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篇1

關(guān)鍵詞：變壓器 節(jié)能技術(shù) 應(yīng)用

近十多年來，國(guó)內(nèi)許多變壓器制造廠引進(jìn)先進(jìn)的制造技術(shù)和設(shè)備，迅速發(fā)展了全封閉式變壓器、環(huán)氧樹脂干式變壓器、組合式變電站，提高了我國(guó)變壓器技術(shù)水平。這些新型變壓器采用了新材料、新工藝和新技術(shù)，在節(jié)能效果、安全可靠性、免維護(hù)等方面都表現(xiàn)了優(yōu)良的性能。隨著時(shí)代的前進(jìn)，企業(yè)的發(fā)展，而能源的日趨緊張，節(jié)能型變壓器的應(yīng)用顯得尤為重要。

一、非晶合金鐵芯變壓器

非晶合金配電變壓器的鐵芯是由厚度為普通硅鋼片1/10的非晶合金材料制成，這種非晶合金材料具有高磁導(dǎo)率、低矯頑力、高電阻率、低鐵損的特點(diǎn)。因此，非晶合金配電變壓器比硅鋼片配電變壓器空負(fù)荷損耗將降低70%～80%、空載電流可下降80%左右，在節(jié)電降耗方面具有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。所以開發(fā)和推廣非晶合金配電變壓器對(duì)我國(guó)的節(jié)電節(jié)能和緩解國(guó)內(nèi)硅鋼供應(yīng)不足等矛盾有著重要的意義。

二、S9系列變壓器

為了節(jié)約能源、推廣新技術(shù)新產(chǎn)品，國(guó)家在1998年推薦S9系列為更新產(chǎn)品，同時(shí)淘汰高損耗的SL7、SL等系列產(chǎn)品。

（一）改進(jìn)鐵芯結(jié)構(gòu)，降低空載損耗

變壓器的空載損耗雖然僅占變壓器總損耗的20%-30%，但它是不隨負(fù)載變化的損耗。對(duì)于年負(fù)載利用小時(shí)數(shù)較低的中小型變壓器，降低空載損耗的意義就更為顯著。

1、鐵芯材料采用優(yōu)質(zhì)冷軋晶粒取向硅鋼片。硅鋼片性能越好，單位損耗越小，從而空載損耗和鐵芯重量均可降低。

2、改進(jìn)鐵芯結(jié)構(gòu)和工藝。改進(jìn)工藝包括鐵芯硅鋼片采用45°全斜接縫，盡量使磁通能沿硅鋼片軋制方向通過鐵芯接縫；鐵芯不沖孔，采用粘帶綁扎結(jié)構(gòu)，對(duì)硅鋼片不進(jìn)行涂漆處理；嚴(yán)格控制硅鋼片剪切毛刺和鐵芯在帶有精確定位的疊裝臺(tái)上疊裝，使鐵芯接縫質(zhì)量好等工藝項(xiàng)目。從而改進(jìn)了鐵芯結(jié)構(gòu)和工藝條件，有效降低了變壓器的鐵損。

（二）改進(jìn)絕緣結(jié)構(gòu)，降低負(fù)載損耗

繞組采用酚醛漆包絕緣并繞制成圓筒式，繞組的層間及高低壓繞組間采用瓦楞紙絕緣代替油道撐條，縮小了絕緣尺寸。隨著鐵芯尺寸減小，線圈尺寸也相應(yīng)減小，因此，變壓器的負(fù)載損耗也有所下降。

（三）其他方面的改進(jìn)

1、通過繞組線圈的安匝數(shù)，控制繞組的漏磁通，降低了雜散損耗。

2、變壓器油箱上采用片式散熱器代替管式散熱器，提高了散熱系數(shù)。

3、鐵軛絕緣采用整塊絕緣，線圈出線和外表面加強(qiáng)綁扎，從而提高了線圈的機(jī)械強(qiáng)度。

以上改進(jìn)均能夠有效降低變壓器損耗，已廣泛使用。技術(shù)含量更高、性能更優(yōu)越的S10系列已進(jìn)入實(shí)質(zhì)性生產(chǎn)使用階段，正在加緊推廣。

