浅谈变压器的节能设计

浅谈变压器的节能设计

高峰

山东鲁圣电气设备有限公司

摘要：目前，我国所有变压器的耗电量占能源总产量的3～10%，具有较大的空间和节能潜力。因此，电力系统必须重视节能技术的开发和应用，在保证运行质量的前提下，不断提高电力变压器的节能效果。

关键词：节能技术；电力变压器；设计；运用

1电力变压器损耗情况分析

影响电力变压器损耗的主要因素有两个：一种是有功功率损失，另一种是无功功率损失，电力变压器在运行过程中发生的损失称为有功功率损失，更详细的可分为铜和铁的损失。其中一个具体表现是变压器铁心热，以热能的形式失去了大部分功能，必要时对电力变压器的运行有一定的影响。经过仔细分析，铁的损失包括滞后和涡流的损失.电磁感应原理在电力变压器中由于在反向电压装置的具体工作过程中，铁芯有其磁路，使在线回路中的电流形成闭环。有一个类似于涡流的旋转。同时，由于电力变压器铁芯产生涡流，电力变压器铁芯释放一定量的热量，消耗变压器的能量，而这一部分被称为涡流消耗。电力变压器磁滞损耗表现为交流电流通过电力变压器刚性部分时磁线尺寸和方向的系统变化，引起相互摩擦，导致电力变压器产生热能，这就是所谓的磁场质量损失。电力变压器中的铜损耗并不常见，主要是指电力变压器在电阻环上的损耗，在此过程中将部分电能转化为热能消耗。在电力变压器的情况下，由于该过程在电力变压器中没有实际的有功功率，能量转换和传输引起的损耗称为无功损耗。电力变压器无功功率损失也分为两部分。首先，电力变压器本身的电流与负载电流有恒定的关系，可以构成恒定的损耗。其次，电力变压器的负载电流越大，损耗越大，另一方面，由于变压器是基于与主磁路相连的电流，因此永久损耗与变压器的负载电流没有直接关系，在设计变压器时，有关人员不应考虑实际无功损耗设计的特殊电容。

2节能技术在电力变压器设计中的应用

2.1基于降噪技术的电力变压器设计

电力变压器装置的设计表明，噪声主要由机械噪声和冷却噪声组成。机械噪声的产生是由于机器内部钢板与机器机架之间的共振，例如，在变压器工作时，被插入内钢板上的磁片固定，噪声被转移到物体上，通过另一个载体产生振动传递力。在用节能降噪技术设计电源变压器时，可以从以下几个角度入手。首先，取代了变压器内部的钢板结构，增加了介电元件的密度，从而降低了电磁效应。可采用磁通材料，因此当变压器内部元件受到电磁影响时，材料膨胀系数明显降低，提高了元件的稳定性，有效防止了共振现象。其次，还可以改变变压器导体内部结构的磁通密度，如果增加元件磁通密度的阈值宽度，则受频率影响的导体结构可能具有更高的容量。最后，有振动，作为绝缘变压器中的电流导体，通过阻断噪声感染源来阻断噪声的传播。在变压器机组主要部件中加入橡胶垫：铁芯、钢板、钢箱等，可以提高整个机组的抗震性能.还可以先确定变压器中机械零件的位置，准确分析传播过程中各种噪声源的浮力系数，然后选择第一阻尼点并进行降噪处理，为了节约能源和保护环境。

2.2基于减少损耗技术的电力变压器设计

变压器在实际运行过程中的损耗因运行条件的不同而略有不同，但一般来说，最常见的原因是设备本身运行过程不规则，如机器零件磨损、节点位置的影响等。因此，在节能设计和减少损耗方面，注意空载和死载两种运行条件就足够了。对于电力变压器，需要改变电力变压器的连接参数，以保证在空载条件下节能。一是可以改变电源变压器铁芯的连接形式，使电力变压器中铁芯介质产生的磁方向与铁芯的连接方向一致，并使连接过程中的电能损失向后。能源运输。二是电力变压器的对接角度可以由目前的90度改为45度，也可以帮助调整电力变压器的安装角度，减少损耗。三是通过5个步骤降低芯焊缝与电力变压器连接时的损耗。因此，电力变压器可以提高其他内部元件的集成程度，帮助电力变压器达到最小的能量损耗。四是为了加强电力变压器，可以改变现有的封闭式紧固模式，采用选定的电缆绑定方式绑定电力变压器零件，减少电力变压器的变形。应考虑电力变压器在以下条件下的损耗系数与磁密度的关系：由于电力变压器的磁密度降低，负载条件进一步促进了能量损失。五是保证运行过程中电源变压器内部元件和设备的完整性，防止因电源变压器内部元件不完善而出现划痕。

2.3基于温控技术的电力变压器设计

在电源变压器的长时间运行模式下，内部元件不可避免地会迅速加热，当温度超过系统极限值时，整个设备的磨损强度会显著增加。降低温度，使装置系统温度变化值与实际运行指标相匹配，无疑是增加变压器资源的有效手段。具体来说，可以通过绕组热驱动特性来控制提升温度，这一过程需要使用“六度原理”来模拟当前设备，因此在绕组运行过程中数据会发生变化。变压器单元能准确显示，计算系统温度与不同条件下节点磨损的线性关系，进而得出解决方案，还可以通过对绕组节点中的热点进行物理冷却来启动外部冷却，使燃烧组部件在安全的条件下工作，提高设备的实际使用寿命。同时要充分考虑器件内部元件的图形分布，灵活运用物理冷却和磁屏蔽技术，解决磁通现象引起的局部散热问题。

2.4基于燃料替代技术的电力变压器设计

对于电力变压器，应用换油技术可以保证绝缘和安全使用。根据目前大韩民国电力变压器的基本规范，电力变压器的电介质燃烧温度约为340℃，而该水平的变压器发生事故的概率最低。石油和天然气技术的这些特点是由于生物降解率很高，在25天内可以达到95%的降解率，而且这种材料的污染物比矿物少。该技术还包括对电力变压器电磁磁场的干扰，以保证电力变压器交流电场的均匀分布。许多实验观察结果表明，这些换油技术相对稳定，可有效帮助电力变压器降低损耗。针对电力变压器的具体工作过程，需要结合电力变压器的不同工作角对电力变压器的不同工作模式进行分析，以帮助选择最合适的换油技术。

2.5低磨损变压器的选择

首先，要加强对铁路货物的管理。变压器空载损耗通常发生在变压器堆芯内部，主要是由于变场线通过铁芯时产生涡流效应。变压器铁心材料影响变压器的使用，首批变压器铁芯材料由软铁组成，易于磁化消磁。由于周期性磁变化和切割，软铁的使用引起涡流。可以选择用钢丝加工变压器铁芯，减少涡流的发生。其次，加强非晶合金变压器的使用。非金属合金一般厚度为27米，1/11冷轧硅钢，但电阻率是冷轧钢的3倍。因此，非晶合金芯大大降低了变压器中涡流的损耗.此外，由于非晶合金带材的覆盖面积小于冷轧硅钢，采用非晶合金作为变压器材料时的滞后损失小于冷轧损失。

结语

总的来说，目前电力变压器在电力系统中的应用非常广泛，导致功率下降。因此，电力变压器的经济运行和减少其磨损是电力系统经济运行中的重要环节，也是节能的重要手段之一。要注意这一点，通过科学有效的设计手段扩大节能技术的应用，进一步带动我国电力工业的发展。

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