节能技术在电力变压器设计中的应用

节能技术在电力变压器设计中的应用

杨丹  代宁

特变电工股份有限公司  新疆昌吉州昌吉市  831100

摘要：近年来，我国经济水平在持续提升，但能源短缺问题却越来越严重，资源消耗量大，尤其是电能。电力供给设备的运行压力持续加大，特别是电力变压器装置其内部各组件所承受的运行压力不断增高，相应地带动了设备能耗的加大。基于这一背景，在设计电力变压装置时融入节能环保理念，降低电能损耗，提升能源利用率，强化对节能方法的应用和研究，从根本上降低设备运行过程中的高能耗问题，促进设备运行效率提升。本文主要分析了节能技术在电力变压器设计中的运用，以供有关人员参考。

关键词：节能技术；电力变压器；设计；应用

引言：

为加快国家经济发展速度，我国电网建设进程的推进越来越深入，各个地区电网建设项目逐渐增多，但由于电能需求量的日益增大，电能损耗问题也越来越严重，其中电力变压器的损耗影响颇大，因此，我们应该合理制定变压器的节能措施，在电力变压器设计中加强对节能技术的应用，并在确保设备运行稳定性、安全性的基础上，增强电力变压器的节能性和经济性，延长设备的使用年限。

1电力变压器概述

1.1电力变压器运行原理

变压器处于运行状态时会产生电磁感应。如果绕组接通交变电压，则产生的电具有突变性，此时在铁芯中会有流动的电流，其频率等同于电源电压的频率，产生交变磁通。变压器有电能传递，电压等级各有不同，绕组电压频率相同的情况下会有感应电势产生，在感应相同的情况下就会有交流电产生。

1.2配电变压器损耗

变压器运行过程中产生损耗时，对配电产生影响的因素主要为两个，即无功损耗和有功损耗。当变压器处于实际运行状态时，会有损耗产生，这就是有功损耗。有功损耗包括两方面，即铜损和铁损。其中铁损包括两方面，即磁滞损耗和涡流损耗。变压器运行过程中，变压与能量传递过程会有无功损耗产生，此时的变压器并不存在实质意义上的有功功率。

2节能技术在电力变压器设计中的运用

2.1油替技术的应用

电力变压器在正常工作过程中，利用油替技术，有助于电力变压器绝缘隔离效果的增强，能让设备的运行始终处于稳定状态。结合我国现阶段配电变压器应用的技术标准来看，绝缘类介质燃点通常低于340℃，基于这一等级，电力变压器很难发生火灾事故。而油替技术就能够达到这一特质，由于油气技术具有很大的生物降解效率，可在25日之内实现95%的生物降解，该类物质和矿类物质相比，生成的污染更小。通过对油替技术的合理应用，电力变压器在设计过程中，可以干预感应电磁场，让电力变压器的交流电场始终处于均匀分布的状态。结合相关实验研究得知，油替技术与传统的技术相比，在使用过程中具有良好的稳定性，除了能让电力变压器的损耗整体降低之外，也有利于电力变压器运行稳定性和安全性的提升。电力变压器在日常工作过程中，应该从不同层面分析，依照具体工作状态，综合研究和考量，保证所选择的油替技术能更为科学，针对性更强，促进设计有效性的提高，为变压器运行节能目标的实现提供技术支持。

2.2利用降噪技术进行电力变压器设计

通过对变压器结构进行分析可知，变压器运行过程中产生噪声的一个重要原因是机械设备运行中发出很大的声音，或者机械设备在冷却过程中产生噪声。前者是由于设备中安装有钢片，钢片在振动的过程中与设备框架形成共振，就会产生噪声。变压器运行中钢片会产生磁力，影响固定钢片的垫脚机构，振动过程中会产生应力，应力在不同的介质中传播，就会形成很大的噪声。承接系统中的各个部件温度下降，无论是风扇机构还是冷却机构都会发生振动，产生冷却噪声，而且这种振动是没有规则的，也不存在周期性。基于以上分析，变压器设计过程中可采用以下三个方式对降噪技术进行合理运用：