三、密封式變壓器

密封式變壓器有下列3種類型：

（一）空氣密封型

在油箱內(nèi)距箱蓋處留有一定高度的空氣，油受熱膨脹壓縮空氣，減少油對(duì)箱壁的壓力。

（二）充氮密封型

在油箱內(nèi)距箱蓋處留有一定高度的氮?dú)猓玫獨(dú)鈮|作為油體積變化的補(bǔ)償。

（三）全充油密封型

沒有傳統(tǒng)的儲(chǔ)油柜，絕緣油體積變化由波紋油箱壁或膨脹式散熱器的彈性做補(bǔ)償。由于隔絕了油和空氣的接觸途徑，絕緣不會(huì)受潮，變壓器的使用壽命和可靠性得到了提高。此類變壓器較適用于環(huán)境污染較重和潮濕多雨的地區(qū)，利用變壓器自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來改善運(yùn)行特性和延長(zhǎng)其使用壽命。

四、干式變壓器

干式變壓器的鐵芯和線圈都不浸在任何絕緣液體中，它一般用于安全防火要求較高的場(chǎng)合。小容量、低電壓的特種變壓器，為了便于制造和維護(hù)，也做也干式。干式變壓器有下列幾種類型。

（一）開啟式

這是常用干式變壓器，其器身與大氣相連通，適用于比較干燥而潔凈的室內(nèi)環(huán)境，目前，電壓在15KV以下，空氣自冷時(shí)容量可達(dá)1000KVA,更大容量時(shí)一般用吹風(fēng)冷卻。

（二）封閉式

封閉式變壓器與外部大氣不相連通，可用于比開啟式更為惡劣的環(huán)境，由于密封、散熱條件差，目前主要用于礦用隔爆型變壓器。也可充以絕緣強(qiáng)度和散熱能力勝于空氣的其他氣體，如充以2-3個(gè)大氣壓的SF6氣體，并加以強(qiáng)迫循環(huán)，則變壓器的絕緣和散熱能力可和油浸式相比擬，適用于高電壓產(chǎn)品。

（三）澆注式

用環(huán)氧樹脂或其它樹脂澆注作為主絕緣，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、安全、經(jīng)濟(jì)、可靠、方便，一般認(rèn)為無須進(jìn)行維護(hù)，適用于公共場(chǎng)所等較小容量產(chǎn)品。干式變壓器功能強(qiáng)、性能好、質(zhì)量高、成本低，且具有柔性，可根據(jù)市場(chǎng)需要和用戶的反映對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過程做必要的調(diào)整、改革。它既可防止在低緯度地區(qū)變壓器室溫過高，又可減少箱殼內(nèi)凝露，且維修方便、箱殼體積小，正是這些優(yōu)點(diǎn)使其在箱式變電所得到廣泛使用，并發(fā)揮出它的優(yōu)越性。

就目前而言，變壓器的制造理論已達(dá)到一個(gè)頂峰，而其制造工藝和材料使用等方面卻有待開拓創(chuàng)新。新技術(shù)的推廣使用，已經(jīng)取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。降低變壓器損耗雖然是一項(xiàng)重要的節(jié)電措施，但要達(dá)到最優(yōu)節(jié)電效果，還要因地制宜、根據(jù)實(shí)際情況合理選擇變壓器和確定變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式。以科技帶動(dòng)發(fā)展，采用新工藝，應(yīng)用技術(shù)雙贏。各種新型變壓器的工藝技術(shù)也在不斷的更新、改進(jìn)、融入高新技術(shù)，新型電力變壓器的推廣應(yīng)用，不僅可提高我國(guó)變壓器技術(shù)水平，而且能有效降低電能損耗，乃至提高國(guó)家整體電力水平?？傊?，為了適應(yīng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，降低變壓器的損耗是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)，有待廣大科技工作者繼續(xù)付出艱辛的勞動(dòng)。

參考文獻(xiàn)：

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[3]機(jī)械工業(yè)技師考評(píng)培訓(xùn)教材編審委員會(huì).電工技師培訓(xùn)教材[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.

