基于变压器节能降耗的研究

来源:用户上传      作者: 王雅琴

　　摘要：众所周知，变压器是电力系统实现电能输送与分配的重要设备。然而目前，进行关于变压器的节能深入分析的文章，并不多见。本文主要则系统深入地分析了提高变压器的效率，最大限度地降低自身损耗的问题，以期为从事此项研究的人员提供有益借鉴。
　　关键词：变压器；节能；分析
　　中图分类号：S210.4 文献标识码：B文章编号：1009-9166（2008）33（c）-0042-01
　　
　　一、我国用电现状与变压器损耗。近年来，国民经济的持续高速增长，尽管电力装机也增长很快，但由于整个社会对能源需求的巨大增加，使得电力供需的矛盾仍十分突出。出现上述巨大电能缺口的原因，一方面与前几年电力装机滞后有关，但更重要的是与我国能源资源不足，结构不合理有着更加密切的关系。要实现我国国民经济的高速可持续增长，能源的供需矛盾必将更为突出，能源已成了制约可持续发展的瓶颈之一。今后，除了继续探索新能源的开发利用之外，大力节约能源就成了重中之重。从电力的生产、供应和消费来看，节约在输配电过程中的电能损耗就显得十分重要，对全国来说，全年变压器总的电能损失高达1100亿千瓦时以上，相当于3个中等用电量省的用电量之和。我国变压器损耗电能如此之大，是由于城乡电网中和企业电网中老的、高能耗变压器数量比较大。老旧变压器长期超期服役，更新速度慢，其主要原因是普遍存在资金短缺、耗能设备更新观念落后、管理落后，以及技术经济决策失误所致。
　　二、变压器节能措施分析：（一）、经济手段。1、树立现代设备耗能观念，加强设备更新。现代化耗能设备管理的决策要求人们必须从产品经济观念转变为商品经济观念。耗能设备管理的科学理论的主要基础是从经济寿命观念出发，把产品经济的物质磨损观念转变为技术磨损观念。耗能设备的经济寿命系指耗能设备在制造过程中，不仅考虑设备的物质磨损，更主要的是按技术磨损确定设备的使用年限。耗能设备的技术磨损系指耗能设备在使用过程中，一旦研制出新设备，其技术性能和经济效益比原设备继续使用优越时，就应按技术磨损进行决策，更新设备。2、实施分时电价的措施。随着经济发展，用电结构也发生了变化，加之传统用电习惯，使用电负荷的峰谷差别加大。在高峰时段变压器负荷成倍增加，而下半夜的用电负荷锐减，冲击变压器运行的平稳性，导致变压器效率下降。为了提高变压器的负载率，在运行管理中采取各种手段来转移高峰负荷，增加低谷用电，提高其负载率。其经济手段就是全面推行峰谷分时电价，对生产用户安装复费率电能表。3、根据功率因数进行电费合理调节。提高用户变压器及用电设备的功率因数，减少变压器磨损，供电部门要对用户力率进行考核，实行力率调整电费。按规定：对用户变压器容量进行力率考核，要安装有功电能表和无功电能表。每月抄录用户的有功电度与无功电度，计算其功率因数，按其差额加收无功补罚电费，差额越大，补罚电费越多。用户因力率过低，每月需要增加支付大量电费。通过经济杠杆，使用户在支付补罚电费中，权衡经济利益，采取无功就地补偿的措施，从而提高功率因数。(二)、技术手段。1、合理选配变压器的容量。从理论上讲，要使变压器发挥最大效率，应使平均负荷率为额定容量的50%-75%。但因为变压器本身的负载及功率因数是变化的，且有超载运行的可能性，故不必按最大效率的准则来选择变压器的容量。如果变压器容量选得过大，出现“大马拉小车”现象，空载损耗会大大增加；变压器容量选得过小，变压器负载过大，甚至过负荷，使变压器负载损耗增大。通常工厂及民用等用电设备，其负荷是变动的，每天都有所不同。选择容量的计算方法如下：(1)计算负荷量及功率因数，在待选的系列变压器中选择多种容量(即不同规格)的变压器，以供作待选变压器(其额定容量应大于负荷的最大视在功率)。(2)计算出各种容量变压器与负荷对应的负载率。(3)根据上述值以及各种容量变压器的的空载损耗和短路损耗计算出每台变压器运行时的损耗与效率(一般情况下宜选用效率高的)。(4)具体确定变压器容量时，既要考虑变压器的损耗，又需考虑适当提高变压器的容量利用率。此外，如果负荷是季节性或夜间停止使用的，变压器的负荷可能仅占其容量的40%以下，此时就要考虑到负荷降低情况下变压器的运行效率。因为变压器的空载损耗与负载无关，而其功率损耗是一定的，且变压器轻载时的损耗也相当大。所以，从节电角度出发是不能忽视的。因此，这种情况下使用单台大容量的变压器，不如使用多台小容量变压器，以提高其运行效率。2、合理选择变压器的数量和类型。为了降低变压器损耗，应根据企业负荷情况合理选择变压器的数量和类型。选择时一般应遵循以下原则：(1)合理选择变压器台数。负荷绝大部分为三级负荷的，可装设一台变压器；若企业一、二级负荷所占比例较重，必需两个电源供电的，则应装设两台变压器；特殊场合可使用多台小容量变压器，如受运输和作业条件限制的井下变电站。(2)选用低能耗、高效率的节能型变压器。选用低能耗、高效率的节能型变压器是节能的重要手段，它可以减少空载时由铁损、漏磁损耗、激磁电流产生的铁损和负载时由负载电流在变压器线圈电阻上产生的损耗。我国配电变压器行业经过不断努力，在90年代以后较过去有了突破性的进展，变压器性能不仅是铁心硅钢片材质的改进，而且在容量结构和制造工艺上都有所突破；因而在节能降耗、降低空载电流和噪音等方面都有较大进展，出现了多种型号的节能型变压器，可以在其中根据需要进行选择。3、提高变压器功率因数。负载功率因数的降低将使变压器的效率降低，从而使其损耗增大。用电设备（如各种电动机、感应炉、电焊机等）除了要消耗有功功率以外，还要消耗相当数量的无功功率，从而导致电网功率因数的恶化。这将使变压器损耗增加且增加电费。如果在这种系统中设置移相电容器，负载的功率因数就会得到改善，无功功率则受到抑制。同时，移相电容器补偿了无功电流，使配变电设备及网路的实际电流减少，从而提高了变压器的利用率，降低了变压器的铜耗及线路损耗，节约了电能。
　　作者单位：广东电网公司惠州供电局变电部
　　
　　参考文献：
　　[1]赵重明,张卫红:《合理利用变压器以节电降耗》,《内蒙古科技与经济》2006.02
　　[2]韩卫星:《变压器节电的有效途径》,《节能与环保》2006.08
　　[3]葛海峰:《浅谈变压器节能改造》,《黑龙江科技信息》2007.17

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