变压器节电技术

electricity saving technology for transformers

简介

降低电力变压器(见输电与配电卷电力变压器)电能损耗的措施与方法。电力变压器是电力系统中实现电能转换与分配的电气设备。电力变压器在进行电能转换的过程中，存在电能的损耗。虽然其效率已达到98%以上，但由于在电力系统中变压器的拥有量很大，因此，变压器电能损耗的总量十分可观。降低变压器的损耗是节能的重要课题。

变压器损耗是变压器质量指标之一。变压器损耗包括空载损耗和负载损耗。空载损耗，又称铁损。它是由励磁电流在变压器铁芯中产生的交变磁通引起的。铁损又分为涡流损耗和磁滞损耗。涡流损耗是交变磁通在铁芯中产生的感应电流引起的热损失，其大小与铁芯材料的电阻率和铁芯厚度有关。非晶合金电阻率约为130μΩ·cm，标准厚度0.028 mm;硅钢带电阻率为60μΩ·cm，标准厚度0.2～0.3 mm。用上述两种材料做成相同容量的变压器，非晶合金的比硅钢带的涡流损耗可降低一半以上。磁滞损耗是在交变磁场作用下使铁芯的磁畴周期性旋转引起的铁芯发热损耗。其大小与铁芯材料、铁芯结构、加工工艺及加工质量等因素有关。负载损耗，又称铜损或短路损耗。它包括由电流在绕组直流电阻上产生的损耗、绕组的涡流损耗以及漏磁场在绕组和金属部件中产生的杂散损耗。负载损耗除与绕组所用的导电材料有关外，还与绕组导线的截面积、绝缘结构、绕组绕制方式、金属部件材质性能、漏磁通的屏蔽方法等因素有关。

变压器的节电技术主要分为设计制造方面和生产运行方面两部分。设计制造方面的节电技术是利用新型电磁材料、新型的生产工艺开发研制出高效节能变压器，用以更新改造低效变压器。在生产运行方面的节电技术则是利用新的技术手段或加强运行管理，使变压器经常保持在高效区运行。

变压器经济运行 在满足供电对象用电需求和安全的条件下，采取技术或管理措施，使变压器处在电能损耗最低状态下运行，称为变压器经济运行。变压器的电能损耗除与变压器性能、容量和台数有关外，还随着负荷的变化而变动。当变压器的空载损耗等于负载损耗时，变压器效率最高，即变压器的能量损耗所占的比重最小。因此，合理地选择变压器运行方式和按变压器经济运行条件调整用电负荷，可以降低变压器的损耗，实现节约用电。

对两台或两台以上并列运行的变压器，要按并列运行变压器的技术性能参数，来选择变压器的最佳运行方式;对几台并列运行的变压器，要按每台变压器的技术性能参数，并以总损耗最小的原则，合理地分配各台变压器的负荷;对季节性运行的变压器，非生产季节应停止运行，不能停运的，应配用小容量变压器或变容量变压器;对平均负荷率小于30%的变压器，在进行技术经济评价后，可更换为相应容量的节能变压器。

采用节能变压器 采用新材料、新结构、新工艺制造的节能变压器，其损耗比一般低效变压器小，因此又称低损耗变压器。生产低损耗变压器是世界各国变压器发展的一种趋势。这不仅仅是因世界性能源紧张而提倡节能的需要，也是技术进步、产品更新换代的必然结果。以10 kV中、小型变压器为例，一些国家同类产品性能数据的比较见表。中国生产的S7、S9、S11系列变压器相对于S3标准系列来说，属于节能变压器。

非晶合金变压器 20世纪80年代初在美国发展起来的一种新型低损耗变压器。所谓“非晶合金”就是使熔化的合金材料急速冷却，在它还未来得及结晶时就已固化，原子呈不规则排列，没有一般金属的晶体结构。这种合金含铁80%，含硅、硼20%，具有较高的机械强度、韧性和较强耐蚀性及独特的磁特性，具有高磁导率、高电阻率。在相同的磁密下，用非晶合金做成的变压器的铁损要比传统的硅钢片变压器低65%～75%。非晶合金变压器还具有过负荷能力大，温升低、噪声小的特点。中国冶金研究院80年代末研制生产出非晶合金，上海冶金设备厂利用国产的非晶合金生产出50kV·A变压器，已在河北省涿州市投入商业化试运行。

一些国家10kV中、小型变压器同类产品性能数据对比表