节能变压器

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节能变压器范文第1篇

【关键词】配电技术；变压器；节能技术

进入21世纪以来，我国的经济快速的发展，各个行业对于电力资源的需求也越来越大，现目前，全国的电力供电都呈现出了供应不足的现象，尤其是在一些电力使用较多的季节，电力供应显得尤为紧张，这些情况已经成为了制约我国经济以更快速发展的枷锁吗，所以，必须要提高全国范围内的电力能源发展速度。但从我国目前的经济发展模式来看，依然还有很大一部分的生产企业停留在传统的粗放式的经济增长方式之上，而完全依靠不断提高能耗来作为提升电力供应的也是极为不科学的。

本篇文章主要针对我国目前各个电力企业中所使用的配电变压器自身在实际中应用的特点，对配电变压器中的节能技术实际应用进行了全面详细的分析，期望能从分析的结果中找到完全能够使用在配电变压器的节能中技术中的更为科学合理并具有安全可靠性的应用技术，为其他相关的行业的人员提供一定的参考作用。

1.电力生产的现状

从整个电力生产、消费、供应等几个组成电力生产和使用的主要环节来看，在电力生产输配的过程中还有着巨大的发展空间和发展潜力。在电力企业的输配电设备型号中，我国所采用的主要是一种使用数量和使用范围都是最大的输配电变压器设备。就现目前来说，输配电变压器自身的耗损在整个输配电系统耗损的三分之一以上，通过这点我们可以明确的看出，大力的发展配电节能变压器自身的科技技术以及应用的范围，这对于我国电力设备的节能发展前景以及电力的供应有着极其重要的意义。

2.配电变压器概述

2.1配电变压器的工作原理

变压器自身的效能和工作原理几乎是所有人都知悉的，事实上，配电变压器自身的运作原因也主要是通过电池感应的技术原理来实现的电流输出工作。在配电变压器的结构中，通常都是将高压的绕组以及低压的绕组分开在两边，其中又根据所连接不同来区分不同的绕组名称，与电源所直接连接的叫做初级绕组，而与负载所直接连接的称之为次级绕组。初级和次级这两组绕组之间只有磁性的耦合关系，没有任何电能上的联系。而当初级绕组直接连接上变电压的时候，可以产生交变电流，并且根据电感生磁和磁感生电的感应原理，交变电流能够直接将铁芯中的电源电压改变到与之相同的评论，变成交变磁通，交变磁通在运行的过程中直接与初级绕组和次级绕组之间产生相同的频率，从而能够感应到电势。而在这个过程中，如何改变了初级绕组和次级绕组的匝数，就可以直接改变次级绕组附带的电压，如果在次级绕组之上直接连接上负载，就可以使得交流正常的输入，这样就使得能在配电变压器中实现了不同等级的电压等级电能的向外传递 [1]。

2.2配电变压器的损耗分析

配电变压器的损耗具体可以分为有功损耗和无功损耗，下面逐一具体分析。

2.3有功损耗

有功损耗是指配电变压器在实际工作过程中，在产生有功功率而伴随产生的损耗。有功损耗可以分为铁损和铜损。

①铁损。铁损是指磁滞、涡流损耗及电流在初级线圈电阻上的损耗，它是铁芯发热，以热能的形式散发损耗。铁损又可以细分为涡流损耗和磁滞损耗。当变压器工作时，铁芯中有磁力线穿透，由于电磁感应原理的作用，使得线圈中的电流自成闭合回路且呈涡流状旋转，因此称之为涡流，涡流在铁芯中的流动使得铁芯发热消耗能量，这一部分的损耗就称之为涡流损耗。

当交流电流通过配电变压器时，通过变压器硅钢片的磁力线其大小和方向呈现一定规律的变化，使得硅钢片互相摩擦放出热能，这一部分损耗的热能就是磁滞损耗。

②铜损。铜损是指配电变压器线圈电阻所引起的损耗。当电流通过线圈电阻时，会发热散发能量，这时一部分电能就会转变为热能而被消耗，称之为铜损。

2.4无功损耗

配电变压器的无功损耗主要是指在进行变压与能量传递过程中所造成的损耗，因为这部分损耗并没有产生实际的有功功率，因此，称之为无功损耗。无功损耗可以分为两部分，一部分是由建立变压器主磁路磁通的励磁电流引起的，这部分损耗与负载电流无关，是一个恒定量；另一部分是由变压器绕组的阻抗和流经绕组的电流构成，这部分损耗是与负载电流有关的，负载电流越大，这部分损耗就越大。

