節能變壓器范文

導語：如何才能寫好一篇節能變壓器，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：變壓器 節能技術 應用

近十多年來，國內許多變壓器制造廠引進先進的制造技術和設備，迅速發展了全封閉式變壓器、環氧樹脂干式變壓器、組合式變電站，提高了我國變壓器技術水平。這些新型變壓器采用了新材料、新工藝和新技術，在節能效果、安全可靠性、免維護等方面都表現了優良的性能。隨著時代的前進，企業的發展，而能源的日趨緊張，節能型變壓器的應用顯得尤為重要。

一、非晶合金鐵芯變壓器

非晶合金配電變壓器的鐵芯是由厚度為普通硅鋼片1/10的非晶合金材料制成，這種非晶合金材料具有高磁導率、低矯頑力、高電阻率、低鐵損的特點。因此，非晶合金配電變壓器比硅鋼片配電變壓器空負荷損耗將降低70%～80%、空載電流可下降80%左右，在節電降耗方面具有絕對的優勢。所以開發和推廣非晶合金配電變壓器對我國的節電節能和緩解國內硅鋼供應不足等矛盾有著重要的意義。

二、S9系列變壓器

為了節約能源、推廣新技術新產品，國家在1998年推薦S9系列為更新產品，同時淘汰高損耗的SL7、SL等系列產品。

（一）改進鐵芯結構，降低空載損耗

變壓器的空載損耗雖然僅占變壓器總損耗的20%-30%，但它是不隨負載變化的損耗。對于年負載利用小時數較低的中小型變壓器，降低空載損耗的意義就更為顯著。

1、鐵芯材料采用優質冷軋晶粒取向硅鋼片。硅鋼片性能越好，單位損耗越小，從而空載損耗和鐵芯重量均可降低。

2、改進鐵芯結構和工藝。改進工藝包括鐵芯硅鋼片采用45°全斜接縫，盡量使磁通能沿硅鋼片軋制方向通過鐵芯接縫；鐵芯不沖孔，采用粘帶綁扎結構，對硅鋼片不進行涂漆處理；嚴格控制硅鋼片剪切毛刺和鐵芯在帶有精確定位的疊裝臺上疊裝，使鐵芯接縫質量好等工藝項目。從而改進了鐵芯結構和工藝條件，有效降低了變壓器的鐵損。

（二）改進絕緣結構，降低負載損耗

繞組采用酚醛漆包絕緣并繞制成圓筒式，繞組的層間及高低壓繞組間采用瓦楞紙絕緣代替油道撐條，縮小了絕緣尺寸。隨著鐵芯尺寸減小，線圈尺寸也相應減小，因此，變壓器的負載損耗也有所下降。

（三）其他方面的改進

1、通過繞組線圈的安匝數，控制繞組的漏磁通，降低了雜散損耗。

2、變壓器油箱上采用片式散熱器代替管式散熱器，提高了散熱系數。

3、鐵軛絕緣采用整塊絕緣，線圈出線和外表面加強綁扎，從而提高了線圈的機械強度。

以上改進均能夠有效降低變壓器損耗，已廣泛使用。技術含量更高、性能更優越的S10系列已進入實質性生產使用階段，正在加緊推廣。

三、密封式變壓器

密封式變壓器有下列3種類型：

（一）空氣密封型

在油箱內距箱蓋處留有一定高度的空氣，油受熱膨脹壓縮空氣，減少油對箱壁的壓力。

（二）充氮密封型

在油箱內距箱蓋處留有一定高度的氮氣，利用氮氣墊作為油體積變化的補償。

（三）全充油密封型

沒有傳統的儲油柜，絕緣油體積變化由波紋油箱壁或膨脹式散熱器的彈性做補償。由于隔絕了油和空氣的接觸途徑，絕緣不會受潮，變壓器的使用壽命和可靠性得到了提高。此類變壓器較適用于環境污染較重和潮濕多雨的地區，利用變壓器自身的結構特點來改善運行特性和延長其使用壽命。

四、干式變壓器

干式變壓器的鐵芯和線圈都不浸在任何絕緣液體中，它一般用于安全防火要求較高的場合。小容量、低電壓的特種變壓器，為了便于制造和維護，也做也干式。干式變壓器有下列幾種類型。

（一）開啟式

這是常用干式變壓器，其器身與大氣相連通，適用于比較干燥而潔凈的室內環境，目前，電壓在15KV以下，空氣自冷時容量可達1000KVA,更大容量時一般用吹風冷卻。

（二）封閉式

封閉式變壓器與外部大氣不相連通，可用于比開啟式更為惡劣的環境，由于密封、散熱條件差，目前主要用于礦用隔爆型變壓器。也可充以絕緣強度和散熱能力勝于空氣的其他氣體，如充以2-3個大氣壓的SF6氣體，并加以強迫循環，則變壓器的絕緣和散熱能力可和油浸式相比擬，適用于高電壓產品。

（三）澆注式

用環氧樹脂或其它樹脂澆注作為主絕緣，其結構簡單、體積小、安全、經濟、可靠、方便，一般認為無須進行維護，適用于公共場所等較小容量產品。干式變壓器功能強、性能好、質量高、成本低，且具有柔性，可根據市場需要和用戶的反映對產品結構和生產過程做必要的調整、改革。它既可防止在低緯度地區變壓器室溫過高，又可減少箱殼內凝露，且維修方便、箱殼體積小，正是這些優點使其在箱式變電所得到廣泛使用，并發揮出它的優越性。

就目前而言，變壓器的制造理論已達到一個頂峰，而其制造工藝和材料使用等方面卻有待開拓創新。新技術的推廣使用，已經取得了明顯的經濟效益和社會效益。降低變壓器損耗雖然是一項重要的節電措施，但要達到最優節電效果，還要因地制宜、根據實際情況合理選擇變壓器和確定變壓器的經濟運行方式。以科技帶動發展，采用新工藝，應用技術雙贏。各種新型變壓器的工藝技術也在不斷的更新、改進、融入高新技術，新型電力變壓器的推廣應用，不僅可提高我國變壓器技術水平，而且能有效降低電能損耗，乃至提高國家整體電力水平?？傊?，為了適應我國經濟的發展，降低變壓器的損耗是一項長期而艱巨的任務，有待廣大科技工作者繼續付出艱辛的勞動。

參考文獻：

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[3]機械工業技師考評培訓教材編審委員會.電工技師培訓教材[M].北京：機械工業出版社，2003.

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[關鍵詞]電網； 變壓器； 節能； 降耗；

中圖分類號：TM41 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）30-0129-01

一、前言

降低變壓器損耗已是我國節能工作的當務之急。變壓器是輸變電系統中的主要設備之一，用途極其廣泛，其損耗可占線路總損耗的17%。節能變壓器能夠減少損耗。

二、變壓器損耗的構成

1、鐵損（即磁芯損耗）

磁材料在外磁場的作用下，材料中的一部分與外磁場方向相差不大的磁疇發生了 “彈性”轉動，這就是說當外磁場去掉時，磁疇仍能恢復原來的方向；而另一部分磁疇要克服磁疇壁的摩擦發生剛性轉動，即當外磁場去除時，磁疇仍保持磁化方向。因此磁化時，送到磁場的能量包含兩部分：前者轉為勢能，即去掉外磁化電流時，磁場能量可以返回電路；而后者變為克服摩擦使磁芯發熱消耗掉，這就是磁滯損耗，是不可恢復能量。每磁化一個周期，就要損耗與磁滯回線包圍面積成正比的能量。頻率越高，損耗功率越大；磁感應擺幅越大，包圍面積越大，損耗也越大。

渦流損耗，當變壓器工作時。磁芯中有磁力線穿過，在與磁力線垂直的平面上就會產生感應電流，由于此電流自成閉合回路形成環流，且成旋渦狀，故稱為渦流。渦流的存在使磁芯發熱，消耗能量，這種損耗稱為渦流損耗。

剩余損耗是由于磁化弛豫效應或磁性滯后效應引起的損耗。所謂弛豫是指在磁化或反磁化的過程中，磁化狀態并不是隨磁化強度的變化而立即變化到它的最終狀態，而是需要一個過程，這個‘時間效應’便是引起剩余損耗的原因。

