電力變壓器節(jié)能的新趨勢

中圖分類號：G4 文獻標識碼：A 文章編號：1008-925X(2012)06-0286-01

摘要：變壓器是電網(wǎng)系統(tǒng)中最重要的設備，它的經(jīng)濟性、安全性與環(huán)保性直接關系電力系統(tǒng)的經(jīng)濟效益和社會效益.通過對電力變壓器損耗因素的理論分析，從變壓器制造材料、鐵心結構以及制造技術的發(fā)展方面進行了說明，就如何降低變壓器的損耗進行了探索，從而提出了變壓器經(jīng)濟運行方式和電壓調整方式等方面的具體節(jié)能措施。

關鍵詞:電力變壓器；節(jié)能措施；損耗

隨著現(xiàn)代社會日新月異地快速發(fā)展，要求防火的場所大量增加，如我們身邊的高層建筑、地鐵、火車站、機場以及石油化工企業(yè)等日益增多，人們對變壓器的安全性能也提出了越來越高的要求。由于礦物油易燃、易爆，所以油浸式變壓器不宜安裝在防火要求高的場所，而且油浸式變壓器在運行過程中也會因滲漏油而污染到環(huán)境。

電力變壓器是一種將電壓降低到電氣設備工作電壓的電氣設備，該類變壓器主要用于電氣設備。它是一種靜止的電氣設備，在能量轉換過程中沒有機械損耗，所以效率通常較高，一般在95%—98%。降低電力變壓器損耗的途徑一般有兩種：一種就是采用更多的材料來降低損耗，另一種則是采用新的工藝和技術來降低損耗。我國今后在電力變壓器節(jié)能技術上發(fā)展所采取的方法就是在變壓器的結構、材料、工藝和其設計上采用先進的技術，在不增加產(chǎn)品重量和體積的前提下，達到降低損耗的目的。隨著我國近年來市場經(jīng)濟的發(fā)展和科技的不斷進步，以及新材料、新工藝的廣泛應用，國內已經(jīng)有不少變壓器制造廠家不斷研制出新的低損耗和各種結構形式的配電電壓器，為我國今后在電網(wǎng)建設環(huán)節(jié)走節(jié)能環(huán)保之路奠定了堅實的基礎。

一、 新型節(jié)能變壓器的種類

1）卷鐵芯電變壓器（S11 型）。一些發(fā)達國家早已采用這種變壓器，近些年來我國也在逐步推廣這種變壓器。S11 型卷鐵芯配電變壓器適用范圍較廣，性能水平也優(yōu)于S9 型變壓器，其空載損耗平均降低30%，空載電流平均下降70%，噪音水平下降7～10 分貝。

2）單相配電變壓器。這種變壓器多為柱上式，一般為少維護的密封式，以便于安裝并靠近負荷中心，大大減少了低壓線路上的損耗，我國在一些地區(qū)試用后頗受歡迎。

3）非晶合金配電變壓器。這種變壓器的空載損耗比硅鋼片鐵芯變壓器下降70%～80%。以50～2500 千伏安非晶合金鐵芯配電變壓器為例，空載損耗在34～700 瓦，空載電流在0.5～1.5%之間，節(jié)能效果也是非常顯著的。

4）干式變壓器。由于干式變壓器的結構簡單、維護方便、阻火阻燃等特點，所以已經(jīng)被廣泛應用在對安全運行有較高要求的場合，滿足了建筑內的安全防火要求。干式電力變壓器一般用于工業(yè)及民用設計中，常用的為10/0.4kV，50Hz，三相最大額定容量2500kVA，可以在戶內（外）都使用，容量在315kVA 及以下時可安裝在桿上。目前，干式變壓器已約占到配電變壓器的20%左右，部分大型城市已占到50%。我國主要應用的是環(huán)氧樹脂干式變壓器和nomex 紙絕緣非包封式H 級干式變壓器。

