降低10 kV配電變壓器損耗的方式探討

余健強

珠海市粵燈機電有限公司，廣東 珠海 519000

0 引言

隨著整個國民經濟的快速發展，對變壓器的需求量不斷增加，變壓器自身所消耗的能量也越來越大，這與我國提倡建設節能社會并不相符。因此，有必要采取相應的技術措施，以減少變壓器的損耗。

1 10 kV配電變壓器節能降損技術的應用意義

（1）10 kV配電變壓器采取節能降損技術能極大地提升電網規劃工作的科學性，不僅能實現整體監管技術的升級改造，還能為電容無功補償提供良好的應用空間，發揮10 kV配電變壓器的應用優勢，提升經濟運行水平，共建和諧穩定的電力輸送控制平臺。

（2）10 kV配電變壓器節能降耗技術的應用能從根本上降低運行成本，切合節能經濟發展的基本需求。尤其是在科學技術全面發展的時代背景下，10 kV配電變壓器技術也呈現出全面轉型的趨勢，研發設計和制造水平的增高也極大地降低了損耗。要想實現更大的突破，就要對技術模式予以深度研究和探討，從而推動我國電力事業的可持續進步[1]。

綜上，10 kV配電變壓器節能降損技術的全面推廣具有重要的實踐意義。

2 降低10 kV配電變壓器損耗的方式

2.1 引進新型工藝和材料

變壓器的損耗主要包含空載損耗與負載損耗兩部分。要想有效降低變壓器空載損耗，就要從材料和相關應用工藝兩個方面入手，從源頭落實技術方案，提升降耗水平。

（1）引進新的材料替代10 kV配電變壓器傳統材料，解決電力能源的損耗問題。①使用電阻率較低的無氧銅材料，將其應用在10 kV配電變壓器中，能極大地降低線圈的內阻參數，確保其運行過程能滿足節能降耗的要求。最關鍵的是，無氧銅材料的取材便捷、簡單，應用加工模式也易于操作。與此同時，在10 kV配電變壓器中應用無氧銅材料還能有效改善其斷路問題，提升抗短路能力，這對于提升系統運行安全性具有重要的意義。②10 kV配電變壓器中應用非晶體合金材料能提升磁體結構的應用效果，相較于傳統鐵芯材料，應用非晶體合金材料能更好地減少電磁能源的損耗，并且為10 kV配電變壓器節能處理和應用提供保障。

（2）引進新的工藝流程，提升10 kV配電變壓器節能降耗水平。在配電變壓器生產制作過程中配合電子計算機技術，能極大提升加工精度，將精度參數控制在0.14以下，避免10 kV配電變壓器空載時產生較多的電能損耗。與此同時，利用新型線圈布置應用模式也能對渦流大小予以合理性調控，避免漏磁問題對整體運行安全性產生影響，實現節能降耗的目標。

2.2 降低變壓器負載損耗

近幾年，針對10 kV配電變壓器節能處理的內容逐漸增多，主要是推廣使用S13和S15等低損耗配電處理模式，并且，要結合實際調度要求充分考量電力系統負荷的變化特性。最關鍵的是，要結合實際需求和控制標準完成10 kV配電變壓器容量的選擇。目前，有兩種較為常見的選擇方式。

（1）經濟容量分析。首先，計算配電變壓器的最佳經濟容量，可利用公式（1）進行計算。

式中：S1為變壓器容量最佳經濟容量，kVA；A為年用電量，kWh；cosφ為10 kV配電變壓器負荷的年平均功率因數；Kj為損耗比；T為10 kV配電變壓器全年接電的時間，h；Tl為10 kV配電變壓器全年帶負荷時間（一般為負荷率大于10%的負荷），h。