篇2

[關(guān)鍵詞]電網(wǎng)； 變壓器； 節(jié)能； 降耗；

中圖分類號(hào)：TM41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）30-0129-01

一、前言

降低變壓器損耗已是我國(guó)節(jié)能工作的當(dāng)務(wù)之急。變壓器是輸變電系統(tǒng)中的主要設(shè)備之一，用途極其廣泛，其損耗可占線路總損耗的17%。節(jié)能變壓器能夠減少損耗。

二、變壓器損耗的構(gòu)成

1、鐵損（即磁芯損耗）

磁材料在外磁場(chǎng)的作用下，材料中的一部分與外磁場(chǎng)方向相差不大的磁疇發(fā)生了 “彈性”轉(zhuǎn)動(dòng)，這就是說當(dāng)外磁場(chǎng)去掉時(shí)，磁疇仍能恢復(fù)原來的方向；而另一部分磁疇要克服磁疇壁的摩擦發(fā)生剛性轉(zhuǎn)動(dòng)，即當(dāng)外磁場(chǎng)去除時(shí)，磁疇仍保持磁化方向。因此磁化時(shí)，送到磁場(chǎng)的能量包含兩部分：前者轉(zhuǎn)為勢(shì)能，即去掉外磁化電流時(shí)，磁場(chǎng)能量可以返回電路；而后者變?yōu)榭朔Σ潦勾判景l(fā)熱消耗掉，這就是磁滯損耗，是不可恢復(fù)能量。每磁化一個(gè)周期，就要損耗與磁滯回線包圍面積成正比的能量。頻率越高，損耗功率越大；磁感應(yīng)擺幅越大，包圍面積越大，損耗也越大。

渦流損耗，當(dāng)變壓器工作時(shí)。磁芯中有磁力線穿過，在與磁力線垂直的平面上就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于此電流自成閉合回路形成環(huán)流，且成旋渦狀，故稱為渦流。渦流的存在使磁芯發(fā)熱，消耗能量，這種損耗稱為渦流損耗。

剩余損耗是由于磁化弛豫效應(yīng)或磁性滯后效應(yīng)引起的損耗。所謂弛豫是指在磁化或反磁化的過程中，磁化狀態(tài)并不是隨磁化強(qiáng)度的變化而立即變化到它的最終狀態(tài)，而是需要一個(gè)過程，這個(gè)‘時(shí)間效應(yīng)’便是引起剩余損耗的原因。

2、變壓器的銅損，即變壓器繞組的損耗，包含直流損耗與交流損耗

直流損耗主要是因?yàn)槔@變壓器的銅漆包線，對(duì)通過它的電流有一定的阻抗（Rdc）而引起的損耗。此電流指的是各個(gè)繞組電流波形的有效值。直流損耗跟電流大小的平方成正比。

三、變壓器損耗產(chǎn)生的原因

1、變壓器的有功損耗

變壓器的工作原理是先將電能變換為磁能，再將磁能變換為電能來變壓的，因此，變壓器的有功損耗有兩種，空載時(shí)的和負(fù)載時(shí)的。也可以理解是鐵損以及銅損。鐵損指初級(jí)的線圈電阻所產(chǎn)生的電能損耗。在運(yùn)行中，會(huì)導(dǎo)致鐵芯的發(fā)熱，這和制作鐵芯的方法和材料有關(guān)系，和負(fù)荷是沒有關(guān)系的。這種損耗就屬于空載損耗。銅損指的是變壓器的線圈電阻所產(chǎn)生的電能損耗。在運(yùn)行中，電流經(jīng)過線圈時(shí)，電阻發(fā)熱，此時(shí)，就有電能轉(zhuǎn)換成熱能損耗掉了。這種情況是和負(fù)載大小有關(guān)系的，與其平方是正比的關(guān)系。