5）箱式變壓器。這種變壓器又稱為高低壓預制式變電站，其大部分功能部件與變壓器器身均浸入變壓器箱內，占地面積小，還能起到美化環(huán)境的作用。

二、 新型變壓器有關節(jié)能的問題

非晶合金變壓器是節(jié)能環(huán)保配電變壓器的主要代表，采用這種變壓器是我國電網(wǎng)建設理想的發(fā)展方向。非晶合金變壓器雖然在20 世紀80 年代就已經(jīng)研制成功，比如印度每年都有數(shù)十萬臺非晶產(chǎn)品入網(wǎng)運行，而在我國卻是應用較晚，這使得人們產(chǎn)生了一種技術不成熟的概念，其實這正是一個誤區(qū)，應該這樣說，非晶合金變壓器是種比較成熟的節(jié)能型產(chǎn)品。之所以產(chǎn)生這種認識，主要原因還是在于價格較高，它比硅鋼片鐵芯變壓器價格貴一倍以上。在評價變壓器時不能僅僅局限于初始的采購價格，應該充分考慮到變壓器在運行過程中的綜合成本因素，其中就包括節(jié)能效益。支付新S9 型變壓器的設備費用在不計淘汰下來的老式變壓器回收價值的條件下，投資額可以在3 年中節(jié)約的電費中得到償還。而使用非晶合金償還年限也不會超過8 年，從20 年長期運行的綜合效益來看，選擇非晶合金變壓器比使用一般硅鋼片變壓器經(jīng)濟合理，值得投資。

另外，非晶合金材料技術的發(fā)展，也促進了節(jié)能變壓器的發(fā)展。非晶材料又稱金屬玻璃，是一種無晶體原子結構的合金，通常為鐵、鎳—鐵和鈷基合金。鐵磁體非晶合金比已知的另一些材料更易于磁化和消磁，它的磁性能已被確認在材料內部更易于磁性反轉。由于非晶合金優(yōu)良的性能，使用其作為鐵心材料的變壓器擁有良好的節(jié)能效果。非晶合金變壓器的空載損耗僅為S9型變壓器的20%，而負載損耗與其相同。

配電變壓器的環(huán)保問題主要就集中在噪音上。其噪音一是來自變壓器本體，是由硅鋼片的磁致伸縮和繞組中的電磁力引起的，二是來自冷卻設備，比如冷卻器所引起的噪音。所以，就應該從這兩方面作為突破點來降低噪音。對變壓器本身的降低噪音是采用高導磁的硅鋼片，還可以通過完善鐵芯和引線的夾持結構，在鐵芯表面涂環(huán)氧漆或采用橡皮墊，另外還可以加大油箱箱壁厚度、加固油箱以及附件等措施，可減緩并吸收磁致伸縮所產(chǎn)生的震動能量。在變壓器外部的消聲上則可以在變壓器底部加裝防震支架或剛性彈簧以及橡皮墊進行消震；在室內墻面進行涂覆處理或裝置吸聲材料，以增加墻面的吸聲系數(shù)；在室外建隔聲墻，以便起到隔聲和吸聲作用；采用隔聲門和消聲百葉通風窗；采用集中散熱方式，將變壓器本體封閉于室內或隔聲罩內。

三、 新型變壓器在節(jié)能方面的優(yōu)勢

新型變壓器與老式變壓器相比具有以下優(yōu)點:

1）新型變壓器避免了由于在運行過程中發(fā)生故障而導致變壓器漏油發(fā)生火災和爆炸的危險。由于新型變壓器使用的絕緣材料均為難燃、阻燃材料，即使在運行中，變壓器發(fā)生故障而引發(fā)火災或有外來火源，也不會使火災的災情擴大。

2）新型變壓器不會像油浸式變壓器那樣存在滲漏油問題，更沒有變壓器漏油老化等問題，因此對運行維護和檢修的工作量大為減少。

3）新型變壓器一般為戶內式裝置，對特殊需要的場所也可以制成戶外式。對戶內式而言，它可以和金屬封閉開關設備安裝在同一室內，也可以和金屬封閉開關設備共用一個外殼，從而可達到節(jié)省安裝面積。

4）新型變壓器具有很強的防潮和防污能力，并可在極其惡劣的環(huán)境條件下進行工作。

隨著現(xiàn)代社會的不斷前進，促使著其對新型節(jié)能變壓器的需求量迅猛增加。特別是近些年來城市基礎設施的建設規(guī)模不斷擴大以及高層建筑不斷涌現(xiàn)，對新型變壓器的需求量大幅攀升。并隨著制造工藝的不斷進步以及新材料的出現(xiàn)，節(jié)能變壓器的技術將進一步成熟，產(chǎn)品的安全可靠性以及節(jié)能環(huán)保性也將得到進一步的提高，產(chǎn)品的成本也必然會進一步下降，那么推廣節(jié)能變壓器的前景將變得更為廣闊。觀念新，節(jié)能環(huán)保的步子就大。所以，我們必須改變觀念，要算大帳，要從長遠著眼，充分地認識到老式變壓器多使用一天就多一天的損耗，即使能用我們也不能再用下去了。

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