需要说明的是，配电变压器是一个典型的大型感性负载，其容量越大，则无功损耗就越大，同时也会对电网产生谐波干扰，因此，配电变压器的容量并不是越大越好。

3.配电变压器的节能技术应用探讨

采用新型材料和工艺降低配电变压器运行损耗。

（1）采用新型导线。

配电变压器的导线可以采用无氧铜，以降低线圈内阻，从而有利于降低配电变压器运行中的铁损和铜损，进而降低配电变压器的运行损耗。例如，目前已经投入使用的高温超导配电变压器，就是采用了超导线材取代了传统的铜芯线材，从而降低了变压器的损耗，同时，还间接提高了变压器的抗短路性能[2]。

（2）优化磁体材料。

配电变压器的磁体材料也可以进行改进优化，以降低磁滞损耗。近年来，研究颇热的非晶合金材料，相较于传统的磁体，具有更加优良的磁化和消磁性能，利用这一类材料制作铁芯，不仅可以明显降低配电变压器的铁损，而且还能够降低配电变压器的无功损耗，提高配电变压器的运行经济效益。

（3）改进制造工艺。

在制造工艺上实施改进，以降低配电变压器的运行损耗。例如，采用现代计算机控制的数控加工系统，对变压器内部的硅钢片进行加工，从厚度、界面形状等，都完全能够实现精确控制。目前的加工精度已经达到0.18mm，如此薄的硅钢片的应用，大大降低了配电变压器运行过程中的空载损耗。

（4）布置新结构。

除了应用新型材料、新型加工工艺等技术手段之外，还可以通过采用新的结构布置形式等手段来降低配电变压器运行中的损耗。目前的研究热点主要集中在两个方面：采用新型绕组结构和采用新型线圈布置方式。

4.结语

在配电变压器的实际配电输出的过程中，会由于变压器自身所感性负载这个特性，早成整个配电变压器在运作的过程中出现极大的耗损，对此，将配电变压器加入节能技术理念实施已经到了迫在眉睫的地步。本篇文章所结合了配电源变压器在实际使用过程中造成损耗的主要构成原因，全面详细的讨论在在如何将节能技术应用到配电变压器之中。节能技术的实现，对于整个输配电能源这个环节有着巨大的便捷性，而且对于不断的研究和配电节能技术的指导有着重大的意义，因而本论文的研究成果是值得推广的。当然，对于配电变压器的节能技术，远不止本论文所讨论的这些技术应用，更多的节能技术及其应用有待于广大配电技术工作人员共同努力，才能够最终实现我国输配电节能技术的真正提高和发展应用。

【参考文献】

节能变压器范文第2篇

关键词： 节能型变压器；性价比；运行方式

中图分类号：TM4 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）17-0045-02

1 各种节能型变压器性价比研究

现如今，我国推广使用的节能型变压器最主要包括SH11和S11，以用来取代S9系列的变压器。下面就上述三种系列的节能变压器的性价比进行分析。

1.1 S9系列的节能变压器 此系列的节能变压器在结构上进行了一些改进，变压器铁芯使用低损耗的硅钢片制造而来，相较于S7系列的变压器其空载损耗降低了大概百分之十一以上，其负载损耗则下降了百分之二十以上。通过九十年代后期农网改造中对S9系列的应用，现如今S9系列已经逐渐取代S7系列，并在国内得到了广泛的使用。

1.2 S11系列的节能变压器 早在六十年代的时候此系列已经在某些发达国家得到了推广应用，最近几年也在我们国家得到了逐步的使用。S11系列的变压器铁芯是使用硅钢片带材通过连续卷绕而形成的，因为铁芯没有接缝，使得导磁性得到了极大的改善，并降低了变压器的运行噪声、空载损耗和空载电流，是现如今较为先进的一种节能型变压器。它的优点就在于相较于S9系列的节能型变压器其空载损耗降低了百分之十到二十五；随着变压器容量不断的降低，空载电流也会相应降低，通常情况下，其空载电流都是叠片铁芯的二分之一左右；此系列变压器的噪声要明显小许多，能有效减少其对城镇所造成的噪音污染。