2、變壓器的銅損，即變壓器繞組的損耗，包含直流損耗與交流損耗

直流損耗主要是因為繞變壓器的銅漆包線，對通過它的電流有一定的阻抗（Rdc）而引起的損耗。此電流指的是各個繞組電流波形的有效值。直流損耗跟電流大小的平方成正比。

三、變壓器損耗產生的原因

1、變壓器的有功損耗

變壓器的工作原理是先將電能變換為磁能，再將磁能變換為電能來變壓的，因此，變壓器的有功損耗有兩種，空載時的和負載時的。也可以理解是鐵損以及銅損。鐵損指初級的線圈電阻所產生的電能損耗。在運行中，會導致鐵芯的發熱，這和制作鐵芯的方法和材料有關系，和負荷是沒有關系的。這種損耗就屬于空載損耗。銅損指的是變壓器的線圈電阻所產生的電能損耗。在運行中，電流經過線圈時，電阻發熱，此時，就有電能轉換成熱能損耗掉了。這種情況是和負載大小有關系的，與其平方是正比的關系。

2、變壓器的無功損耗

在電能的傳輸過程中，變壓器的運行和電能的傳輸中所消耗的能量就是無功損耗。其中勵磁電流會造成一部分的能量損耗，這種情況是和負載電流沒有關系的。變壓器繞組中經過的電流和其電抗之間會引起另外一部分無功損耗，這種情況是和負載電流有關系的。無功損耗是和變壓器的容量成正比關系的。

四、變壓器電能轉換效率的節能降耗措施

1、高能耗變壓器的節能改造

變壓器節能改造的具體方法包括：降容、保容、增容和調容4種方法。

繞組改制法：改高、低壓繞組降容法；改高、低壓繞組調容法；改高、低壓繞組降、調容法；改高、低壓繞組保容法；改高、低壓繞組質量法；改高、低壓繞組增容法。

鐵心改制法：調換全部鐵心法；調換部分鐵心法；調換部分柱芯法；調換全部軛鐵法；調換部分軛鐵法；增減芯柱級數法；增減芯柱直徑法；單片重疊鐵心法；鐵心硅鋼片重疊法；鐵心硅鋼片重新絕緣法。

繞組、鐵心全改法：全改繞組、鐵心增容法；全改繞組、鐵心保容法；全改繞組、鐵心降容法。

2、節能變壓器的節能關鍵技術分析

變壓器的主要損耗分為空載時的損耗和負載時的損耗。我國目前在降低空載損耗的技術方面主要是通過調整鐵心結構及制造工藝來達到節能的效果。疊片式變壓器鐵心采用全斜無孔不疊上鐵軛工藝。卷鐵心結構則采用心柱為圓截面或接近圓截面結構。硅鋼片用計算機控制下料尺寸，“完全能夠做成圓截面”，并且用防滲碳技術對成型鐵心進行退火處理工藝，以消除應力；“非晶合金材質的鐵心做成圓截面可能比較困難”，可以采用長方形截面、上軛可打開的結構。

雖然變壓器節能主要是希望能夠節約變壓器空載時的損耗，但是仍可以通過漏磁走向的控制降低變壓器負載時的損耗。

可采用新型繞組結構、新型導線。根據不同電壓等級的絕緣水平采用新型繞組結構，并選用組合導線，如自粘型換位導線、帶油道型換位導線。自粘型換位導線是在漆包導線外涂上膠，高溫加熱后使幾條導線粘在一起，從機械的角度上來看，幾根導線像一根一樣，耐受機械強度大大提高。從材質上看，導線選用無氧銅。

除了采用新型繞組結構、新型導線以外，還可以根據漏磁分布選單根導線尺寸，從而使得橫向、縱向渦流損耗降為最低。單純增加導線截面的方法并不理想。導線截面增加了，電阻減少了，但是其渦流損耗同時也將增加。所以根據漏磁的大小來選擇導線的尺寸是最經濟的原則。根據橫向漏磁調整單螺旋繞組的換位區、連續式繞組的端部線段采用并聯結構、合理布置單獨調壓繞組位置等工藝的實施都可以得到緊湊可靠的結構，并能夠降低損耗。

此外，通過在繞組上下端和箱壁上加裝磁屏蔽結構，防止無效換位等手段可降低變壓器負載時的雜散損耗。而對于ONAF/ONAN兩種冷卻方式的變壓器，如果都能夠按ONAF方式運行，從而使得油溫下降，也可以使變壓器在低負載率時降低損耗。

3、Sl1型、S13型、SHl5型節能型變壓器結構特點

S11系列低損耗配電變壓器按鐵心材料和結構的不同，分為疊積式鐵心結構、非晶合金鐵心結構、R型卷鐵心結構等三種S11系列配電變壓器。其中R型卷鐵心結構的包括以下主要結構，其一，鐵心：三相R型鐵心變壓器的鐵心結構是由兩個長方形其截面為內凸的鐵心和包圍在其外的截面為外凸的鐵心組成的三相帶外框雙框卷鐵心。其二。繞組：R型鐵心變壓器的高低壓繞組是在鐵心柱上直接繞制的，因此，―般采用層式或螺旋式線圈，層問絕緣全部采用網格點膠紙。繞組同心度好，徑向機械強度高。其三，器身：采用新的器身繞組端面有效支撐結構，夾件上的吊板和箱蓋下的吊板各開可移動的槽孔，解決器身懸空頂箱蓋問題。

S11型節能型變壓器性能分析，S11型變壓器卷鐵心改變了傳統的疊片式鐵心結構。具有以下性能特點：其一，硅鋼片連續卷制，鐵心無接縫，大大減少了磁阻，空載電流減少了60%～80%，提高了功率因數，降低了電網線損，改善了電網的供電品質。其二，連續卷繞充分利用了硅鋼片的取向性，空載損耗降低20%～35%。其三，卷鐵心經退火工藝后，其導磁性能可恢復到機加工前的原有水平。

s13型變壓器優于S11型，而SHl5型非晶合金變壓器又優于$13型變壓器，SHl5型非晶合金變壓器空載損耗降低了75%，空載電流降低了80%，是目前最節能的一種變壓器。

五、結束語

節能變壓器的出現，提高了節能效果，提高了電力企業的經濟效益，降低了變壓器在運作過程中的損耗。加強了電力企業在市場競爭中的競爭力。

參考文獻

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關鍵詞：配電線路變壓器 節能損耗

中圖分類號：TM726文獻標識碼： A 文章編號：

0引言

油田配電系統是油田開發的重要組成部分，是保證產能建設順利實施、實現油田開發上產的重要保證，直接關系著油氣產量和居民生活水平。在電力傳輸、配送過程中最主要的耗能設備是變壓器，電力變壓器都在電力總公司變電站使用，配電變壓器作為用電終端重要節點，遍布管理局所轄的所有油區。目前油區配電系統普遍存在配電線路過長，線路半徑過大，變壓器老化現象嚴重等問題，針對這些問題采用適當改造措施達到降低線路及變壓器損耗，提高線路運行效率的目的。

1配電線路及變壓器基本情況

1.1配電線路基本情況

目前油田管理和使用6——10 kV配電線路共1200余條， 10000余km，長度超過15km以上線路占線路總數的17%，最長線路56.6km，最短線路2.1km。

1.2配電變壓器基本情況

油田共有配電變壓器20000余臺，其中10型以上節能型變壓器占全部變壓器總量的52%；9型限制推廣類變壓器占全部變壓器總量的25%；8型及以下高耗能淘汰類變壓占全部變壓器總量的23%。

2配電線路及變壓器存在的主要問題

2.1配電線路存在主要問題

2.1.1老化現象嚴重。油田配電線路大都是在電網建設初期架設的，多年來，隨著油田的滾動開發，用電量加大，配電網絡越來越密集，線路負荷越來越重，由于線路走廊的固定性和局限性，使線路布局不盡合理，交叉跨越、跨區域供電等現象普遍存在，聯絡點少，運行方式不靈活。同時，部分線路導線已運行達30年，氧化嚴重，阻值增高，金具銹蝕嚴重，線路運行存在嚴重的安全隱患，也造成線損居高不下。特別是沿海地區，由于長期的鹽霧污染，線路受鹽堿、霉菌、潮濕等影響，桿基、拉線老化、腐蝕嚴重，造成多起線路接地故障，在大風、雨雪等惡劣天氣時，易造成斷桿、導線斷裂等故障，給線路運行造成嚴重的安全隱患。

