“十二五”规划》八项节能改造工程之一，提出到2015年电机系统运行效率要比2010年提高2～3个百分点。因此，做好变压器节能降耗管理具有很强的现实意义。

2 变压器损耗

变压器的损耗根据材质的不同，可以分为铁耗和铜耗。其中铁耗主要是与铁芯材质关系较大，与负荷的大小没有直接关系，因此，其耗值也基本是固定不变的；铜耗则与变压器的负载关系密切，与负荷电流的平方成正比关系。

用公式来表示变压器的有功损耗，即：

其中△P表示变压器的有功损耗；P0为空载损耗；β 为变压器的负载率；Pk短路损耗。由上述公式也可以看出，变压器的损耗与空载损耗、负载率和短路损耗有着直接联系。

3 变压器节能降耗对策

3.1 变压器的合理选型

变压器的材质发展经历了铁芯变压器、硅钢变压器。近年来，随着非晶态磁性材料的使用，非晶合金铁芯变压器应运而生并投入到实际运用中，极大地降低了铁损，是硅钢变压器的1/5左右。目前，全国在网运行的多是1980年之前生产的老式配电变压器，损耗较大，为此，应做好设备选型，建议目前认可度较高的S11系列低损耗变压器，这种变压器采取的是硅钢片连续卷制，实现了铁芯无接缝，极大地降低了磁阻，提高了功率。据有关专家推算，目前我国变压器的市场需求量为9800×104kvA，如果全部由S11型变压器替代传统变压器，每年可减少有功电量16.9×108kW·h，折合人民币8.6亿元。

3.2 变压器的合理配置

电力变压器的空载损耗和短路损耗也是电力变压器能耗的两大主要影响因素，通常情况下，电力变压器的空载损耗与短路损耗比约为1/4-1/3左右，因此，做好变压器的合理配置，将变压器的负载率控制在50%～70%之间运行时，其功效最高。基于这一特点，可以在一定区域内合理的配置好变压器的台数和容量，以实现降低电力能耗的目的。

3.3 变压器的优化运行

由于变压器并联运行有很多优点[3]。因此，对于电力需求较大的机关或企业来说，一般会选择多台变压器同时运行，并且在同时运行的变压器中间，根据各自的实际负荷大小来安排变压器的台数，实现负荷的合理分配。例如，当负荷的峰谷差较大而且负荷较长时间又处于较小时，就可以通过增设小容量的变压器，这样就可以保证在负荷较大时运行主变压器来供电，在小负荷时用小容量的变压器进行供电，从而实现降低损耗的目的。

3.4 提高变压器功率因数

用电设备一方面会消耗有功功率，另一方面还会使变压器的损耗增加。当负载功率因数降低的时候，变压器的功率就会降低，这时变压器的损耗就会增大，反之，变压器的损耗就会降低。这时，如果设置移相电容器，无功功率就会受到压制，而负载的功率因数就会得到有效改善，从而提高变压器的使用效率，变压器中的线路损耗就会降低。

3.5 加强配变管理

根据不同配变型号、容量以及运行状态，做好配变台账的优化管理，及时掌握线路损耗的节点，从而为电能降耗提供依据。因此，要加强配变管理，首先是要认真做好配变清查整改工作，及时将高能耗和一些运行时间长的残旧配变及时更换掉；其次是要加强配变运行数据的管理，根据配变负载率的发展变化趋势，及时找出过载配变以及临近过载状态的配变，做好相应的设计方案；再次是做好配变的布点合理设置，缓解过载配变压力。