1.3 SH11系列的节能变压器 自二十世纪八十年代此系列的节能变压器被研发出来以来，其在发达国家中便得到了广泛的应用。此系列的节能变压器使用无向非晶体钢板作为铁芯材料，相较于以前的硅钢片其损耗大概为三分之一到四分之一之间，是损耗很低的一种铁芯材料。相较于硅钢片，无向非晶体钢板的厚度则要薄许多，并且宽度也要更窄一些，进而在使用中存在一定的局限性。但伴随非晶体钢板不断降低的价格，其优点也逐渐被人们所认可。此系列的节能变压器具备非常好的节能效果，使用非晶合金材料所制出来的变压器相较于S9系列其空载损耗减小了百分之七十到八十。

2 节能型变压器的运行分析

相较于S9系列的变压器，S11系列的变压器更为先进，其空载损耗更低，从而大大提升了产品的节能水平。尽管SH11系列的变压器相较于S11系列的变压器优点更为突出，然而其仍旧存在一定局限性，因此下面就S11系列的节能型变压器运行进行大致分析。

2.1 S11系列变压器的运行损耗分析 负载损耗和空载损耗共同构成了变压器有功功率损耗，空载损耗为一个常数，不会随着变压器负载的改变而产生变化。然而负载损耗与变压器负载平方呈正比例关系。

2.2 S11系列变压器的经济效益分析 相较于S7系列的变压器，S9系列变压器的空载损耗下降了百分之十，负载损耗则下降了百分之二十五。然而S11系列是通过对S9系列进行结构改造而得来的，它采用超薄型的硅钢片，使得空载损耗得到了进一步的降低。现如今，S11系列的变压器与S9系列的变压器在节能效果方面明显存在差异。相较于S9系列变压器，S11系列的变压器具备更好的节能效果，假如在全国的电力市场中，将五百万台老式的变压器都用S11系列的变压器来取代，那么每年可以节约资金两百多亿元。所以，现如今使用S11系列变压器的用户越来越多了。

3 节能型变压器节能运行方式的几点思考

3.1 对三相负荷的平衡度加以调整 在负载相当的情况下，假如三相平衡处在极端状况，那么其损耗将会比平衡状态下的三倍还要多，同时其无功功率的消耗状况也相同。通过规程标示我们可以得知，在配电变压器的出口处其电流不平衡度在百分之十以内，分支首端和干线的不平衡度则在百分之二十以内，中性线流量在额定电流的四分之一以内。因为配电系统的相电流数值非常不稳定，这与安全性和节约要求不符，并且会造成线路损耗的增大。除此之外，不平衡还会造成电流零序，致使消耗增多，让某些金属零件温度超标，从而引发故障。要想实现平衡运行，则需对电网构造进行适当改造，确保负荷可以平均分担，如此一来便需要对辅助管理予以加强，对平衡度进行周期性的检测，按照负载管理系统要求对信息技术等进行全局性连续性的关注。

3.2 对配变容量进行合理安排 按照用电量大小的不同对最佳运行区中变压器供用户的使用进行调配，如此一来可以使变压器的损耗得到有效降低。在农村配网中，某部分的变压器轻负荷时间长耳高峰负荷时间短，进而形成“大马拉小车”的状况。

3.3 进行适当无功补偿 科学布置无功补偿，维护系统电压，让各项指标都能维持在一个稳定的数值，避免无功长度过大运送的状况发生，如此一来便能极大的降低消耗，并且也能使设备使用率得到相应提升。所谓的集中补偿是指对主变现存无功损耗进行有效控制，这样对降低线路无功电力有帮助，从而很好的控制住电网产生的无功消耗，但它自身并不会对配电网的无功消耗产生任何作用。因为用户采用的无功功率要和配电线路结合使用，所以，为了彻底控制无功功率进而减少线路的损耗，便需要就地平衡，按照机器运行状况进行随时补偿，这样不但能使线路损耗减少，同时还能使功率因素得到提升，进而降低变压器自身损耗的功率。