2.1.2防雷措施薄弱。部分低壓線路防雷措施薄弱，在雷雨天氣，造成事故較多。大部分6kV線路地處野外郊區、地理環境空曠，線路分布點多、面廣、負荷分散、缺少相應避雷設施等不利因素，受雷擊影響日益突出。

2.1.3對地距離不足。部分配電線路建設初期周圍為農田，線路建設標準按照野外荒地標準設計，目前，由于城市建設，公路河溝綠化、線下植樹、房屋建筑等擠占線路走廊，造成線路對地距離不夠的現象時有發生，陰雨、霧天更容易造成線路跳閘、接地，甚至影響線下人員安全，大大降低了供電可靠性。

2.1.4線路半徑過大。部分配電線路超過了50km,這些線路距離遠、負荷重，線路損耗大，運行安全系數低，部分線路也沒有斷開線路的隔離開關，發生事故時，影響較大，線路巡視耗費時間長，影響用戶多、時間長。

2.2配電變壓器存在主要問題

2.2.1老化現象嚴重。目前，在電網使用的配電變壓器中，屬于國家明令淘汰的變壓器設備仍大量存在。這部分變壓器普遍使用年限較長，部分已經達30年，所帶負荷為生產負荷或特殊負荷，使變壓器到大修年限無法停電處理，年久失修，變壓器滲漏嚴重、帶缺陷運行現象較多，變壓器損耗增加并危及電網安全。由于事故發生率增加，造成上級線路停電次數增加，擴大停電面積，同時維護工作量大，維護費用高，經濟效益顯著降低。

2.2.2容量匹配不合理。部分變壓器存在小馬拉大車現象，這種現象隨著配電網的改造，用電管理部門的監督檢查，數量較小，但在部分負荷集中區，如城區，由于空間的原因，變壓器安置地點少的限制，大量負荷集中在一臺變壓器，在負荷高峰期變壓器容量無法滿足實際要求[1]。

3提高配電線路運行效率降低變壓器損耗的對策與建議

根據調查和分析，針對油田配電系統存在的上述問題，應采取以下幾點措施：

3.1優化電網布局，消除線路隱患。

針對目前電網點多、面廣、線路長，線路整體布局滯后，運行不盡合理，空載、重載線路多，交叉跨越，部分線路單電源，負荷不均勻，功率因數低，電能損耗大等實際情況，推進配電網建設步伐，按照“短線路、輕負荷、雙電源、手拉手”的原則，對配電網進行優化調整，實現對配網線路的實時監控，并根據負荷性質、大小、增長幅度合理安裝分段點、聯絡點，以便于檢修、事故處理，減少停電，進一步優化油井線路、民用線路的結構和布局，并加大線路截面。特別是有區域跨域、線路交叉供電的各線路管理單位、部門要緊密結合，統一制定配電網發展規劃和配網技術改造方案，調整和加強配電線路的網絡結構，建設自動化程度高、運行方式調整靈活的配電網絡，逐步實現環網互帶，形成多電源、短線路、輕負荷的供電模式[2]。一是對線路長度超過15km的線路進行改線，重點區塊線路總長控制在5km以內，盡量縮小供電半徑，使供電半徑控制在2～3km，負荷輕的區域可適當加大。二是加大小截面線路的改造力度，主干線的截面應為70mm2以上，提高線路安全系數，降低線路損耗。三是加快6—10kV架空線路入地進程，合理有序發展電纜網,對不能更換為電纜的線路，在交叉跨越、對地距離不夠較多的地點，更換為絕緣導線提高配電網抵御自然災害和人為破壞能力。四是對重負荷線路進行改線，平均負荷分配，提高線路運行效率。五是加強線路巡視和維護，對電網中存在的不安全隱患做到及時發現、及時處理，切實保障電網的安全運行，降低線路的故障停電次數。

3.2應用線路新技術、新設備，提高線路運行水平。

一是引進了線路故障指示儀。該儀器能夠及時準確地指示出線路故障位置，節省排查尋找故障點的時間和大量人力、物力，最大限度地降低了電網故障對原油生產的影響，挽回了采油廠原油產量損失。二是在線路上推廣應用脫離式氧化避雷器等新型防雷裝置，提高線路的抗雷能力，提高了電網運行可靠性、安全性、經濟性。三是加裝新式硅橡膠絕緣子和鋁合金線夾，提高線路絕緣水平、導電能力。四是根據線路負荷情況，安裝電容補償設備，保障較高的功率因數，并根據線路負荷變化大的特點，及時調整線路的電容大小。五是嚴格控制非計劃停電，加大帶電作業用在消缺工作、新報裝用戶打火工作中的比例，推廣帶電作業應用范圍。

3.3提高電壓等級，降低線路損耗。

推進電網升壓改造進程，逐步取消35kV電壓等級，由110kV直接變10kV配出，減少了一級變壓，在增加了供電能力的同時，減少了一級變壓的損耗[3]。

3.4推廣應用節能型變壓器，降低變壓器損耗。

推廣應用10型及以上新型節能變壓器。這些新型節能變壓器由于采用了新型的材料和制造工藝，在設計上則綜合考慮了能耗、環保、耐腐蝕、耐高壓、防風雨、防盜竊電等因素，具有體積小、重量輕、低損耗、易維護、甚至長時期免維護、運行可靠性高等特點，同時能有效減低變壓器自身損耗。在今后電網改造及更新換代設備時，一是要推廣應用10型及以上節能變壓器，在經濟條件允許情況下使用卷心變壓器和非晶合金變壓器；二是隨著油田各區塊產能變化及當地工商業發展，負荷往往產生較大變化，因此，要做好用電負荷的監控、調查和組織工作，根據負荷變化及預測結果，對當地變壓器的投運數量、工作地點進行合理調整，把用電負荷調整到最佳的數據，適時調整“大馬拉小車”和“小馬拉大車”的變壓器，有效降低主變空載損耗。對電力變壓器，推廣應用新型節能設備的同時，要求變電站值班人員定期對電容器投切、主變分接頭位置、電壓情況進行統計，在變電站負荷較輕，運行方式允許的情況下，變電站采取單主變運行，降低了一臺主變的損耗。在實際的運行中，值班人員加強對功率因數的監視，通過合理投切無功補償電容器，提高系統的功率因數[4]。

3.5加強宣傳教育，保護電力設施。

加強電力設施保護宣傳教育，利用小區宣傳欄、發放宣傳單等方法，加大電力設施保護的宣傳力度，讓更多的人群了解電力設施保護的知識，并在路口等易發生碰撞、誤登線路桿基上或埋地電纜處懸掛警示牌和明顯的電力設施標志，改善運行環境，營造良好的電力設施保護的社會氛圍，有效防止碰撞、挖掘等外力破壞。并做好與政府職能部門、基建施工單位等的溝通協調工作，爭取地方政府、社會各界的理解和支持，并依靠法律手段來維護電力設施的安全。

參考文獻

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作者簡介：

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【關鍵詞】配電變壓器；能耗；措施

在整個電力運行系統中，變壓器擔負著重要角色。隨著人們生活水平的提高，對電能的使用和需求量也越來越多，往往造成變壓器超荷損耗，那么如何做好變壓器的降耗節能成為了供電企業一項重要工作。

1、變壓器損耗的確定

空載損耗和短路損耗是衡量變壓器損耗的兩個重要參數，以此為依據可以計算出任意給定負載時的變壓器效率。變壓器的有功功率損耗由空載損耗和負載損耗兩部分組成?？蛰d損耗是一個常數，它不隨變壓器負載的變化而變化；負載損耗則與變壓器負載的平方成正比。

