大型变压器的节能降耗与经济运行

科技创新与应用l2015年第26期电力科技大型变压器的节能降耗与经济运行杨彬仇一鸣杨立永(北方工业大学，北京100144)摘要：文章基于智能电网建设背景下，电力系统迅猛发展的实际情况，提出了做好变压器节能降耗工作的重要性，分析了变压器能耗的产生，简介了变压器能耗的组成，然后重点从实施高能耗变压器节能改造、优化变压器运行方式、变压器负载经济分配、选用新型节能型变压器、实施谐波降耗等方面，详细探讨了变压器的节能技术。关键词：变压器；节能降耗；经济运行引言2009年，我国提出建设以“节能、低碳、环保”为特征的坚强智能电网，在此背景下，电网内部设备的节能技术成为研究热点。大型变压器在我国国内得到了普及和应用，有必要展开大型变压器的节能技术研究，探讨大型变压器节能技术。1大型变压器能耗的产生和构成大型变压器能耗的产生主要是由自身工作原理所决定的，变压器的构成主要由一次绕组、二次绕组、铁芯共同构成，其中绕组是由线圈构成的，当绕组通电后，在电磁感应的影响下，会产生磁通，而磁通会在铁芯内部流动，这种情况下就会在磁力线上产生电动势，而电动势又会通过铁芯横截面形成闭合回路，在回路的作用下产生涡流，涡流的产生增加了变压器的耗损。变压器耗损主要包括铁损和铜损，由于涡流使得变压器铁芯温度升高，进而引起铁芯发热，由此产生的变压器损耗称为铁损；而铜损主要是指两次绕组之间因电阻损耗之和所产生的变压器损耗。根据相关数据分析，铁损、铜损是变压器损耗的主要原因，变压器产生损耗70％以上是由这两种原因引起的，因此要提高变压器节能，降低损耗，就需要解决变压器中关于铁损、铜损的技术性问题。2大型变压器能耗的计算变压器有功损耗(铁损)：／XP=Po+K,d32P~(1)变压器无功损耗(铜损)：AQ=Qo+K#2Q(2)变压器综合功率损耗：APz=AP+QAQ(3)其中，Q。为变压器的空载无功损耗(K=kvar)，Po为变压器的空载损耗(kW)，P为变压器的额定负载损耗(kw)，S为变压器的额定容量(kva)，13为变压器的平均负载系数。3大型变压器的节能降耗与经济运行3．1实施高能耗变压器节能改造想要实现变压器的节能改造，就需要根据变压器的工作原理以及内部结构对其进行适当的节能升级。根据变压器的容量，主要可以通过增容、降容、保容及调容方式进行改造，这种情况主要是根据变压器容量进行技术调整进而实现节能改造的；另外，可以根据内部结构构造实行技术更新，主要可以采取绕组改制法、全改法以及铁芯改制法进行技术改造。3．2优化变压器运行方式首先，要对变压器的负荷范围进行统计，并且根据负荷范围选择适当的变压器台数及容量，这样可以有效地提高运行效率，而且又能在降低基本电费的同时减少变压器地损耗，一般情况下，变压器负载范围在50％到70％之间时运行效率较高而且损耗低。如果选择不当，不仅会造成多余损耗，而且会降低运行效率，比如当选择的变压器容量过小时，变压器自身负载就会增加，这种情况下就会增加变压器的损耗，而当容量过大时，就会造成空耗。因此，要根据变压器运行负荷范围选择合适容量的变压器及运行台数，通常情况下，当变压器的有功损耗最小时，其负荷范围一般接近50％，这个时候变压器不仅运行效率最高，而且能耗最小，是最佳的运行状态。其次，在变压器运行优化分析研究中，可以从无功损耗最小、有功损耗最小以及综合损耗最小三种组合进行优化探讨。3．3变压器负载的经济分配在负荷率的变化过程中，变压器地损耗也是有所变化的，一般情况下，变压器处于低负荷或者空载运行时，其损耗主要为铁损，而随着其运行负荷增加，尤其是负荷超过某一范围时，其负载损耗就会起主导作用，而正常情况下，变压器都有一个最佳负荷率，在这种运行状况下，变压器损耗会降到最低，而其运行效率会达到最高，这个最佳负荷率就是所谓的经济负荷率。当然，在变压器运行过程中，不可能始终保障其处于最佳运行状态，这个时候就不必强调特定负荷率的稳定，通常情况下，变压器会有一个经济运行范围，只要确保负荷率在此经济范围内，就一样-226—．会起到最佳负荷率的作用，能够最大限度的降低变压器损耗。通常，保持运行功率在85％—95％之间时，经济效益能够达到最高。想要保持其负荷效率在经济范围内运行，可以通过以下几种方法：(1)要根据负荷范围选择适当的变压器数量及容量。(2)要适量增加小容量变压器，可以负荷较大的变压器进行适当调整，为低负荷运行时提供便利。(3)如果变压器负荷常处于30％以下，那么就需要使用小容量变压器。(4)要通过对负荷进行调整，确保变压器运行在经济区内。在运用多台变压器时，要根据具体情况对变压器进行合理调整，最大限度地降低损耗。3．4选用新型节能型变压器想要提高变压器的运行效率，提高节能效率，其重要的方法就是选择高效率、低消耗的变压器，这样的变压器不仅能够有效减少空载时的负