3.4 对配电网进行经济调度 在配电网运行安全的基础上对配电网进行经济调度，从而降低配电网线的损耗。对于主变在两台及其以上的变电所，由于变压器技术水平存在一定差异，并且变压器各项消耗也要按照负荷形成特殊的路线变化，因此在使用变压器之时，要选择技术参数合适，并采取最恰当的运行方式。假如变压器工作时使用的极限可以得到确定，便需要变电所人员长期坚守负荷，随时调整变电器工作的状态，尤其是要将工作次数极可能的控制在最小范围内，从而使操作频率得以降低。

3.5 对变压器分接开关加以调节 在测量变压器之时一定要分开处理开关，如此一来才能使变压器的操作稳定。一来，可以合理控制电量消耗，进而使企业工作的能力得到提升，二来，也能提升供电水平，让供电的满意度得到提升。

4 结语

能源不仅为经济发展提供动力，同时也为人类生存提供物质保障，而在经济发展中被广泛应用的一种能源传输设备变压器则关系着电力企业的生存发展。在变压器整个生产、制造、设计、运行等众多环节中，对变压器运行台数以及经济容量进行分析，也就是选择节能型的变压器，并在其高效率运行下实现节能目的也就显得尤为重要了。

参考文献：

[1]单晓红，曾令通，王亚忠.节能型变压器节能运行方式的探讨[J].电力系统保护与控制，2009，（08）：104-106.

[2]尹伟，陈杰，易本顺.基于模糊控制的配电变压器节能运行装置[J].电力自动化设备，2009，（05）：74-77.

[3]孙鹏.如何实现住宅小区配电变压器的节能运行[J].今日科苑，2010，（20）：73.

节能变压器范文第3篇

关键字：功率因数 无功功率 容性负载无功功率补偿

居民生活和工业用电量的逐步增加，电力资源日益紧张，相关节能降损的要求愈来愈受到国家和社会的重视。在供电系统中，合理采用节能技术，提高相关工作效率和供电效率，想方设法减少能力损耗是当前供电电路进行工作时需要考虑的主要部分。供电系统中可采用的节能降损的技术可以从多方面来开展，变压器功率损耗便是其中一种，主要有改善功率因数，选择节能变压器，合理调配变压器的负荷和容量，选择运行方式提高工作效率。本文主要针对变压器功率因数的改善来实现节能降耗的目的。

一、 功率因数相关问题

变压器运行时所带实际负荷与其额定功率的比值称为负载系数，运行时的功率损失简称功耗，每传输单位电功率的损耗叫功率损耗率并简称功耗率。变压器等设备中功率是重要的参数，功率因数是在供电系统中采用的重要技术指标。在电器工作过程中，一方面消耗有功功率，另一方面有大量的无功功率被输送给负荷，功率因数便是反应用电设备在消耗有功功率时所需要的无功功率。对负荷来说，用电设备多为感性负载，功率因数相对降低，便影响变压器和线路的良好运行造成较大的浪费。

二、无功功率和功率因数的调整

在供电电路中可以通过配置合理的无功功率补偿设备，提高系统的功率因数，降低损耗，达到节约电能的目的。

1) 无功功率和功率因数的关系

功率因数是指交流电路中电压与电流的相位差的余弦，用符号cosΦ表示，在数值上是有功功率和视在功率的比值，即cosΦ=P/S。

无功功率是指在电器运行中根据电磁感应原理，为了建立相应的工作条件，如变压器依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。所谓"无功功率"并不是"无用"的电功率，而是它的功率并不转化为使用的热能、机械能；因此供用电系统中除了需要有功电源，还需要无功电源，两者缺一不可。无功功率在电路系统中占用供配电设备的规模容量，同时增大了线路损耗，容易造成输电电网电压下降，影响电能传送质量和电网的经济高效运行能力。

功率因数衡量电气设备运行效率高低的重要参数，如与电路的负载有密切的关系，功率因数较低，说明在工作中，用于交变磁场转换过程中使用的无功功率较大，设备电能的利用率较低，线路供电损失较大。在相关管理标准中，对用电电气和单位的功率因数具有相应的标准要求。

提高电器的功率因数，要增加相应的无功功率补偿设备降低无功功率损耗，在提高电气的功率因数的方案中，通常采用静电电容器的方式来实施。静电电容器重量轻、投资少、故障范围小、安装方便、易于维护、有功功率损耗小等，在运行中能够具有自动控制的优点。安装静电电容器的方法在供用电系统中和相关电气设备中得到广泛的应用。