2、變壓器的無功損耗

在電能的傳輸過程中，變壓器的運(yùn)行和電能的傳輸中所消耗的能量就是無功損耗。其中勵(lì)磁電流會(huì)造成一部分的能量損耗，這種情況是和負(fù)載電流沒有關(guān)系的。變壓器繞組中經(jīng)過的電流和其電抗之間會(huì)引起另外一部分無功損耗，這種情況是和負(fù)載電流有關(guān)系的。無功損耗是和變壓器的容量成正比關(guān)系的。

四、變壓器電能轉(zhuǎn)換效率的節(jié)能降耗措施

1、高能耗變壓器的節(jié)能改造

變壓器節(jié)能改造的具體方法包括：降容、保容、增容和調(diào)容4種方法。

繞組改制法：改高、低壓繞組降容法；改高、低壓繞組調(diào)容法；改高、低壓繞組降、調(diào)容法；改高、低壓繞組保容法；改高、低壓繞組質(zhì)量法；改高、低壓繞組增容法。

鐵心改制法：調(diào)換全部鐵心法；調(diào)換部分鐵心法；調(diào)換部分柱芯法；調(diào)換全部軛鐵法；調(diào)換部分軛鐵法；增減芯柱級(jí)數(shù)法；增減芯柱直徑法；單片重疊鐵心法；鐵心硅鋼片重疊法；鐵心硅鋼片重新絕緣法。

繞組、鐵心全改法：全改繞組、鐵心增容法；全改繞組、鐵心保容法；全改繞組、鐵心降容法。

2、節(jié)能變壓器的節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)分析

變壓器的主要損耗分為空載時(shí)的損耗和負(fù)載時(shí)的損耗。我國(guó)目前在降低空載損耗的技術(shù)方面主要是通過調(diào)整鐵心結(jié)構(gòu)及制造工藝來達(dá)到節(jié)能的效果。疊片式變壓器鐵心采用全斜無孔不疊上鐵軛工藝。卷鐵心結(jié)構(gòu)則采用心柱為圓截面或接近圓截面結(jié)構(gòu)。硅鋼片用計(jì)算機(jī)控制下料尺寸，“完全能夠做成圓截面”，并且用防滲碳技術(shù)對(duì)成型鐵心進(jìn)行退火處理工藝，以消除應(yīng)力；“非晶合金材質(zhì)的鐵心做成圓截面可能比較困難”，可以采用長(zhǎng)方形截面、上軛可打開的結(jié)構(gòu)。

雖然變壓器節(jié)能主要是希望能夠節(jié)約變壓器空載時(shí)的損耗，但是仍可以通過漏磁走向的控制降低變壓器負(fù)載時(shí)的損耗。

可采用新型繞組結(jié)構(gòu)、新型導(dǎo)線。根據(jù)不同電壓等級(jí)的絕緣水平采用新型繞組結(jié)構(gòu)，并選用組合導(dǎo)線，如自粘型換位導(dǎo)線、帶油道型換位導(dǎo)線。自粘型換位導(dǎo)線是在漆包導(dǎo)線外涂上膠，高溫加熱后使幾條導(dǎo)線粘在一起，從機(jī)械的角度上來看，幾根導(dǎo)線像一根一樣，耐受機(jī)械強(qiáng)度大大提高。從材質(zhì)上看，導(dǎo)線選用無氧銅。

除了采用新型繞組結(jié)構(gòu)、新型導(dǎo)線以外，還可以根據(jù)漏磁分布選單根導(dǎo)線尺寸，從而使得橫向、縱向渦流損耗降為最低。單純?cè)黾訉?dǎo)線截面的方法并不理想。導(dǎo)線截面增加了，電阻減少了，但是其渦流損耗同時(shí)也將增加。所以根據(jù)漏磁的大小來選擇導(dǎo)線的尺寸是最經(jīng)濟(jì)的原則。根據(jù)橫向漏磁調(diào)整單螺旋繞組的換位區(qū)、連續(xù)式繞組的端部線段采用并聯(lián)結(jié)構(gòu)、合理布置單獨(dú)調(diào)壓繞組位置等工藝的實(shí)施都可以得到緊湊可靠的結(jié)構(gòu)，并能夠降低損耗。

