變壓器節能原理及使用選擇探討

隨著我國電力事業的不斷發展，節能減耗已經成為電力工作的一個重點環節。從國內許多統計資料看，我國近年來電網損耗占到了供電總容量的7-8﹪，而其中的主要電路損耗來源于變壓器。由此可見，降低變壓器的損耗可以在宏觀上很大程度的減少我國總體電網損耗。因此，如何使用和選擇變壓器，使其發揮節能減耗作用，成為電力工作的一項重任。

配電電力變壓器是一種靜止的電氣設備，是用來將某一數值的交流電壓（電流）變成頻率相同的另一種或幾種數值不同的電壓（電流）的設備。當一次繞組通以交流電時，就產生交變的磁通，交變的磁通通過鐵芯導磁作用，就在二次繞組中感應出交流電動勢。二次感應電動勢的高低與一、二次繞組匝數的多少有關，即電壓大小與匝數成正比，其主要作用是傳輸電能，我國變壓器的總損耗占系統總發電量損耗的70%左右，由此可推算出損耗每降低一個百分點，每年就能節約近百億度電，因此，降低變壓器損耗勢在必行。

根據一般學術劃分，變壓器的損耗主要分空載損耗和負載損耗及其它損耗三部分。

一．空載損耗：

包括鐵芯中磁滯和渦流損耗及空載電流在初級線圈電阻上的損耗，兩者分別稱為鐵損，銅損。通常由于空載電流小到銅損可以忽略，也就是說空載損耗主要來源于鐵損。

二．負載損耗：

此損耗是指變壓器初、次級線圈中電流在電阻上產生的銅損耗及勵磁電流在勵磁電阻上產生的鐵損耗。當電流為額定電流時，后者很小，可以忽略，該損耗主要是電流在初、次級線圈電阻上產生的銅損。

三．附加損耗：

此損耗包括附加鐵損及附加銅損，由于這兩種損耗數量很小，又難以測定，可以不計。總之，變壓器的損耗主要是不變損耗和可變損耗。

綜上所列，減少變壓器損耗可以從以下兩個方面入手：

首先，可以采用先進材料、工藝、設計方法降低空載損耗，也可通過改進鐵心結構降低空載損耗。空載損耗也就是上文提及的鐵損，主要發生在變壓器鐵芯疊片內，是因交變的磁力線通過鐵芯產生磁滯及渦流而帶來的損耗。

國外原始的變壓器鐵芯的材料是易于磁化和退磁的軟熟鐵，目的是克服磁回路中由周期性磁化所產生的磁阻損失以及鐵芯由于受交變磁通切割而產生的渦流，當時變壓器的整個鐵芯是由鐵線束制成，而不是由整塊鐵構成。

1900年左右，經多方研究發現在鐵中加入少量的硅或鋁可大大降低磁路損耗，增大導磁率，且使電阻率增大，渦流損耗降低。后來，經多次改進，用0.35mm厚的硅鋼片來代替鐵線制作變壓器鐵芯。

近年來，世界各國都在積極研究生產節能材料，變壓器的鐵芯材料已發展到現在最新的節能材料——非晶態磁性材料，如2605S2，非晶合金鐵芯變壓器便應運而生。使用2605S2制作的變壓器，其鐵損僅為硅鋼變壓器的1/5，鐵損大幅度降低。這一系列技術的推廣將在很大程度上降低鐵損。

其次，要求供電設計施工人員要盡可能的利用所學知識，在選擇使用變壓器的時候，靈活應用先人計算公式，選擇合適的與線路匹配的變壓器，杜絕大馬拉小車的情況出現，這樣就降低了負載損耗。結合我國的地域廣闊，使用電力變壓器的客戶不同，筆者建議應該因地制宜，針對生產工業區、城市生活區及農業用電區，根據各自不同的用電情況，科學合理的規定對應配送電設備；根據上述降低損耗經驗，使用對應的變壓器設備。

期望在未來的幾年里我國能逐步完成新型節能變壓器的推廣完善，使我國的電力輸送節能走上一個新的臺階。

（作者單位：呼和浩特市供電局）