2) 变压器功率因数与有功功率损耗的关系

变压器运行过程中，需要损耗相当的无功功率，通常铜损耗和负荷视在功率的平方成正比，视在功率和变压器的功率因数成反比。通过提高功率因数可以降低视在功率，进而降低变压器运行过程中损耗的无功功率，提高运行效率。

3)功率因数与变压器容量关系

变压器工作过程中，应确保负载系数接近或等于最佳负载系数，变压器输出有功功率时，需用容量与变压器功率因数成反比，在输出一定的有功功率时，提高功率因数可以降低变压器的需用容量，进而提高变压器的供电能力。一是额定容量满足最大负载需要，另一个是选择变压器负载系数在经济节能区，负荷长期发展的要求。对于较难符合的负载需要采用一大一小的方式实现轮番供电以满足经济运行，达到节能降耗的目的。

在具体设计和施工过程中，需要按照实际用电电器的性质和参数波动情况，给出变压器运行状态，使得负荷处在变压器的经济范围内运行，可以根据变压器次级电流表监视和对照，采用调整负荷或功率因数的方式，实现运行的高效和节能。

4)功率因数与线路的有功功率损耗

传输线路本身的电阻在电流经过是需要会产生一定的有功功率损耗，该损耗与电流的平方成正比，在传输一定的有功功率时，电流与功率因数成正比，因此在传输线路输送一定有功功率时，通过提高功率因数的方法可以降低电流的值，进而可以降低线路的有功功率损耗。可以设计合理的输电线路，采用较好的传输介质，采用铜线等电阻率较低的导线等，实现传输线路上功率损耗的降低，为后续电器工作提供高质量的传输线路和稳定的电压。

节能变压器范文第4篇

引言：

节能减排是国家发展经济的一项长远方针，南方电网“十一五”期间节能减排的目标要求是：“优化、完善电网结构，提高电网输电能力和利用效率，降低输配电损耗。”而造成输配电损耗的其中一个重要因素是从电力输送环节到终端用电环节的电能利用效率低下。

尽管过去20年里我国电能利用效率水平逐步提高，但与国际先进水平相比仍然存在较大差距：我国2000年输变电线路的线损率为7.81％，2005年为7.38％，2007年为6.85％，呈平稳下降趋势；2000年同期美国线损率为6.00％，日本为3.89％。以2000年数据比较，我国高耗能配电变压器负载损耗比国际先进水平高50％－60％，空载损耗水平高90％以上。这种状况使我国电力利用率降低，造成巨大的电力浪费。作为输变电行业中的耗能大户，降低变压器损耗已是我国节能工作的当务之急。随着我国经济的发展，基础建设的扩张，近年来，配电变压器的需求量和产量有较大的增长。我国年均生产配电变压器约2.4亿kVA。十一五期间，随我国城市及农村电网改造投资力度的加大，配电变压器的需求量仍有望保持10％-15％的增长。配电变压器作为电力传输系统的重要设备，由于使用量大、运行时间长，具有很大的节能潜力。

我国能源“十一五”规划指出，采用先进输、变、配电技术和设备，逐步淘汰能耗高的老旧设备。在配电系统中变压器的损耗通常大于配电系统总损耗的30%，最大可占总损耗的70%。目前就我国配电变压器而言，每年的损耗高达400亿KWh，采用高效节能变压器后，节电潜力高达90―300亿KWh。因而，提高输变配电设备效率，降低变压器损耗是一项重要的节电措施。

1 淘汰落后

1998年以前投运的配电变压器基本为S7系列及以下的高损耗变压器，由于旧变压器拥有量大，造成我国电网线损率过高。以500KV油浸式变压器为例，用非晶合金制造的SBH15高节能配电变压器空载损耗较硅钢S9系列下降75％，较S7系列下降78％，空载电流比S9下降50％，负载损耗比S7系列下降25％。以500kVA 的油浸式变压器为例，各类型号的变压器参数见表1：