2、衡量變壓器能效的參數

2.1壽命周期成本。變壓器壽命周期成本既包括變壓器選型、設計、制造、試驗、營銷的費用所構成的制造成本，也包括運行、維護、能耗、保險、風險、檢修、報廢的費用所構成的未來運行成本。通常，人們較重視設備的購置費用而忽視設備的運行費用，但是針對變壓器而言，其運行成本恰恰是最不容忽視的因素。根據計算，變壓器在有效設計周期壽命期內的運行成本要高達制造成本的6～7倍。一般來說，在技術經濟條件不變的情況下，即附加先進技術的更新換代產品沒有出現時，變壓器壽命周期成本的最低點就是其價值的最高點。這說明提高價值不僅是單純提高產品的功能品質，還是在功能品質允許的情況下，把壽命周期成本降到最低。因此供電方案的設計、變壓器的選型、運行均應以壽命周期成本為指南，以最低的投入實現必要的功能品質，以追求最高價值為目標。

2.2變壓器內部結構。變壓器的能效高低與其結構也有很大關系。無分接結構的變壓器不僅有利于降低空載損耗和材料消耗，還可提高設備的可靠性。因此，結構簡化將是未來變壓器的發展趨勢，相關的標準也應對此予以充分體現。

2.3總擁有費用。變壓器的總擁有費用根據變壓器的售價和不同效率水平的社會價值的總擁有費用最低來決定變壓器能效，是一種比較全面評價變壓器能效的方法，也是國際上通用的評估方法。通過確定每千瓦的空載損耗和負載損耗的社會價值因數，來衡量每度電在不

同地區或區域所創造的社會價值，這也是推動節能工作和社會進步的重要手段之一。

3、提高變壓器能效的措施和手段

3.1限制干式變壓器的使用。干式變壓器供電不僅可靠性低、噪聲高、價格高，而且報廢回收利用率低，環保成本較高，其總擁有費用和壽命周期成本也都是所有變壓器中最差的。因此，供電企業必須從最先報裝審批的環節上對干式變壓器的使用范圍及使用量加以嚴格審查和限制，才能有利于整個社會的節能降耗。

3.2合理選擇變壓器運行方式。按照負載變化規律，確定變壓器運行的經濟區域，合理調整變壓器的并列和分列運行方式，也是提高其能效的重要手段和措施之一。

3.3配電變壓器的優化選型。目前，社會上可供選擇的節能變壓器主要有S7、S9及S11系列以及國產SH型非晶系列，其空載損耗依次下降，在考慮配電網絡的經濟運行時可做參考。變壓器容量的選擇應考慮配電變壓器容量的利用率以及運行效率，即應根據設計負載來進行選擇，以降低運行中的有功和無功損耗。在考慮經濟運行的配電系統中，按照經濟運行容量大來進行選擇，往往會增加變壓器的一次投資，但可以有效的減少有功和無功的損耗。若采用經濟運行容量大的配變先比降損后回收年限時，則可以選擇較小容量配電變壓器，同時也可以計算配電變壓器容量的加大，增加的投資回收年限。根據系統建設或優化需求，選取合適的型號策略，且遵循以下原則:配網系統一般選用的事雙繞組三相變壓器，并選取SL7、SL9、或SL11等低損耗的電力變壓器；電壓偏移較大，電能質量需求高的區域適宜選擇有載型電壓器SZL7、SZ9等系列；對雷災區，則適宜選擇防雷加強系列變壓器。

3.4合理布局配電變壓器。在考慮了配電變壓器的容量選擇后，根據負荷分布和預測結果，采用分區域的方法，首先確定各個10KV配電變壓器的容量及位置，然后利用相應的優化方法，確定35KV或更高電壓的配電變壓器的容量和位置，以及各配電變壓器的供電范圍。由于負荷預測存在一定的不確定性，中壓配電變壓器的布局和容量的選擇應盡可能的滿足負荷的不確定性變化需求。

3.5調整變壓器三相平衡度。根據規程規定，配電變壓器出口處的電流不平衡度不大于10％，干線及分支線首端的不平衡度不大于20％，中性線的電流不超過額定電流的25％。因為在配電系統中，有的相電流較小，有的相電流接近甚至超過額定電流，這種情況下，不僅影響變壓器的安全經濟運行及供電質量，而且會成倍增加線損。

3.6加強無功管理，實現經濟運行。目前，配電電網中帶有大量的感性負荷，運行中的變壓器要為其提供無功功率，這不僅影響了變壓器的有功出力，同時會造成大量的有功損耗。因此，對于配電網的無功管理，多采用并聯電容器的方法實現就地補償，達到無功功率的就地平衡，從而減少線路輸送無功功率，這樣既可以改善電壓，提高變壓器的有功出力，又可減少線路及設備的損耗。但隨著社會的進步，科技的發展，各式各樣的非線性負荷大量上網，導致電網的電流、電壓發生畸變，出現諧波，嚴重影響了用電質量。并且，當某次諧波電流經過時，若恰有并聯電容器的某次諧波容抗與被補償的負荷的諧波感抗相等時，就會出現并聯諧振，使諧波電流放大，增加損耗，嚴重的不僅會危害電容器本身，還會危及電網的安全。所以，通常給并聯電容器，串接一個電抗器共同組成一個無功補償系統。通過合理選擇電抗器的電感量，改變并聯電容器與被補償負荷阻抗的諧振點，以避免造成諧振，增加損耗，危害系統。同時，合理選擇電抗器的電感量，使電容器的某次諧波容抗與串聯的電抗器的同一次諧波感抗相等時，發生串聯諧振，可以達到濾除該次諧波的目的。

3.7重視配電變壓器預防性試驗的必要性。電氣設備預防性試驗是指對已投入運行的設備按規定的試驗條件、試驗項目和試驗周期所進行的試驗。它是判斷電氣設備能否繼續投入運行、預防電氣設備損壞、保證電力系統安全運行的重要措施，是掌握電氣設備“情報”的有效方法，是防患于未然的有效途徑。配電變壓器由于長期運行，故障和事故總不可能完全避免，且引發故障和事故又處于眾多方面的原因。如外力破壞和影響，不可抗拒的自然災害，安裝、檢修、維護中存在的問題和制造過程中遺留的設備缺陷等事故隱患，特別是電力變壓器長期運行造成的絕緣老化、材質劣化及預期壽命的影響，已成為發生故障的主要因素。同時，部分工作人員業務素質不高、技術水平不夠或違章作業等，都會造成施工或導致事故的擴大，從而危及電力系統的安全運行。及早發現這些潛伏性的故障，采取相應的措施消除這些隱患，對于保障電壓器的安全可能運行具有重要意義。

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（1）分析開關接觸不良。主要原因是接觸點壓力不夠、開關接觸面有雜質、開關接觸面積太小、分接開關與開關的接觸位置不太對應、分開關的多個接觸環與接觸柱不同時接觸等。由于接觸不良使接觸電阻大，損耗增大。如果變壓器在運行中已判斷出其開關接觸不良而引起高溫應將變壓器退出運行，測三相分接頭的直流電阻來確定分接開關的接觸情況。運行中應注意輕瓦斯動作情況，必要時對油樣進行化驗分析，因為，開關溫度升高必定會使油溫升高，油溫越高其閃點越低。

（2）繞線匝間短路。匝間短路就是相鄰幾個線匝之間的絕緣損壞，造成一個閉合的短路回路，同時，使該相的繞線組減少匝數。短路回路內流著由交變磁通感應出來的短路電流，將產生高溫，使變壓器耗損增大，嚴重時導致變壓器損壞。

（3）鐵芯硅鋼片間存在短路回路。鐵芯是由相互絕緣的硅鋼片疊成的，由于外力損傷或絕緣老化等原因使硅鋼片間漆膜絕緣損壞或其他原因使硅鋼片間絕緣損壞，會增大渦流，造成局部過熱，影響變壓器出力，嚴重時會引起鐵芯起火。

二、變壓器節能改造的具體方法

變壓器節能改造的具體方法包括：降容、保容、增容和調容4種方法。

（1）繞組改制法：改高、低壓繞線組降容法；改高、低壓繞組調容法；改高、低壓繞線組質量法；改高、低壓繞組增容法。

（2）鐵心改制法：調換全部鐵心法；調換部分鐵心法；調換部分柱芯法；調換全部軛鐵法；調換部分軛鐵法；增減芯柱級數法；增減芯柱直徑法；單片重疊鐵心法；鐵心硅鋼片重疊法；鐵心硅鋼片重新絕緣法。

（3）繞組、鐵心全改法：全改繞組、鐵心增容法；全改繞組、鐵心保容法；全組繞組、鐵心降容法。

經過節能改造的變壓器，技術指標和要求均應符合國家有關規定要求：

（1）變壓器的空載損耗比改制前降低45%～55%。優于JB1300—73標準I（冷軋硅鐵片）數據，達到S7或SL7低損耗變壓器數據；

（2）空載電流比改制前降低70%左右

（3）空載短路損耗符合國標或有關規定；

（4）阻抗壓降控制在3.6%～5.5%（3～10kV，30～1600Kv.A），6%～7.7%（35kV，50～1600kV.A）.