其次，綜合考量10 kV配電變壓器3～5年生產用電的基本發展情況，秉持動態原則選取最佳容量，并且利用公式（2）的計算完成優選。

式中：KL為負荷發展系數，一般取值為1～1.2。

最后，在全面分析相關參數后，從10 kV配電變壓器產品中選取容量較為接近的設備即可[2]。

（2）年用電量分析。利用公式（3）進行計算。

式中：Rs為容載比，一般取值為1.5～2；P為一年內的最大用電負荷。結合相關數據信息，在同類型產品中選取容量匹配的設備即可。

除此之外，因為10 kV配電變壓器工作中往往都是幾臺變壓器并列供電，此時，有功功率和無功功率的總體損耗才是基本損耗參數，若是維持電力負荷的總量不變，10 kV配電變壓器運行方式也不變，則負載量的差異性就決定了對應變壓器總損耗的差異性。基于此，技術人員要對總負載參數予以合理性分配，選取最適宜且最經濟有效的處理模式，打造更加可靠的處理控制機制，提升10 kV配電變壓器運行的經濟效果，將損耗降到最低。

2.3 應用有載調壓變壓器

推廣應用有載調壓變壓器，該種變壓器可以通過改變分接開關來達到提高變壓器運行水平，降低功率損耗和電能損耗等目的。在10 kV配電變壓器運行過程中，總損耗可利用公式（4）計算。

式中：ΔPk為變壓器短路損耗；ΔP0為變壓器的空載損耗ΔP0'為變壓器空載的容量；P為有功功率；Q為無功功率；U為配電網運行電壓；U1為額定電壓；R為變壓器繞組等值電阻。

由公式（4）可知，10 kV配電變壓器的空載損耗和運行電壓成正比例關系，而短路損耗則與運行電壓成反比例關系，加之多數變壓器運行中空載損耗的占比在80%以上，因此，要想維持配電變壓器降損要求，可在用電高峰期適當提升運行電壓，并保證末端用電設備的電壓偏低且在允許參數范圍內，這樣就能更好地減少損耗，提高電壓質量，向用戶提供合格的電能，也是做好降損工作的需要。若電壓提高1%，則損耗下降約2%。有載調壓配電變壓器如圖1所示。

圖1 有載調壓配電變壓器實物圖

2.4 平衡變壓器的三相負荷

當三相負荷平衡時，中性線沒有電流。當出現三相負荷不平衡，導致負荷重的一相電壓下降，負荷輕的兩相電壓升高，對低壓電器運行不利，需要經常測量變壓器三相負荷電流。在變壓器運行過程中，一旦出現三相負荷不平衡情況，不僅會增加變壓器三相壓差，也會造成嚴重的負序電壓，使電力系統出現異常擾動，對電壓質量及電力系統整體安全性都會產生嚴重的影響。并且，變壓器某相繞組負荷電流增大，必然會增加損耗。因此，要想更好地減少變壓器損耗問題，就要結合實際應用要求維持三相負荷的平衡，在充分分析和統計的基礎上，選取較為合理的布線方案，確保變壓器能在負荷的中心，并利用信息化監控的手段及時了解三相負荷的狀態信息，以便開展更加合理且高效的處理方案[3]。

2.5 合理進行無功補償

合理選擇無功補償方式、補償點及補償容量，能有效地穩定系統的電壓水平。與此同時，也要關注無功補償設備的安裝處理，減少輕載或者空載時過補償造成的功率失衡。無功補償位置應盡量選擇在負荷中心，以取得最優的就地補償效果，減少無功潮流在配電網中的長距離傳輸，達到經濟運行的最終目的。

除此之外，也要結合變壓器應用情況和狀態定期開展運行維護工作，具體包括定期檢查變壓器各處鏈接情況、變壓器套管的清潔度及套管高低壓側接頭的引線情況；降低變壓器運行溫度，做好通風散熱；有效加強日常檢修管理。只有這樣才能降低后續維護難度，避免設備運行不當產生的損耗，配合定期負荷實測工作，維持三相負荷電流和中性線電流情況，避免不平衡電荷對其產生影響。

3 結束語

總而言之，在10 kV配電變壓器降損工作中，要結合實際情況落實更加科學的處理方案，無論是優選容量還是三相平衡處理、無功補償配套裝置安裝、調壓器安裝等工作，都要將日常管理作為關鍵點，及時了解10 kV配電變壓器的運行狀態，從而打造動態化管控模式，為電力系統的可持續發展奠定堅實基礎。