配電變壓器的節(jié)能研究與探討

摘 要：電能是現(xiàn)今社會主要能源，不論日常生活，還是生產(chǎn)都離不開電能，人類已對電能產(chǎn)生依賴性。隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，社會對于電能需求隨之增加，這使得電力節(jié)能顯得越來越重要。在電力系統(tǒng)中配電變壓器占著著重要位置，是整個電力系統(tǒng)的核心組成部分之一，但也是主要損耗設(shè)備。配電變壓器在完成電壓變化及電能傳輸過程中，都會產(chǎn)生電能損耗，做好配電變壓器節(jié)能非常重要。文章將針對配電變壓器的節(jié)能展開研究和分析。

關(guān)鍵詞：電力節(jié)能；配電變壓器；節(jié)能技術(shù)

引言

電能是科學(xué)技術(shù)進步和經(jīng)濟發(fā)展的基石。電力工業(yè)作為國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，在國家大力扶持下，發(fā)展十分迅速。但隨著電力體制改革的不斷深入，電力市場化趨勢日益明顯，電力企業(yè)想要保障利潤，降低運營成本，增強自身市場競爭力，必須做好電力節(jié)能改造，而電力節(jié)能中配電變壓器節(jié)能是重中之重。配電變壓器是主要損耗設(shè)備，配電變壓器損耗已占總損耗的百分之六十，可見配電變壓器節(jié)能的必要性。每臺配電變壓器都存在空載損耗、短路損耗、額定負(fù)載消耗，這些損耗都將提高電力運營成本，配電變壓器節(jié)能勢在必行。

1 配電變壓器的發(fā)展與結(jié)構(gòu)

1.1 配電變壓器的發(fā)展

配變壓器是交流輸電、變電、配電過程中主要設(shè)備。1831年，英國科學(xué)家法拉第根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象，提出利用互感改變電壓設(shè)想。1851年，列姆勒夫發(fā)明的感應(yīng)線圈就是變壓器的雛形。1885年，匈牙利科學(xué)家研制了世界第一臺工業(yè)變壓器。變壓器按用途可分為：電力變壓器和特種變壓器兩大類。按調(diào)壓方式可分為：激磁調(diào)壓和有載調(diào)壓變壓器兩種。配電變壓器是電力系統(tǒng)的核心組成部分，它的性能直接影響著整個電力系統(tǒng)運行質(zhì)量和整體能耗。與西方發(fā)達國家相比我國電力變壓器技術(shù)起步較晚，1971年才能自制造，且技術(shù)手段落后于歐美三十年。當(dāng)時我國配電變壓器主要模仿蘇聯(lián)。六十年代中國研制的配電變壓器屬于高能耗變壓器，技術(shù)落后。八十年代的S7、S9系列能耗平均下降三分之一，與西方技術(shù)差距明顯縮短。九十年代，開發(fā)的新型節(jié)能配電變壓器，其空載損耗降低百分之十。但近些年隨著電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模的擴大，發(fā)電機組容量的增大，輸電電壓的提高，配電變壓器能耗問題日益突出。

1.2 變壓器的基本結(jié)構(gòu)

配電變壓器的基本構(gòu)成部分是：鐵心、繞組、絕緣套管、油箱及其它附件等。其中主要的構(gòu)件是：鐵心和繞組。鐵心影響著整個配電變壓器性能，由磁導(dǎo)率很高的硅鋼片制成，硅鋼片有熱軋和冷軋兩種，但由于熱軋硅鋼片性能不理想，現(xiàn)今幾乎已很少使用。冷軋硅鋼片又分為：無取向和取向兩種，其中取向冷軋硅鋼片有明顯的方向性，即沿著軋制方向的磁性能好，目前大多配電變壓器采用這種材料。繞組是由截面為圓形，扁形的鋼，鋁導(dǎo)線繞制而成，主要形式有：層式和餅式兩種形式，可分為：高壓繞組與低壓繞組。按照電源關(guān)聯(lián)性和分為：原繞組與副繞組，當(dāng)改變原、副繞組的匝數(shù)時即可改變副繞組的電壓。如果按變壓器鐵心和繞組的配置來給配電變壓器分類，可為心式和殼式兩種。

