降低云峰樓中繼泵站變壓器損耗的途徑

摘 要：中繼泵站對熱電聯產供熱企業供熱運行期間起重要調峰作用，變壓器是中繼泵站內最為重要的電力設備。而在非供暖期或未運行的情況下降低變壓器的空載損耗及負載損耗有重大經濟意義，變壓器的空載損耗主要是鐵損， 而負載損耗主要是銅損，本文探討了相關降低變壓器空載損耗及負載損耗的相關途徑。

關鍵詞：中繼泵站；變壓器；降低損耗；途徑

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.08.116

1 引言

我們國家要創建節約型社會，所以節能、環保、高效成為了供熱企業發展新方向。目前我公司東北郊供熱管理一處設有中繼泵站3個，其中變壓器屬于泵站電力體系中不可或缺的設備，減少損耗和噪音污染能夠為供熱電力系統實現可持續發展奠定良好的基礎。要想實現環保、節能減排的目標，對變壓器生產企業和使用人員而言，就應當生產和使用低能耗、低噪音的設備。本文以我公司云峰樓中繼泵站為例，探討相關減少變壓器出現損耗的適宜方法。

2 降低變壓器的空載損耗的意義

空載損耗是變壓器必不可少的參考條件之一，如果變壓器開始運行，不管負荷的大小，空載損耗皆為定值，因此此參數和變壓器端接的負荷大小并沒有關系。目前，云峰樓中繼泵站使用的是10KV的變壓器，在非運行期每月電損約為1300kw/h，月支出電損資金約 1190元，如果按照一臺變壓器使用壽命為30年，運行 30年電損資金約為 42.8萬元，由此可見，若能降低變壓器的損耗，可以達到良好的經濟節約效果。要降低變壓器的空載損耗，一方面要從生產工藝上進行改進，另一方面通過工作原理實現節能。

3 空載損耗降低的主要途徑

要想減少空載損耗，就應當對其構成和影響因素有一個清楚的認知。而對于以上影響因素，需要施行有效的方法，完成降低空載損耗的目的。變壓器的空載損耗基本上涵蓋了磁滯、渦流以及附加因素等諸多方面的損耗。（單位：瓦特W）。

（1）磁滯損耗。鐵心內部產生的磁滯損耗在所有的空載損耗中占據的比例是由鐵心的材質決定的，因此它是一個變量（冷軋硅鋼片是 25%-50%）。磁滯損耗常規的計算方式：

（2）渦流損耗。根據電磁感應定律的原理，當交變磁在硅鋼片內進行流通時會存在感應電勢，進一步促進感應電流的產生，依據焦耳定律得到計算公式：

（3）鐵心附加損耗。鐵心產生的附加損耗源于以下因素的影響：

1）材質特征：例如硅鋼片的方向特征、加工特性與絕緣膜的特征等。2）設計構造：例如心柱狀的鐵軛是不是存在沖孔 、角部接縫的結構（對接 、搭接 、多級搭接 ）、鐵心整體是否緊固等。3）工藝品質。例如沖剪加工的精確程度及毛刺的大小 、硅鋼片運輸及疊裝環節是否輕拿輕放與疊裝質量等。

4 生產工藝上降低變壓器的損耗

（1）采用有性能保障的硅鋼片。通常意義而言，硅鋼片性能與單位損耗具有正相關的關聯，所以，可以有效降到空載損耗以及鐵心質量。選擇HI-B類型的高導磁硅鋼，其在高斯方位織構度方面有很高的性質。依據磁通密度和磁滯損耗間存在的關聯，有效提升其高斯方位織構度和磁導率，則能夠實現減少鐵損的目標。它的其它特征為由于表面產生了玻璃膜與絕緣涂層，使得其表面獲得了大于其自身性能的彈性張力，能夠在一定程度上提升它的磁性能，進而降低異常渦流導致的損耗。其能有效促使變壓器實現大容量與小型化的兼備，還能夠顯著減少損耗與消除噪音。

（2）完善鐵心構造， 降低工藝系數。1）卷鐵心變壓器。卷鐵心與以往的疊鐵心的鐵心四角減少大、 小各4個尖角， 故鐵重減小。此外，由于卷鐵心不具備疊接接縫，連續卷繞又充分利用硅鋼片的取向性，且成自然緊固狀態，無需夾件緊固，防止夾緊導致的損耗提升，疊裝系數提升3%～5%，卷鐵心在退火之后更加容易恢復磁性能。卷鐵心與疊鐵心對比而言，空載損耗通常能夠減少20%～35%，空載電流減少60%～80%。2）R 型卷鐵心變壓器。因其鐵心截面占空系數接近 100%， 相同橫截面積的 R 型鐵心比階梯形截面卷鐵心的周長減少 4% ～ 6%， 節省銅材3%～ 4% ， 比普通卷鐵心變壓器更節能。3）單相柱上變壓器。以容量恒定不變為前提，這種類型的變壓器較三相變壓器而言鐵重輕20% ， 銅重輕10%。特別是選擇卷鐵心的情況下，產生的負載損耗與空載電流能夠依次降低15%與40%。假如利用一線一地制進行供電，還能夠額外降低輸電導線的損耗。

5 通過工作原理實現節能

（1）調容量變壓器調容量變壓器是將儀器中常用的換檔方法應用于變壓器， 變壓器本身損耗隨容量的增大而增加， 將線圈的繞制和聯接方式加以特別而簡單的改動， 配上調容轉換開關， 使得一臺變壓器具有 2種額定容量， 從而在使用中就可以根據負載的大小隨時變換變壓器容量（ 無勵磁或有載調節） ， 避免大馬拉小車0現象， 達到節能的目的。

（2）工作原理和損耗對比通過調容開關的轉換（ 無勵磁調節稱無載調容變壓器， 有載調節稱有載調容變壓器） 來變換繞組的聯結方式， 使繞組一二次側進行串并聯或星角轉換， 讓電壓不變而容量變換。當小檔容量時，繞組全部串聯， 因為鐵損與繞組匝數平方成反比，所以此時鐵損只有全容量時的 25%。

6 結論

綜上所述，若要降低中級泵站的空載損耗。第一，改變變壓器出廠時的工藝，變壓器鐵心每層疊片數目的方式，可以減少鐵心空載損耗。降低鐵心搭接面積，同樣能夠達到減少空載損耗的目標。采用搭接面積的尺寸，疊片數量，墊塊的層級等因素皆和空載損耗的多少有關系，可按照產品的構成來選擇搭接面積的尺寸。鐵心選擇多級接縫能夠減少空載損耗，可以按照損耗標準與施工的期限，科學選擇結構。第二，在實際應用過程中通過調容量來降低變壓器的空載，從而降低變壓的損耗，達到高效節能，節省經濟損失。

參考文獻：

[1]姚志松等.變壓器節能方法與技術改造應用實例[M].北京：中國電力出版社，2009.

[2]變壓器制造技術叢書編審委員會.變壓器鐵心制造工藝[M].北京 ：機械工業出版社 ，1999.

[3]馬玉秋等.降低變壓器空載損耗的新方法.變壓器[J].2007.

作者簡介：居彤（1989-），男，陜西洛南人，本科，助理工程師，研究方向：集中供熱，換熱站自動控制，建筑節能。