如何減少配電變壓器的損耗

何若海　呂淵

摘要：目前電力變壓器低效、高耗運行問題仍普遍存在于整個電力輸電系統中，這些已成為阻礙變壓器經濟運行的主要障礙。因此，提高變壓器運行效率，降低變壓器自身損耗，提升資源利用價值，已成為目前普遍關注的重點。并且在長期的實施過程中積極的對電氣進行維護與管理，對變壓器的節能降耗起到了明顯的作用。基于此，文章就如何減少配電變壓器的損耗進行簡要的分析，希望可以提供一個借鑒。

關鍵詞：配電變壓器；損耗；措施

1變壓器的損耗

1.1空載損耗

所謂空載損耗，即變壓器在空載狀態下產生的損耗，它包括銅損、鐵損以及附加損耗。變壓器在空載時，二次繞組是沒有電能輸出的，但一次繞組中有空載電流流過，繞組的導線是有電阻的，它將從電源中吸取電能，這些電能最后全部以熱能的形式散發在周圍的介質中，這就是變壓器的銅損；由于鐵芯中的磁場是隨時間作正弦變化的，當鐵芯反復交變磁化時引起的磁滯損耗和渦流損耗之和，即為變壓器的鐵損，鐵損與負載的大小與性質沒有關系，在鐵芯材料和電源頻率一定的情況下，只要電源電壓不變，鐵芯中的磁通就不會變，變壓器的磁滯損耗和渦流損耗也不會變；由于鐵芯中磁通密度分布是不均勻的，使某些金屬部件受雜散磁場的作用而發熱而產生的損耗，這部分損耗稱為附加損耗。

1.2負載損耗

負載損耗有電阻損耗和雜散損耗兩類。電阻損耗是負載電流流經變壓器二次繞組線圈，因線圈自身的電阻而導致的損耗，在數值上為負載電流平方與線圈電阻的乘積，它區別于空載損耗的銅損，銅損是在一次繞組側產生的，而負載損耗中的電阻損耗是在二次繞組側產生的，且只有在有負載的情況下才會產生；雜散損耗是由負載電流感應的漏磁通在結構件和線圈中形成的損耗，包括結構損耗和渦流損耗，其與多種因素有關，比如，漏磁通的分布、大小及線圈所用導線的厚度、導線換位等等。對于中小型電力變壓器，變壓器線圈的電阻較大致使電阻損耗很大，而雜散損耗在總損耗中的比例很小，若線圈的材料一定（銅或鋁），只能憑借增加導線的截面積來減小導線的電流密度而降低電阻損耗，但由此會導致線圈的尺寸變大，從而使變壓器的體積和重量均增大。對大型電力變壓器而言，雜散損耗在總損耗中所占比例較大，可達總損耗的1/3。

2降低電力變壓器損耗的措施

2.1選取節能型變壓器

節能型的變壓器主要是采用的導磁與導電材料的技術來對變壓器進行節能降耗的，另外還有非晶材料的發展，非晶材料的發展也在一定程度上促進了變壓器的發展，自從1980年以來非晶合金鐵芯的商業化促成了世界各地的幾十萬臺的非晶合金的配電變壓器的應用。鐵基非晶合金是由80%Fe及20%Si，B類金屬元素所構成，它具有高飽和磁感應強度（1.54T），磁導率、激磁電流和鐵損等各方面都優于硅鋼片的特點所以非晶材料的變壓器與傳統的配電變壓器相比，更容易節能降耗，是節能降耗中非常有效的方法之一。

2.2采用新型導線

變壓器采用無氧銅材質的導線，使線圈電阻減小，從而降低變壓器運行的負載損耗和空載損耗。目前已開展使用的高溫超導配電變壓器，采用超導材質的導線代替傳統的銅芯導線，除降低了變壓器的損耗，還間接提高了變壓器抵抗短路電流的能力。

2.3優化磁體材料

目前出現的非晶合金材料，相對于普通磁體，具備更好的磁化和消磁性能。對變壓器磁體材料進行優化改進，采用該材料替代傳統的普通磁體制作鐵芯，可降低變壓器磁滯損耗、空載損耗及無功損耗，提升變壓器運行的經濟效益。

2.4抑制諧波

節能濾波型整流變壓器通過抑制諧波對變壓器發熱、振動和噪聲等產生影響。該種變壓器有4套繞組，二次側上、下繞組通過移相技術分別連接整流器以構成12脈波，二次濾波繞組安裝感應濾波裝置對諧波進行抑制、對無功進行補償。此外，對濾波繞組進行零等值阻抗設計，可實現諧波的良好抑制、變壓器鐵芯的諧波磁通低以及節能等優點。

2.5合理配置電網的補償裝置，合理安排補償容量

2.5.1增加無功補償的設備，以提高功率的因數

在農網線路中可以合理的運用電容器來實現提高電網中的無功補償的能力，電容器充電、放電兩大基本功能就可以幫助農網線路中提高無功功率補償的能力，從而提高供電系統中的功率因數，降低供電變壓器以及輸送線路的損耗，提高供電效率。

2.5.2無功功率的合理分布

對于無功功率也要高度的重視，無功功率的存在降低了發電機和電網的供電效率，所以對于無功功率要合理的配置，減少無功功率的運輸距離，除此之外還要注意其他方式的損耗進行計算和補償。

2.5.3合理計劃并聯補償電容器的運行

從大量的經驗中表現出變壓器的節能降耗主要是投入使用電容器。但是人們只是意識到了電容器的積極作用卻忽視了其也會造成電網整體的損耗，所以在現實的節能降耗中要考慮整體的耗能來合理的設計電容器的投入。

2.6經濟調度，降低網損

2.6.1合理的制定電網的運行方式

對于電網的運行方式也要合理的調整，把所有現有的運行設備以及電路進行精確的計算并設計其組合方式，保證設備運行的能量消耗可以降到最低。

2.6.2根據電網的實際潮流變化及時調整其運行方式

電網的實際潮流變化也就是指根據電網的實際工作中運行的狀態不斷地調整運作方式，保證電網的效率。對實際負荷要定期的測量與計算，確保設備之間的交錯運行密切結合，以實現電網經濟運行的最大化。

總之，電力變壓器是電力系統中不可缺少的電氣設備，其能耗多少直接關系到整個電力輸電系統的損耗大小，變壓器用戶可根據負荷、用電設備以及自身的實際情況，選擇合理的節能措施，從而取得良好的節能效果。