2 配電變壓器損耗現(xiàn)狀

目前，我國用電量的百分之八十由火力發(fā)電供應(yīng)，但火力發(fā)電污染問題十分突出，這些污染物的排放是造成酸雨的主要原因，對人、畜、莊稼都有極大危害，更會引起臭氧層破壞。為配電變壓器損耗所提供的電能將再次加重大氣污染，增加了污染物排放量，增加電力運營成本，當(dāng)前配電變壓器是電力系統(tǒng)主要損耗設(shè)備，可見配電變壓器節(jié)能的重要性。配電變壓器節(jié)能不僅能減輕環(huán)境污染，還能降低供配電成本，促進綠色電力的實現(xiàn)。配電變壓器損耗嚴(yán)重影響著整個電力系統(tǒng)安全性、可靠性、環(huán)保性、經(jīng)濟性，想要保障電力系統(tǒng)的社會效益、經(jīng)濟效益、環(huán)境效益，必須做好配電變壓器節(jié)能改造。目前我國電力節(jié)能現(xiàn)狀并不理想，電網(wǎng)損耗占總損耗百分之七，配電變壓器損耗則占到了百分之六十左右，可見電力損耗的嚴(yán)重性。配電變壓器損耗可分為：銅損與鐵損兩大類，不同類型的損耗又分為：附加損耗與基本損耗。負(fù)載損耗就是最主要的銅損耗，而空載損耗是主要的鐵損耗。總損耗就是鐵損耗與銅損耗之和。相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，目前中國配電變壓器每年造成的電能損耗將近四百五十億千萬時，已達到中國全國總發(fā)電量的百分之三點四，這不僅給電力企業(yè)帶來了損失，更浪費了資源，造成了環(huán)境污染。雖然近些年，我國大力投資進行電網(wǎng)改造，但比較資金有限，且當(dāng)前許多配電變壓器仍有較長使用年限，如果統(tǒng)一全部更換成本較高，所以很多地區(qū)依然在使用高能耗配電變壓器，因此整體電力節(jié)能效果并不理想。進行配電變壓器節(jié)能改造，提高電能利用率勢在必行。

3 配電變壓器節(jié)能措施

通過前文分析不難看出配電變壓器節(jié)能的重要性和必要性，配電變壓器節(jié)能是提升供配電系統(tǒng)社會效應(yīng)、經(jīng)濟效益、環(huán)境效益的必經(jīng)之路。下面通過幾點來分析配電變壓器的節(jié)能措施。

3.1 限制干式變壓器的使用

目前我國對干式變壓器的應(yīng)用還比較多，但這種變壓器阻抗電壓增幅較大，負(fù)載損耗十分嚴(yán)重，且可靠性低，價格比較昂貴，更難以回收再利用，投資量與壽命周期不成比例，是所有變壓器中能耗問題最突出的一種。因此，電力企業(yè)應(yīng)限制對干式變壓器的使用，對干式變壓器的使用范圍和使用數(shù)量進行控制，對已使用干式變壓器的區(qū)域進行定期維護，提高變壓器穩(wěn)定性，避免故障的發(fā)生，這樣才能有利于電力節(jié)能的實現(xiàn)。

3.2 優(yōu)化配電變壓器的選型

目前我國市面上的主流節(jié)能配電變壓器主要有S7、S9、S11等等，這一系列變壓器經(jīng)過不斷技術(shù)改良，其空載損耗有明顯下降。電力工程中配電變壓器的選型應(yīng)注意優(yōu)選，要綜合考慮電網(wǎng)經(jīng)濟運行參數(shù)，根據(jù)變壓器容量利用率來選擇，以降低配電變壓器運行中的無功損耗與有功損耗。雖然使用大容量變壓器會增加一次性投資量，但卻可以降低損耗，節(jié)約后續(xù)運行成本，所以建設(shè)中應(yīng)根據(jù)優(yōu)化需求來選擇型號，電壓偏移較大的區(qū)域應(yīng)選擇SZL7和SZ9系列，若對電能質(zhì)量要求較高的區(qū)域應(yīng)選擇S11，若雷災(zāi)區(qū)，要選擇防雷配電變壓器。

3.3 合理布局配電變壓器

做好配電變壓器選型后，要科學(xué)設(shè)計施工方案，合理確定配電變壓器布局。布局設(shè)計中要根據(jù)負(fù)荷分布來計算，采用分區(qū)確定法，保障預(yù)測與計算的科學(xué)性與合理性。先要確定10KV配電變壓器位置，在根據(jù)該位置計算優(yōu)化方案，結(jié)合優(yōu)化結(jié)果相應(yīng)確定35KV及更高電壓的配電變壓器位置。但是由于實際運行中負(fù)荷可能會存在諸多不確定性。因此，設(shè)計中要將這些不確定需求考慮在內(nèi)，確保供配電的安全性和可靠性，減低故障率，合理分布能有效提高電力利用率。

4 結(jié)束語

電能對現(xiàn)代社會發(fā)展進步有著重要影響，人類世界已離不開電能，想要實現(xiàn)電力節(jié)能，配電變壓器節(jié)能勢在必行。電力工程建設(shè)中應(yīng)將電力節(jié)能考慮在內(nèi)，做好配電變壓器選型，合理設(shè)計分布位置。

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