三、如何使變壓器經濟運行

火力發電廠用電設備中，耗電量最多的是電動機（約占全廠廠用電量的98%），由于整個廠用電系統的設備運行相互影響，如果變壓器運行方式不合理，不僅變壓器自身要多消耗電能，而且還會影響到電動機及其其他用電設備的經濟運行，所以變壓器的經濟運行不可忽視。

能否是變壓器處于經濟運行狀態，主要應從兩個方面著手。首先要從變壓器處于效率高的區間運行，另外要使變壓器運行式合理，確保器所帶電氣設備既經濟又安全，兩者必須兼顧。

（1）變壓器本身運行的經濟區間。分析變壓器損耗與負荷的關系可以得出以下結論：在變壓器不變耗損和可變耗損相等的情況下，變壓器效率最高，此時，負荷為變壓器最經濟負荷，既在這個負荷下產生的銅耗等于鐵耗。在變壓器制造上，一般保證符合系數K=0.5～0.6時效率最高，因此，對變壓器本身來說，若能調整負荷在此負荷系數附近進行則效率最高。

（2）采用合理的運行方式。發電廠內的變壓器分為兩種，一種負責把所有發功率送入電網，使用了大型升壓變壓器；另一種是把送到廠內各種機電設備而使用降壓變壓器。隨著單機容量的不斷擴大，表現出來的是升壓變壓器的容量越來越大，因為它要與機組相匹配，廠用降壓變壓器的臺數越來越多，大型機組的廠用電系統龐大復雜。因此，采用和調整變壓器運行方式是降低廠用電率、保證經濟運行的重要環節。通常根據具體情況調整變壓器的負荷，改變運行方式，以獲得變壓器運行的經濟性。

發電廠的變壓不論是升壓還是降壓，由于在一晝夜或一年內變壓器的負荷有很大的變化，因此，運行中應設法在負荷小時將一臺或幾臺變壓器停運，待負荷大時在投入運行，這樣就可以大大減少變壓器總的功率損耗，使其處于經濟運行狀態。

在按經濟觀點確定投入幾臺變壓器并聯運行時，必須考慮到變壓器內的有功損耗和無功損耗。為什么要考慮無功損耗？因為，變壓器的無功損耗是由發電廠的發電機、同期補償器或靜止電容器發出，并經過輸電線路送到變壓器的。發送或輸送無功功率時，電源繞組和輸電導線內部都要產生有功損耗。顯然，變壓器內無功損耗的任何變動，使有功損耗對應地變化。因而也使送電線內的能量損耗變動，所以在選擇最有利的工作狀態時，必須考慮無功損耗。

并聯變壓器的經濟運行時，廠用一個叫無功經濟當量的系數尺把無功損耗折算成有功損耗。無功經濟當量系數k表示發出和輸送1kvar無功功率要消耗多少有功功率。例如，若K=0.1，就表示發出和輸送1kvar無功功率所消耗的有功功率時0.1kw無功經濟當量系數的值，隨變壓器安裝地點而不同。如變壓器安裝在發電廠內，則K值很??；如果變壓器安裝的地點離發電廠很遠，則K值較大，因為此時無功功率經過長距離電網輸送，有較大的有功耗損。

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[關鍵詞]變壓器 節能 優化設計 電網改造

中圖分類號：TM421 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）33-0301-01

1 引言

電網中變壓器的總損耗可占發電量的1%～3%。關于配電變壓器負載率的選擇，過去的觀點認為，變壓器的負載率在50%～70%左右，變壓器的效率最高.變壓器的負載率只要低于40%，則“大馬拉小車”，變壓器的效率減小，用小容量變壓器更換大容量變壓器則節電。為了使變壓器的容量同其負載率相匹配，以達到節電的目的，必須采取一定的措施進行優化設計。

2 變壓器及其運行和節能

我國在電站改造之前進行配電網的建設大都采取一次性的投資，主要是指將變壓器、變電所和其他基礎配套設施進行一次性全面施工直至投入使用。事實上，配電網的改造是針對不同地區用電量的增長和供電情況的變化進行的。為了降低變壓器的運行費用。根據經濟發展程度不同的地區的電價進行供電時產生的差價，都主要由增容費來彌補?！艾F行的電價制有基本電價和電度電價兩部分構成，基本電價指按變壓器安裝容量計算的電價，這主要是按變壓器安裝容量占用電網的規劃容量來收費，而不論用與否、用多用少?；倦妰r全國大約在15―30元/（kV*A*月）；電度電價指按實際用電量計算的電價?！边@說明我們日常繳電費并不僅僅是繳納的用電費用，還包括變壓器的運行費用。這個費用平攤到每度電上，由用戶付。配電變壓器按照不同的材料和形式分，主要有干式變壓器、油浸式變壓器和非晶合金變壓器。變壓器的負載率過低造成的負載損耗甚至窄載損耗會影響其使用壽命。而變壓器的空載損耗中，鐵損占主要部分。內容為渦流損耗和磁滯損耗。由于磁滯損耗和變壓器的頻率成正比例關系和磁通的密度增量的平方成正比例關系，所以必須將傳統的疊片鐵芯機構進行改造。目前我國的配電變壓器質量因將傳統的疊片式結構改成了卷芯結構，大大降低了磁阻，提高了功率因數，從而降低了電網的線損，也延長了變壓器的使用壽命。

3 配電變壓器的優化設計

要把變壓器淘汰，既不現實也不經濟，所以改造高消耗的變壓器.對其實施優化設計，以提高供電的效率。

3.1 改造設計的原則

目前改造的目的是降低空載損耗，所以改造的原則必須充分和改造前的變壓器實際情況相符：

3.1.1 將變壓器的容量改造為標準容量，無論是高能耗的變壓器還是農村地區的變壓器，都要盡量在改造時考慮到改造前后的容量接近；

3.1.2 我國的現行技術標準對變壓器的能耗指標有著明確的規定，因此，改造后變壓器的能耗應盡量低于現行技術標準規定的能耗參數；

3.1.3 本著節省資金成本的原則，對變壓器的改造應當對原有的條件進行充分利用，包括原變壓器上能夠使用的零部件和各種材料。

3.2 改造設計的方法

3.2.1 改造變壓器的鐵芯

變壓器的空載損耗是變壓器的主要消耗之一?？蛰d損耗和變壓器的鐵芯質量、變壓器的工藝系數以及變壓器的單位損耗密切相關，表述為公式是：

空載損耗=工藝系數x鐵芯質量×單位損耗

所以降低乘數才能降低奪載損耗。具體方法為：

3.2.1.1 將變壓器中的硅鋼片替換為性能優質的硅鋼片，高質量的硅鋼片能夠降低單位損耗；

3.2.1.2 將變壓器的鐵j巷結構由層疊式的改為卷匝式的，降低鐵芯的電阻，從而降低鐵芯的下藝系數；

3.2.1.3 增加變壓器內鐵芯的線圈數，從而降低每一匝線圈的電壓，這樣整個鐵芯的磁通密度就降低了，硅鋼片的單位損耗也降低了。

3.2.2 改造變壓器的絕緣體

當變壓器處于運行狀態的時候負載的損耗占了總損耗的70%以上，要降低負載的損耗才能優化變壓器的運行質量，提高變壓器的使用壽命。

負載損耗=電流密度×導線質量×負載系數

通過降低電流密度，提高導線質量和降低負載系數才能使負載損耗降低。事實上，我們所用的導線的材質多為銅線和鋁線，這兩種材質的導線的系數趨近不變。所以只有加大導線的橫截面積才能降低導線的電流密度，從而改變導線的絕緣強度。用銅質導線換取鋁質導線可以減少銅損，使變壓器的容量趨于穩定。

3.2.3 降損措施

3.2.3.1 將鋁線圈換為銅線圈以增大導線截面，降低銅質導線帶來的損耗；

3.2.3.2 將高壓線圈之間的距離、高低壓線圈之間的距離和高壓線圈與鐵軛之間的距離縮短，優化磁通密度；

3.2.3.3 將高壓線圈的外包材質全部改為漆包線，并加強漆包線的強度。

4 結束語

一般經過改造后的變壓器的運行成本能夠降低很多，運行效率得到增強。按照一般的大能耗的變壓器的損耗來計算，降損越多，收益則越大，使用壽命越長；在增加了導線截面后。雖然一次性投資比較大，但是變壓器的無功損耗和負載損耗得到降低。這種投資很容易收回。

參考文獻

[1] 張笠，再談配電變壓器節能和容量優化[J].電氣節能，2009.12.