变压器的使用寿命一般为20年。使用单位按这一规定年限提取设备折旧费，并进行变压器更新。变压器不是损坏后才更新，而是老化到一定程度，还要有一定剩值时就可以更新。

更新变压器必然会带来有功电量和无功电量的节约。但要增加投资，这里也存在一个回收年限的问题。当前许多企业中有多台老旧变压器，虽然加速老旧变压器的更新换代能为企业带来可观的经济效益。但由于老旧变压器数量大，不可能在一年内把所有的老旧变压器全部更新掉，必然逐年更新，所以，在多台老旧变压器淘汰中要劣中汰劣，通过定量计算更换掉损耗最大的旧变压器，即淘汰技术特性最劣者。用相同的投入资金取得最大节电效果。所以在电网改造和运行管理中旧变压器更新淘汰中，除考虑出厂年限外，还应通过定量计算，做到劣中汰劣。

当前我国推广的高效变压器主要是非晶态SBH15型和S13型、S11型，因此，老旧变压器更新的计算是以节能型的SBH15和S13型、S11型代替老旧变压器；而新型变压器选型的计算是以S11型代替S7型变压器。由于配电变压器应用面大量广，所以我们选取10/0.4kV用户较经常使用的500kVA做典型实例运算。下面案例中我们以总拥有费用(TOC)法比较变压器价格及其损耗费用。（注：TOC方法是总和了变压器的初始费用和等价现值的损耗费用，表达所购变压器全面的综合费用。）

案例1

假设一城市居民用户15 年前安装一台额定容量为S7-500/10，500kVA 的油浸式变压器，按照变压器使用寿命20 年计算，该变压器还能继续运行5 年，用S11 变压器与其比较，以确定该变压器是否应该更换。假设变压器的平均负载率为0.4。

采用TOC 计算法进行计算：

1）：确定相关的技术参数,见表1。

2）：确定相关的经济参数，见表2。（表中变压器的初始费用仅供参考，在实际工程中应以厂家报价为准。）

3）：根据用电性质，确定相关的运行参数，见表3。其中变压器负载率、功率因数、年最大负载利用小时数、年最大负载损耗小时数选取典型值。

4）：分析计算

根据以上初始数据，代入下式进行计算

TOC=CI+（A×P0+B×Pk）/1000 （1）

式中：

TOC―变压器的总拥有费用，元；

CI―变压器设备的初始费用，元。一般为变压器的采购价格；

P0―变压器额定空载损耗，W；

Pk―变压器额定负载损耗，W；

A―变压器单位空载损耗的等效初始费用，元/kW；

B―变压器单位负载损耗的等效初始费用，元/kW。

在不考虑供电网的附加损耗费用、平均年增量费用，以及假定变压器在经济使用

期内负载率不变的情况下，变压器综合能效费用计算表达式（1）可简化为

TOC=CI+ Kpv×E×（Hpy×P0+τ×β02×PK ）/1000 （2）

其中Kpv=｛1-1/（1+i）n｝/i

式中：

E―该变压器用户的平均销售电价，元/kWh；

n―变压器经济使用年限，一般取20 年；

Kpv―贴现率为i 的连续n 年费用现值系数；

（Kpv=｛1-1/（1+i）n｝/i

i―年贴现率，不低于同年期银行贷款利率值；

n―变压器经济使用年限，一般取20 年；）

Hpy―变压器的年带电小时数，通常取8760h；

τ―年最大负载损耗小时数，h；

β0―变压器的初始负载系数，标幺值。本案例取0.4

结果见表4

5）：分析计算比较

通过上述计算可知，S11 的TOC 值低，说明其技术经济指标更佳，提前加速淘汰S7型变压器其投资可尽快收回，投资收回后，在变压器寿命期内总的节电效果明显，总经济效益增加，所以，应采用S11 变压器更换现有的S7 型变压器，加速高损耗老旧变压器更新换代。

小结：

在对现有旧变压器进行更新决策时，应将现有变压器可继续运行年限的TOC 值与拟更新的新型变压器在该年限内的TOC 值进行比较，如现有变压器的TOC 值小，则不应被更换；反之，则应尽快予以更换。

2鼓励节能

随着节能降耗、落实科学发展观、转变经济增长方式、促进产业结构调整已成为全社会的共识，S11型、S13型及非晶合金变压器SBH15型等高效节能型变压器逐渐走到前台。与高损耗变压器相比，节能型变压器初期投资费用较大，且随型号越高，其有效材料消耗越大，制造耗费工时越多，因而成本越高。但采购变压器不能只看价格，应对总费用（TOC）进行评估，看其在寿命期内的总成本是否最低。这也是国际上通用的方法。在案例2中，我们对三种节能变压器作了对比。