（1）调整变压器内部的钢片结构，使介质部件有较高密度，即便电磁对装置产生影响，所产生的噪声也会降低。可以合理使用导磁材料，变压器受到电磁作用时，内部各构件都会发生变化，材料韧性降低，伸缩幅度缩小，使部件有较高的稳定性，这样就不会发生共振。

（2）调整变压器中的电磁结构。铁芯结构体积压缩，铁芯就会产生声音，该声音的频率非常高，不能与系统噪声产生共振。通过采用这种方式，使变压器内部导体结构改变，磁通密度也相应地有所变化，磁密宽度阈值提高。

（3）在变压器内部设置对振动发挥导向作用的部件，可以起到很好的隔振作用，从而去除噪声源，阻碍噪声传播。具体工作中，在变压器装置中的铁芯、钢板等关键部位安装橡胶垫片，有效提升抗振性能。此外，要确定变压器中各项机械构件的具体位置，噪声源不同，传播浮动系数也会存在差异，对于此需要认真分析，将阻尼点选择出来，采用有效方式降低噪声，从而获得良好的节能效果。

2.3利用降损技术进行电力变压器设计

电力变压器在电力系统中运行时，会产生一定的电力能源损耗，例如产生热能就会消耗一部分能量，所以为了达到电力变压器节能设计目标，需要减少电力变压器运行过程中的损耗问题。

（1）需要对电力变压器的布局进行整体考虑，减少控制线路长度、降低线路弯度等措施，能够有效降低电力变压器运行过程中产生的能量损耗。

（2）降低导线长度会导致线路承载负荷增加，所以可能会引起导线发热问题，所以需要采用将导线宽度拓宽的方式，采用宽度更宽的传输导线，使电力变压器与控制中心距离更近，不仅能够减少运行能耗损失，还能够减少能量传输过程中的能量损耗，通过拓宽线路宽度能够实现节能目标。

（3）电力变压器线路材料是影响节能效率的重要因素，在电力变压器节能设计中，需要选择合适的导线材料，选择节能效果最优的导线材料，从而能够有效减少电力变压器运行能源损耗。

2.4利用温度控制技术进行电力变压器设计

变压器处于长期持续的运行状态，其内部元件必然会受到影响，主要体现为温度上升，磨损加重。一旦温度超过规定的系统极限值，就会对整个装置造成严重影响，缩短寿命。采取有效措施适当地降低温度，确保装置中系统温度变化情况符合实际要求，充分发挥变压器的各项功能，延长使用寿命，使运行成本适当地降低。具体而言，可以根据绕组的热驱动特性对温度予以控制，如果处于升温状态，则需要控制好幅度。在这个过程中，可以采用模拟操作的方法，对设备运行状态使用计算机仿真软件模拟，更加准确地绘制出变压器装置运行中发生的变化，采用数据信息表示变化情况，将不同环境条件下的系统温度计算出来，分析系统温度与部件磨损程度的线性关系，再制定相应的解决方案。此外，可采用外部冷却的方法，发挥物理冷却的作用使绕组构件的热源产生点不再维持高温状态，组件安全运行，以更好地发挥设备的各项功能，延长使用寿命。对机组电力分布情况予以重视，灵活运用物理冷却技术及磁屏蔽技术，有效解决出现磁通现象时的局部发热问题。

结语：

综合而言，随着环保理念的全面落实，再加上社会发展需求的不断增大，电力变压器的应用越来越广泛，所以在实际设计环节，必须加强对节能的重视，结合当前电力变压器的具体运行情况，有针对性地优化功能设计，合理利用节能技术，保证电力变压器设计的环保性、经济性、实用性能整体提高。

参考文献：

[1]刘兴盛.节能技术在电力变压器设计中的应用[J].科技风,2021(33):193-195.

[2]宋长勇.电力变压器温控器常见问题的分析及处理[J].电子元器件与信息技术,2021,5(1):99-100.

[3]张媛.大型电力变压器设计中的节能技术应用[J].集成电路应用,2021,38(1):152-153.

[4]田壮壮.电力变压器设计中潜在风险因素分析[J].技术与市场,2019,26(5):175.