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關鍵詞：配電變壓器節能降耗方法

前言：我國社會主義市場經濟體系的建立，國民經濟結構的調整都離不開，新型、清潔和環保的能源，電能作為方便節約型能源，在未來的發展中勢必會越來越受到重視，越來越應用廣泛。在電能生產和應用中，電壓的有效調節是電能傳輸的重要影響因素，目前越是長距離，高強度輸電，要求的電壓就越高。電壓的升高和降低主要依靠配電變壓器正常工作，配電變壓器是電力生產和使用中的重要環節。變壓器是實現電網傳輸中不同電壓轉換調節的主要設備，隨著國家智能電網工程建設步伐的不斷加快，對電力變壓器的要求也逐步增高，變壓器呈現出高電壓等級、大容量和高參數等發展趨向。

1.常見配電變壓器的錯誤使用

由于經濟和科技的原因，我國配電變壓器使用存在選取不合理，運行水平低，損耗嚴重等現象，其主要的表現形式有如下幾點：

1.1 配電變壓器長期帶病運行。在一些輸變電網絡中，存在大量的老舊配電變壓器，由于資金和工作安排上的客觀原因造成檢修和維護工作跟不上，這導致配電變壓器長期帶病運行，造成電網的損耗巨大。

1.2 配電變壓器選用與智能電網建設不協同。在智能電網的建設中需要有具備高新科技的配電變壓器，但一些企業往往選用一次性投資成本較低的常規配電變壓器，造成變壓器與電網間存規格和技術的差異，造成不應有的損耗。

1.3 選用配電變壓器時只考慮眼前的經濟利益。變壓器的選用不應只著眼于購入成本，而是同時應考慮日常運營能成本和檢修維護成本，一些低劣的變壓器雖然購入成本低，但是一旦安裝就會造成后續費用的大大增加，如不及時維護和檢修就會造成配電變壓器巨大的能耗。1.4 在配電網規劃設計、施工以及后期運行管理過程中，普遍存在變壓器負載率越高，其運行效率也會越高的錯誤思想，沒有形成配電變壓器經濟調度運行理念。

1.5 對于中高壓電能用戶而言，其配電系統普遍采用“高供低計”的電能計量收費標準。在這種電能計量模式下，很多電能用戶為了少電網基本容量電費額度，在實際用電過程中，長期使配電變壓器處于滿負荷甚至超負荷運行工況。這樣雖然在基本容量電費方面似乎降低了費用，但是配電變壓器長期處于過負荷發熱狀態，其損壞率也會相應升高，這不僅降低了變壓器綜合使用壽命，同時變壓器二次繞組的額外電能損耗會由于發熱而明顯增加，使變壓器長期偏離經濟運行工況區，造成更大的配電變壓器電能損耗。

2.配電變壓器降耗的技術措施

2.1 選用高科技為基礎的自動調壓器。眾所周知，配電變壓器有功損耗與配電網電壓的平方成正比，從大量實際運行經驗來看，當配電變壓器運行過電壓水平達到 5%時，其內部鐵損將會增加 15%，而當變壓器過電壓水平達到 10%運行時，其內部鐵損則會增加高達 50%以上，且變壓器空載電流也會大幅度提升，自動調壓器在配電網中的使用，可以有效改善電力用戶電能綜合質量水平，保證其高效穩定的生產。將自動調壓器與無功動態補償裝置相互配合使用，將會取得非常好的節能降耗效果，從而有效地提高生產企業的社會效益和經濟效益。

2.2 無功補償提高變壓器負載功率因數。在配電網系統中有大量感應電動機和其他感應電氣設備，這些設備在運行過程中除了消耗配電網有功電能外，還需要一定量的無功功率維持系統電磁平衡。采用 SVC、SVG 等無功補償裝置，可以對配電網系統無功進行實時補償，從而實現配電網區域無功的動態平衡，使配電網負載電流降低，減少變壓器的有功損耗和無功損耗，達到節能降耗的目的。在配電變壓器允許電壓偏差范圍內，選用調壓與補償電容器相結合的無功調節措施方案，可以實現配電變壓器峰谷運行工況條件下的逆調壓節能運行需求。

2.3 平衡變壓器三相負荷

配電變壓器三相負荷不平衡是其產生巨大能耗的主要原因，當配電變壓器處于三相平衡負荷運行工況條件下，其負載損耗最??；而當變壓器處于三相負荷不平衡運行工況下，其總能耗為三相損耗的總和，尤其當變壓器運行在最大三相不平衡狀態下，其系統損耗就是平衡負荷時損耗的 3 倍。配電變壓器處于三相負荷不平衡運行工況條件下，不僅會增加自身能耗，同時還會增加一次高壓側線路損耗，據大量實際運行經驗表明，配電變壓器處于最大不平衡運行工況時，其高壓線路的電能損耗會增加 12.5%。因此，通過調整配臺區的三相負荷使變壓器基本處于平衡運行工況，是降低配電變壓器運行損耗的一個重要技術手段。此外，運行溫度也是影響配電變壓器節能經濟運行的另一因素，因此，在實際檢修維護過程中，要采取相應技術措施降低配電變壓器運行時的繞組溫度，同時在設計施工過程中，要選擇環境溫度較低、通行環境較好的配電變壓器安裝地址。

參考文獻：

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[2]張大立．城市中壓配電網接線與開閉所的配置[J]．電網技術，2007，31

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[4]鄧松．智能電網進展及發展研究[J]．中國西部科技．2009，34

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關鍵詞：變壓器；節能；分析

中圖分類號：S210.4 文獻標識碼：B文章編號：1009-9166（2008）33（c）-0042-01

一、我國用電現狀與變壓器損耗。近年來，國民經濟的持續高速增長，盡管電力裝機也增長很快，但由于整個社會對能源需求的巨大增加，使得電力供需的矛盾仍十分突出。出現上述巨大電能缺口的原因，一方面與前幾年電力裝機滯后有關，但更重要的是與我國能源資源不足，結構不合理有著更加密切的關系。要實現我國國民經濟的高速可持續增長，能源的供需矛盾必將更為突出，能源已成了制約可持續發展的瓶頸之一。今后，除了繼續探索新能源的開發利用之外，大力節約能源就成了重中之重。從電力的生產、供應和消費來看，節約在輸配電過程中的電能損耗就顯得十分重要，對全國來說，全年變壓器總的電能損失高達1100億千瓦時以上，相當于3個中等用電量省的用電量之和。我國變壓器損耗電能如此之大，是由于城鄉電網中和企業電網中老的、高能耗變壓器數量比較大。老舊變壓器長期超期服役，更新速度慢，其主要原因是普遍存在資金短缺、耗能設備更新觀念落后、管理落后，以及技術經濟決策失誤所致。