案例2

假设一城市居民用户准备安装一台额定容量为500kVA 的油浸式变压器，在S11、S13、SBH15 三类型号的变压器中选择，变压器的平均负载率为0.4。

同样采用TOC 法进行分析如下：

1）：确定相关的技术参数,见表1。

2）：确定相关的经济参数，见表5。（表中变压器的初始费用仅供参考，在实

际工程中应以厂家报价为准。）

表5

3）：根据用电性质，确定相关的运行参数，见表6。其中变压器负载率、功

率因数、年最大负载利用小时数、年最大负载损耗小时数根据用电行业选取典型值。

4）：分析计算

根据以上初始数据，代入案例1公式进行计算

TOC=CI+ Kpv×E×（Hpy×P0+τ×β02×PK ）/1000

结果见表7

5）：分析计算比较

通过上述计算可知，SBH15 的TOC 值最低，技术经济性更好。相对于最佳方案SBH15，S11、S13 的TOC 值分别高出5521、3346 元。结果说明，虽然SBH15 变压器的价格分别比S11、S13 分别高出28%和14%，但SBH15 变压器的空载损耗较低，每年因损耗而支出的电费比S11、S13 少。从20 年的长期运行综合经济效益评判，最佳方案为SBH15，相对于S11、S13 的回收年限分别为7.5、7.4 年。

3 结论

节能变压器范文第5篇

关键词：电气设计；变压器耗损；节能技术；

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

随着我国城市化的加速、工业的发展、人民生活水平的提高, 我国的能源供应将日益紧张。因此, 节约二次能源—— 电能, 也就成为民用建筑电气设计的任务之一。目前在国内电网上运行的10kV和35kV级变压器约有10亿kVA以上。由于使用量大, 运行时间长, 变压器在选择和使用上存在着巨大的节能潜力。选择高效节能产品, 不但对节约能源具有重要意义, 同时还可以大大降低变压器的运营成本,是企业改善经济效益的重要途径。电力系统要把电能从发电站送到用户, 至少要经过4级变压器方可输送电能到低压用电设备(380V/220V)。虽然变压器本身效率很高, 但因其数量多、容量大, 总损耗仍很大。据统计, 我国2005 年的总发电量是2.5万亿kW.h,变压器的总损耗占系统总发电量的10%左右,如损耗每降低1% ,每年可节约数10 亿kW.h 电, 因此降低变压器损耗具有重大的社会和经济效益。

1、变压器节能技术

1.1使用低损耗变压器

1.1.1铁芯损耗的控制

变压器损耗中的P0 主要发生在变压器铁芯叠片内, 主要是因交变的磁力线通过铁芯产生磁滞及涡流而带来的损耗。它是固定不变的部分, 大小随硅钢片的性能及铁芯制造工艺而定。最早的变压器铁芯材料是易于磁化和退磁的软熟铁。为了克服磁回路中由周期性磁化所产生的磁阻损失和铁芯受交变磁通切割而产生的涡流,变压器铁芯是由铁线束制成, 而不是由整块铁构成。近年来世界各国都在积极研究生产节能材料,变压器的铁芯材料已采用最新的节能材料——非晶态磁性材料, 如2605S2, 非晶合金变压器便应运而生。使用2605S2 制作的变压器, 其铁损仅为硅钢变压器的1/5, 铁损大幅度降低。

非晶合金: 非晶态合金采用一种快速凝固工艺, 将处于熔融状态下的高温钢水喷射到高速旋转的冷却辊上。钢水以每秒百万度的速度急速冷却,10-3s 就可将1 300℃的钢水降到200℃以下, 形成非晶态带材。非晶态合金在急速冷却后其分子结构处于无序排列的非结晶状态, 金属在这种状态下, 具有特殊的导磁功能。用非晶态合金制造变压器, 可以大大降低变压器铁芯的自身损耗。非晶态合金变压器比传统的硅钢变压器空载损耗减少80%以上, 具有明显的节能效果。如果把我国现有的变压器全部换成非晶合金变压器, 每年可以节约电90亿Kw.h, 这意味着, 每年可以节约一座100万kW火力发电站的发电量,可以节约燃煤364 万t , 减少CO2等废气排放900m³。从这个意义上来说, 非晶态合金被誉为“绿色材料”。

