变压器节能原理及使用选择探讨

变压器节能原理及使用选择探讨

刘艳娜

（保定天威保变电气股份有限公司河北保定071056）

摘要：社会经济水平的提高推动了科学技术的创新，在长期的探索实践中我国电力系统发展较好，保证了电网运行的安全稳定。在电力系统的现代化发展中，先进的技术应用可以实现电力的节约。而且现在电力系统中低压配电变压器的运行中还需要继续发展完善，与国家提倡的绿色环保型发展相适应，因此，必须要加快对其节能关键技术的研究。根据我国当前电力系统中低压配电变压器的运行情况，把握其节能的关键技术，实现电力资源的节约。

关键词：低压；配电变压器；节能；关键技术；研究

在配电网中对不同电压等级间的电能进行相互转换的重要设备就是变压器，它在电能生产、输送和调度分配等环节中发挥着重要作用。低压配电变压器在电力系统中占据着重要地位，在电力系统中其损耗是电网系统损耗的60~70%。要提

高低压配电变压器的经济效益，降低能耗，实现电力系统的节能环保性，带动电力系统的快速发展。

1低压配电变压器

1.1变压器

配电系统的一个关键设备就是变压器，它可以控制电力系统的电压，实现对电能的分配和输送。变压器的使用效率高，可以实现98%的效率，但配电系统的数量多且容量大，在运行时的总损耗就会很大。我国的变压器总损耗大约是配电系统整体损耗的30%，在配电系统中降低变压器的损耗，实现节能环保，是电力系统的发展重点。

1.2配电变压器的工作原理

配电变压器的运行利用的是电磁感应原理的电气设备，通过运用相互影响的两个电磁绕组互感改变电压和电流强度，最终实现电流特性的转变。配电变压器的结构主要分为三个部分：初级线圈、磁芯和次级线圈。变压器最理想的状态就是变压器两组线圈产生的电功率一样大（P初=P次），此时在初次两级线圈的电压和圈数关系为U初/U次=N初/N次，结合具体的设计和实际需要，配电变压器就可以进行电力间的转换应用。

2低压配电变压器节能的关键技术

2.1使用材料

降低低压配电变压器的损耗，实现节能环保的根本是要选择节能的变压器材料，通过运用导磁材料和导电材料技术进行发展完善，目前运用最广泛的材料主要是薄硅钢片，而非晶材料的发展对于变压器的发展也起到了促进作用。在商业化非晶合金铁心后，在世界各地非晶合金配电变压器的应用也增加到了几十万台。非晶合金配电变压器中铁芯的制作运用的是非晶合金材料，其厚度是普通硅钢片的1：10，高磁导率，低矫顽力，具有高电阻率和低铁损的特点。比硅钢片配电变压器相比，非晶合金配电变压器的空负荷损耗会下降70—80%，空载电流也会减少80%左右，在电力系统的节电降耗方面可以发挥绝对的优势。但是这一方式依靠的是通过对材质的改进来降低变压器损耗，其会受到科学技术发展的影响制约，导致市场价格高，难以进行大范围的推广。非晶合金铁心变压器比较环保，其无噪音，损耗低，与普通产品相比空载损耗只是其的20%。而且非晶变压器可以实现完全的密封，运行费用不高，还不需要维护。目前在变压器的市面上广泛推广的产品就是节能变压器，比如S11节能变压器系列，与上一代的S9系列产品相比，通过参数的对比可以发现，S11将空载损耗降低了75%左右，而其负载损耗和S9系列的产品基本相同。

2.2经济运行方式

实现低压配电变压器的节能和损耗控制，要在控制管理配电变压器的材料和工艺基础上，把握变压器的运行方式。在传统的低压配电变压器运行中，其运行方式存在问题，因此就出现了变压器运行的高能耗和高损耗。基于这样的运行情况，在低压配电变压器的运行中就要保证其运行方式的经济合理性，现阶段对低压配电变压器进行节能改造的关键就是其境内就运行方式，主要采用的方式是无功补偿。无功补偿就是要在电网系统安装并联无功补偿设备，比如电容器等，为感性负载提供消耗的无功功率，并据此减少了无功功率在电网电源向感性负荷的提供和由线路的输送，通过减少在电网中无功功率的流动，以此来降低电能损耗，缓解线路和变压器的无功功率输送。而实现无功补偿的方式就是，在同一电路并联具备容性功率负荷和感性功率的负荷装置，在两种负荷间可以实现能量的相互交换。由容性负荷输出的无功功率就可以完成对感性负荷需要无功功率的补偿。在低压配电变压器的使用过程中，无功补偿方式的主要有三种：①集中补偿配电变压器，将电容器组并联安装在低压配电线路中；②分组补偿配电变压器，并联安装补偿电容器在配电变压器的低压侧和用户车间的配电屏；③就地补偿单台电动机，实现电容器等在单台电动机处的并联安装。通过对无功补偿设备的加装，有效的提高功率因数，降低功率消耗，实现对设备输送功率潜力的挖掘。

2.3提高负载功率因数，改善变压器的运行环境

要想对变压器的运行条件进行改善，就要提高负载功率因数。因为如果功率因数较低，无功电流流过变压器就会增大，对有功电流产生限制，并降低低压配电变压器的运行效率和负载功率。所以在对低压配电变压器进行二次侧可以运用无功补偿进行，并在提高运行设备功率因数的基础上，降低其无功电流，然后就可以提高变压器的负载功率和运行效率。而变压器运行环境的改善，需要对低压配电变压器工作的环境进行改善，降低其温度。如果低压配电变压器的工作环境出现温度高、通风效果差的问题，就会大大降低变压器的运行效率，对于变压器内部绝缘的老化情况还会起到加速作用，降低变压器的使用寿命，所以必须要保证变压器的运行环境温度适宜，通风性好。

合理设置变压器参数。很多变压器在安装结束之后，其相关电气参数都选取了默认值，或者是出于安全角度的考虑，全部选用了最大值，这样导致变压器在实际运行中，负荷量过大，部分电气元件提前老化而导致损耗偏高。在实际电气参数设置时，应该结合当地电网的运行负载特性、空载特性、负载率以及其他相关运行参数和电气参数，以保证损耗比值、最低运行损耗为目标函数。

3结语

经济发展的基础是能源的消耗，目前在我国能源消耗中的一个重要问题就是节能降耗。它是推动国民经济建设的重要内容，是实现社会和谐发展的必要途径。在我国电力系统的发展过程中，因为电能消耗太大，现在必须要降低其能耗，运行节能环保的方式进行发展，因此必须要研究变压器的节能技术。在低压配电变压器的运行中，要优化其产品设计，从变压器的材料选用到其运行环境等各个方面进行完善，把握节能的关键技术，实现节能降耗的目的。

参考文献：

[1]李明德，王恺，罗继平.低压配电变压器节能关键技术研究[J].现代电子技术，2013（20）：156—158.

[2]陶云飞.低压配电系统中变压器节能分析[J].智能建筑电气技术，2014（01）：43—47.

[3]何栋，杨雪英.浅析配电变压器低压并列运行的技术要点[J].通讯世界，2016（07）：150.