二、變壓器節能措施分析：（一）、經濟手段。1、樹立現代設備耗能觀念，加強設備更新?，F代化耗能設備管理的決策要求人們必須從產品經濟觀念轉變為商品經濟觀念。耗能設備管理的科學理論的主要基礎是從經濟壽命觀念出發，把產品經濟的物質磨損觀念轉變為技術磨損觀念。耗能設備的經濟壽命系指耗能設備在制造過程中，不僅考慮設備的物質磨損，更主要的是按技術磨損確定設備的使用年限。耗能設備的技術磨損系指耗能設備在使用過程中，一旦研制出新設備，其技術性能和經濟效益比原設備繼續使用優越時，就應按技術磨損進行決策，更新設備。2、實施分時電價的措施。隨著經濟發展，用電結構也發生了變化，加之傳統用電習慣，使用電負荷的峰谷差別加大。在高峰時段變壓器負荷成倍增加，而下半夜的用電負荷銳減，沖擊變壓器運行的平穩性，導致變壓器效率下降。為了提高變壓器的負載率，在運行管理中采取各種手段來轉移高峰負荷，增加低谷用電，提高其負載率。其經濟手段就是全面推行峰谷分時電價，對生產用戶安裝復費率電能表。3、根據功率因數進行電費合理調節。提高用戶變壓器及用電設備的功率因數，減少變壓器磨損，供電部門要對用戶力率進行考核，實行力率調整電費。按規定：對用戶變壓器容量進行力率考核，要安裝有功電能表和無功電能表。每月抄錄用戶的有功電度與無功電度，計算其功率因數，按其差額加收無功補罰電費，差額越大，補罰電費越多。用戶因力率過低，每月需要增加支付大量電費。通過經濟杠桿，使用戶在支付補罰電費中，權衡經濟利益，采取無功就地補償的措施，從而提高功率因數。(二)、技術手段。1、合理選配變壓器的容量。從理論上講，要使變壓器發揮最大效率，應使平均負荷率為額定容量的50%-75%。但因為變壓器本身的負載及功率因數是變化的，且有超載運行的可能性，故不必按最大效率的準則來選擇變壓器的容量。如果變壓器容量選得過大，出現“大馬拉小車”現象，空載損耗會大大增加；變壓器容量選得過小，變壓器負載過大，甚至過負荷，使變壓器負載損耗增大。通常工廠及民用等用電設備，其負荷是變動的，每天都有所不同。選擇容量的計算方法如下：(1)計算負荷量及功率因數，在待選的系列變壓器中選擇多種容量(即不同規格)的變壓器，以供作待選變壓器(其額定容量應大于負荷的最大視在功率)。(2)計算出各種容量變壓器與負荷對應的負載率。(3)根據上述值以及各種容量變壓器的的空載損耗和短路損耗計算出每臺變壓器運行時的損耗與效率(一般情況下宜選用效率高的)。(4)具體確定變壓器容量時，既要考慮變壓器的損耗，又需考慮適當提高變壓器的容量利用率。此外，如果負荷是季節性或夜間停止使用的，變壓器的負荷可能僅占其容量的40%以下，此時就要考慮到負荷降低情況下變壓器的運行效率。因為變壓器的空載損耗與負載無關，而其功率損耗是一定的，且變壓器輕載時的損耗也相當大。所以，從節電角度出發是不能忽視的。因此，這種情況下使用單臺大容量的變壓器，不如使用多臺小容量變壓器，以提高其運行效率。2、合理選擇變壓器的數量和類型。為了降低變壓器損耗，應根據企業負荷情況合理選擇變壓器的數量和類型。選擇時一般應遵循以下原則：(1)合理選擇變壓器臺數。負荷絕大部分為三級負荷的，可裝設一臺變壓器；若企業一、二級負荷所占比例較重，必需兩個電源供電的，則應裝設兩臺變壓器；特殊場合可使用多臺小容量變壓器，如受運輸和作業條件限制的井下變電站。(2)選用低能耗、高效率的節能型變壓器。選用低能耗、高效率的節能型變壓器是節能的重要手段，它可以減少空載時由鐵損、漏磁損耗、激磁電流產生的鐵損和負載時由負載電流在變壓器線圈電阻上產生的損耗。我國配電變壓器行業經過不斷努力，在90年代以后較過去有了突破性的進展，變壓器性能不僅是鐵心硅鋼片材質的改進，而且在容量結構和制造工藝上都有所突破；因而在節能降耗、降低空載電流和噪音等方面都有較大進展，出現了多種型號的節能型變壓器，可以在其中根據需要進行選擇。3、提高變壓器功率因數。負載功率因數的降低將使變壓器的效率降低，從而使其損耗增大。用電設備（如各種電動機、感應爐、電焊機等）除了要消耗有功功率以外，還要消耗相當數量的無功功率，從而導致電網功率因數的惡化。這將使變壓器損耗增加且增加電費。如果在這種系統中設置移相電容器，負載的功率因數就會得到改善，無功功率則受到抑制。同時，移相電容器補償了無功電流，使配變電設備及網路的實際電流減少，從而提高了變壓器的利用率，降低了變壓器的銅耗及線路損耗，節約了電能。

作者單位：廣東電網公司惠州供電局變電部

參考文獻：

[1]趙重明,張衛紅:《合理利用變壓器以節電降耗》,《內蒙古科技與經濟》2006.02

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關鍵詞：高壓變頻器；火力發電廠；節能；應用

隨著資源的日益消耗，國家開始倡導節能減排。在發展中重視能源的保護，不以消耗能源為代價的促進經濟發展，走能源可持續發展的道路。而我國的能源消耗中，火力發電廠中能源消耗最多，因此，要在火力發電廠積極響應國家的節能政策。在火力發電廠中節能可以采用提高發電技術，實施現代化管理，安裝節能設備等措施，而高壓變頻器的節能效果好，節能作用明顯，因此，在火力發電廠中開始廣泛使用高壓變頻器。

1 國內火力發電廠能源消耗的分析

據國家《電動機調速技術產業化途徑與對策的研究》報告披露，中國發電總量的66%消耗在電動機上。具體到火力發電廠主要損耗是：送風機、引風機、排粉風機、脫硫系統增壓風機、鍋爐給水泵、循環水泵、凝結水泵。但是這些主要耗電設備在我國火力發電廠中普遍存在著“大馬拉小車”的現象，大量的能源在終端利用中被白白地浪費掉，主要原因有以下兩點：

1.1 運行方式技術落后

目前我國火力發電廠中除少量采用汽動給水泵、液力耦合器及雙速電機外，其它水泵和風機基本上都采用定速驅動，閥門式擋板調節。這種定速驅動的泵，在變負荷的情況下，由于采用調節泵出口閥開度的控制方式，達到調節流量的目的，以滿足負荷變化的需要。所以在工藝只需小流量的情況下，其泵或風機仍以額定的功率、恒定的速度運轉著，特別是在機組低負荷運行時，其入口調節擋板開度很小，引風機所消耗的電功率大部分將被風門節流而消耗掉，能源損失和浪費極大。另外，風機擋板執行機構為大力矩電動執行機構，故障較多，風機自動率較低，存在嚴重的節流損耗。

1.2 實際運行效率低下

從實際運行效率上來說，在機組變負荷運行時，由于水泵和風機的運行偏離高效點，偏離最優運行區，使運行效率降低。調查顯示，我國50MW以上機組鍋爐風機運行效率低于70%的占一半以上，低于50%的占1/5左右。這是因為，我國許多大中型泵與風機套用定型產品，由于型譜是分檔而設，間隔較大，一般只能套用相近型產品，造成泵與風機的實際運行效率低，能耗高。

2 高壓變頻器工作原理

一般情況下，交流電設備的供電頻率與功率成正比，供電頻率發生變化，而設備的功率也改變，供電的頻率升高，供電設備的功率也增大。而變頻器的工作原理也是如此，變頻器的調速就是將原本固定的交流電頻率調整成可變化的頻率。在電力負荷發生變化的情況下，調整發電廠中的帶有點的設備頻率，改變設備的轉速。根據電力負荷的不同要求，更改設備的頻率，使設備中的電量能源消耗減少。隨著科技的發展，電子計算機技術逐漸普及，我國的電氣傳動也面臨著技術改革，電氣中的直流調速逐漸被取代。在控制電流方面，計算機的控制技術也開始在電氣系統中得到發展。在當代的節能中變頻調速成為主流，電機的變頻技術提高電氣的質量，使發電環境有了明顯的改善，同時也推動了節能技術的發展。