传统硅钢变压器与非晶合金变压器的价格比,在非晶合金变压器诞生之初为1：2。2004年后硅钢价格猛涨, 二者的市场价格比回落到目前的1：1.3 左右,随着非晶合金变压器行业规模扩大, 其价格还有进一步下降空间。我国早在1996年,原国家计委、经贸委、科委就发文要求研制和推广非晶合金变压器。1998年,上海置信电气股份有限公司率先从美国通用电器公司引进了非晶合金变压器生产技术,并在此基础上二次创新,逐步形成了超越美国的自主技术。但是非晶态合金带材, 目前仍然需要进口。

1.1.2非晶合金变压器的节能效果

变压器的空载损耗主要是由涡流损耗和磁滞损耗组成, 涡流损耗与铁芯材料的厚度成正比, 与电阻率成反比, 磁滞损耗与磁滞回线所包络的面积成正比。从表1可以看出非晶合金带材的厚度仅为27µm,是冷轧硅钢片的1/11左右,电阻率是冷轧硅钢片的3倍左右, 因此由非晶合金制成的铁芯, 它的涡流损耗比冷轧硅钢片制成的铁芯要小很多。另外非晶合金的矫顽力< 4 A/ m, 是冷轧硅钢片的1/7左右, 非晶合金的磁滞回线所包络的面积远远小于冷轧硅钢片, 因此非晶合金的磁滞损耗比冷轧硅钢片的也小很多。综上所述, 非晶合金带材是一种具有优异软磁性能的材料, 非晶合金变压器的空载损耗非常低,仅为S9 型硅钢变压器的20%。

表1 非晶合金与硅钢的主要物理性能比较

当变压器运行时, 由于空载损耗和负载损耗等性能参数的不同, 所以年运行能耗也不同, 下面以200kVA和500kVA两个容量规格来列表比较SBH16型非晶合金变压器与S9硅钢变压器的性能参数和年运行能耗, 比较值见表2。

表2 非晶合金变压器节能效果比较表

从表2 中可以看出,一台500kVA的SBH16型非晶合金变压器运行一年后比S9 硅钢变压器,节约能耗约9.4 kW.h。可见, 非晶合金变压器“降耗节能”特点明显。非晶合金铁心的配电变压器系列空载损耗较S9系列降低75%左右,但其价格仅比S9系列平均高出30% ,其负荷损耗与S9系列变压器相等。

2、选择与负荷曲线相匹配的变压器

根据以上面内容可知, 变压器损耗中的PK取决于变压器绕组的电阻及绕组电流的大小, 即与负荷率β的平方成正比。因此, 应选用阻值较小的绕组, 可采用铜芯变压器。负荷率β应如何选取,即如何根据负荷曲线选取与之相匹配的变压器容量, 才能使电能损耗小且节省初投资。在高层建筑电气设计中, 合理确定配电变压器的容量是十分重要的。对于用户来说, 既希望变压器容量不要选得过大, 以免增加初投资; 又希望变压器的运行效率高, 电能损耗小, 以节约运行费用。这是一对矛盾的两个对立面。通过从变压器相对年有功电能损耗率与相对节能负荷率变化的函数关系中找出主要矛盾及矛盾的主要方面, 从而得出一种电能损耗既不高且又节省初投资的配电变压器容量的计算方法。

3、变压器损耗的特征量

3.1空载损耗空载损耗(P0)主要是铁损, 包括磁滞损耗和涡流损耗。磁滞损耗与频率成正比, 与最大磁通密度的磁滞系数的次方成正比。涡流损耗与频率、最大磁通密度和硅钢片厚度等三者的积成正比。

3.2额定负荷损耗 额定负荷损耗(PK),主要是负荷电流通过绕组时在电阻上的损耗, 一般称铜损。其大小随负荷电流而变化,与负荷电流的平方成正比(用标准线圈温度换算值来表示) 。

额定负荷损耗大小还受变压器温度的影响, 另外, 负荷电流引起的漏磁通也会在绕组内产生涡流损耗, 并在绕组外的金属中产生杂散损耗。

变压器的全损耗为ΔP=P0+PK；

变压器的损耗比为PK ：P0；

变压器的效率为P2 ：(P2 + ΔP)以百分比表示, 其中P2为变压器二次侧输出功率。

结语