3 高壓變頻器在火力發電廠中節能效果

高壓變頻器的調頻調速比發電廠中引風機、給水泵等高壓機器調頻效果好，在發電廠中使用高壓變頻器，可以較少發電中的能源消耗，使發電廠的用電效率提高。從流體力學來講，發電廠中的引風機或者其他的泵類設備輸出的流量和設備的轉速一致，輸出的流量越多，設備的轉速越快，而設備中輸出的壓力也與設備的轉速平方成正比，其消耗的功率與其轉速的三次方成正比。因此，設備的流量調節可以通過調節設備的轉速來實現。運用變頻調節發電設備的轉速，近而要控制了設備中輸出的流量與壓力。在設備運行時，把可以調節流量的閥門開到最大，從而減少了發電管道的阻力，近而能使能源的消耗減少。就節能而言，通過變頻調節發電設備的流量而節約能源，不僅局限于改造的發電系統，其他運行的發電系統中消耗的能源消耗也降低。當兩臺的發電設備同時運行，一種一臺的風量小，而兩臺同時運行產生的風量又過大，因此，要對兩臺運行的發電設備同時調節，這種調節方法可以較大幅度的降低能源消耗。

在發電廠實現節能，主要使通過采取措施提高發電系統的運行效率。在變頻調節前，一般的發電廠的采用多極電機，保證水泵能夠循環使用。在季節的變化下，可以適當的調節電機的接線，調整電機接線可以使電機的極對數發生變化，從而調節發電設備的轉速改變電機中的水流量。除了調整電機的電線外，還可以電動機的水泵的臺數，水泵臺數多，循環水電額流量就大；電動機的臺數多，循環水流量也大，反之，則相反。利用改變電動機和水泵的臺數調節水流量的方法操作簡單，但是，調節的精準度不夠，因此，使用的次數少。當利用變頻調節水量時，能準確監控流出水的溫度，根據水溫調節冷凝器的冷度，使發電的運行效率提高，同時節能效果也達到最佳。與控制電動機和水泵的臺數相比，變頻調節的效果好，準確度高，能控制整體的發電系統。

4 高壓變頻器在火電廠應用的經濟效益分析

4.1 延長設備壽命。使用變頻器可使電機轉速變化沿凝泵的加減速特性曲線變化，延長了軸承的壽命。同時有關數據說明，機械壽命與轉速的倒數成正比，降低凝泵轉速可成倍地提高凝泵壽命，凝泵使用費用自然就降低了。

4.2 降低噪音。凝結泵改用變頻器后，降低水泵轉速運行的同時，噪音大幅度地降低，當轉速降低50%時，噪音可減少十幾個絕對分貝。同時消除了停車和啟動時的打滑和尖嘯聲，克服了由于調門線性度不好，調節品質差，引起管道錘擊和共振，造成給水系統上水管道強烈震動的缺陷，凝結泵變頻運后，噪音、振動都大為減少，變化相當可觀。

結束語

根據相關統計，火力發電廠能源負荷多，因此，要在火力發電廠控制能源的消耗。近些年來，我國在火力發電廠中運用高壓變頻器，節約了能源，保護了環境，提高了經濟效益。而我國的高壓變頻技術在當代的社會的發展下逐漸走向成熟?，F代的變壓器在設計環節增加了科技投入，使高壓變頻器的設計更加合理，工作效率更高，節能效果也更加明顯。為了提高能源的利用效率，為火力發電營造良好的環境，在火力發電中更要使用高壓變頻器。

參考文獻

[1]劉春松，胡炫，李冰.級聯型高壓變頻器能量回饋裝置的實現[A].2013年中國電機工程學會年會論文集[C].2013.

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關鍵詞：變頻調速 水泵

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）01（b）-0000-00

1、循環氨水泵工況特點及存在問題

1.1、循環氨水泵工況特點

凈化分廠一期兩臺循環氨水泵，一用一備，泵組是將循環氨水打入集氣管為荒煤氣進行初步冷卻，控制荒煤氣溫度為75～80度之后送入初冷器，根據荒煤氣量的大小應及時調節循環氨水量。

1.2、工頻運行存在問題：

兩臺循環氨水泵電機均為工頻運行，啟動電流高，既影響設備壽命又對電網產生很大沖擊。而且工頻運行耗電量高，不能隨生產負荷自動調節，不符合現代企業“節能降耗”的管理理念。

循環氨水泵工頻運行，流量及壓力只能通過旁通閥及出口閥調節，但調節負荷有限。在今2012年年初，結焦時間較長，荒煤氣量少，循環氨水流量無法進一步降低，導致荒煤氣溫度極低，曾降至40度（工藝要求控制溫度為75～80度），使得荒煤氣管道內焦油氨水混合液流動性極差，存在堵塞荒煤氣管道的隱患。由此可見，荒煤氣溫度是至關重要的指標，如果控制不當，整個凈化系統都將處于癱瘓狀態。

原設循環氨水泵為工頻運行，只能由操作工調節泵出口閥門及循環管閥門開度來控制循環氨水壓力和流量。如果循環氨水量發生變化，崗位人員又不能及時調節，將會導致循環水泵壓力過高或過低。如果壓力過高，會造成泵機封、電機燒損；如果壓力過低，會導致荒煤氣溫度無法控制、集合溫度超標，造成初冷、電捕以及煤氣凈化系統的嚴重堵塞。

2、改造方案

循環氨水泵組是保證焦化廠煤氣系統正常運行的重要設備，必須保證連續、穩定、可靠運行。經過詳細的技術和經濟論證，決定采用高壓變頻調速裝置，通過變頻調速調節電機轉速滿足工藝要求

高壓變頻調速系統采用功率單元串聯技術直接輸出10KV電壓，屬高一高電壓源型變頻器，高壓變頻器調速成套系統整體結構由旁路柜、變壓器柜、單元柜及控制柜組成，系統采用一用一備兩臺泵雙路電源，一拖二手動旁路的方案，基本原理圖如圖下

雙電源手動切換柜一次原理圖

此系統由高壓開關1QF、2QF、雙電源手動切換柜（由高壓隔離開關QS1—QS6組成）、高壓變頻器、兩臺高壓電機組成，其中雙電源手動切換柜和高壓變頻器由投標方提供。

說明：①其中QS2、QS3是雙刀雙投隔離開關，QS5、QS6也是雙刀雙投隔離開關；實現自然機械互鎖②QS1和QS4不能同時閉合，實現電氣閉鎖；QS2和QS5不能同時閉合，實現電氣閉鎖；③變頻器故障時，聯跳相應的高壓開關，柜子的柜門都有高壓閉鎖，高壓電上電后，柜門就會被電磁鎖自動鎖死，除非用專用的鑰匙，不能打開柜門。

3、運行可靠性分析

經過多次調試，實現變頻器控制電機轉速隨循環氨水泵出口壓力的變化而改變，即減少了電量消耗，又降低了電機的噪音，改造效果非常明顯：①節電效果顯著，電機定子電流從15A降至6A，每天節約電量為3500度左右。②電機的轉速下降，電機和泵運行狀況明顯改善，延長了設備的使用壽命，降低了設備的維修費用。③采用變頻調速技術后，由于泵出口閥全開，消除了閥門因節流而產生的噪聲，改善了工作環境 ；④電機的加速和減速可根據工藝要求自動調節，控制精度高，即保證可生產指標穩定，又降低了工人的工作量。 ⑤循環氨水壓力穩定，避免了壓力波動，管道漏點明顯減少，降低了檢修工作。

4、產生的經濟效益

根據以上數據得知每天節約電量為3500度左右，月節約電量為106500度（以30天計算），年節約電量為127.75萬度，按照每度電0.48元計算，年節約電費613200元。

5、結語

隨著市場競爭日益激烈以及國家對節能減排工作的要求越來越嚴格，節約能源、降低生產成本、提高競爭力對企業來說尤為重要，該變頻器投入近四個月來，循環氨水泵的出口閥門全開，運行穩定，減少了閥門截流導致能源損失，節能效果明顯，實現了電機的軟啟動，延長了電機、泵及其附屬設備的使用壽命。實踐證明高壓變頻器在循環氨水泵上的應用是非常成功的。

參考文獻