此外，通過在繞組上下端和箱壁上加裝磁屏蔽結(jié)構(gòu)，防止無效換位等手段可降低變壓器負(fù)載時(shí)的雜散損耗。而對(duì)于ONAF/ONAN兩種冷卻方式的變壓器，如果都能夠按ONAF方式運(yùn)行，從而使得油溫下降，也可以使變壓器在低負(fù)載率時(shí)降低損耗。

3、Sl1型、S13型、SHl5型節(jié)能型變壓器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

S11系列低損耗配電變壓器按鐵心材料和結(jié)構(gòu)的不同，分為疊積式鐵心結(jié)構(gòu)、非晶合金鐵心結(jié)構(gòu)、R型卷鐵心結(jié)構(gòu)等三種S11系列配電變壓器。其中R型卷鐵心結(jié)構(gòu)的包括以下主要結(jié)構(gòu)，其一，鐵心：三相R型鐵心變壓器的鐵心結(jié)構(gòu)是由兩個(gè)長(zhǎng)方形其截面為內(nèi)凸的鐵心和包圍在其外的截面為外凸的鐵心組成的三相帶外框雙框卷鐵心。其二。繞組：R型鐵心變壓器的高低壓繞組是在鐵心柱上直接繞制的，因此，―般采用層式或螺旋式線圈，層問絕緣全部采用網(wǎng)格點(diǎn)膠紙。繞組同心度好，徑向機(jī)械強(qiáng)度高。其三，器身：采用新的器身繞組端面有效支撐結(jié)構(gòu)，夾件上的吊板和箱蓋下的吊板各開可移動(dòng)的槽孔，解決器身懸空頂箱蓋問題。

S11型節(jié)能型變壓器性能分析，S11型變壓器卷鐵心改變了傳統(tǒng)的疊片式鐵心結(jié)構(gòu)。具有以下性能特點(diǎn)：其一，硅鋼片連續(xù)卷制，鐵心無接縫，大大減少了磁阻，空載電流減少了60%～80%，提高了功率因數(shù)，降低了電網(wǎng)線損，改善了電網(wǎng)的供電品質(zhì)。其二，連續(xù)卷繞充分利用了硅鋼片的取向性，空載損耗降低20%～35%。其三，卷鐵心經(jīng)退火工藝后，其導(dǎo)磁性能可恢復(fù)到機(jī)加工前的原有水平。

s13型變壓器優(yōu)于S11型，而SHl5型非晶合金變壓器又優(yōu)于$13型變壓器，SHl5型非晶合金變壓器空載損耗降低了75%，空載電流降低了80%，是目前最節(jié)能的一種變壓器。

五、結(jié)束語

節(jié)能變壓器的出現(xiàn)，提高了節(jié)能效果，提高了電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，降低了變壓器在運(yùn)作過程中的損耗。加強(qiáng)了電力企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞：配電線路變壓器 節(jié)能損耗

中圖分類號(hào)：TM726文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

0引言

油田配電系統(tǒng)是油田開發(fā)的重要組成部分，是保證產(chǎn)能建設(shè)順利實(shí)施、實(shí)現(xiàn)油田開發(fā)上產(chǎn)的重要保證，直接關(guān)系著油氣產(chǎn)量和居民生活水平。在電力傳輸、配送過程中最主要的耗能設(shè)備是變壓器，電力變壓器都在電力總公司變電站使用，配電變壓器作為用電終端重要節(jié)點(diǎn)，遍布管理局所轄的所有油區(qū)。目前油區(qū)配電系統(tǒng)普遍存在配電線路過長(zhǎng)，線路半徑過大，變壓器老化現(xiàn)象嚴(yán)重等問題，針對(duì)這些問題采用適當(dāng)改造措施達(dá)到降低線路及變壓器損耗，提高線路運(yùn)行效率的目的。

1配電線路及變壓器基本情況

1.1配電線路基本情況

目前油田管理和使用6——10 kV配電線路共1200余條， 10000余km，長(zhǎng)度超過15km以上線路占線路總數(shù)的17%，最長(zhǎng)線路56.6km，最短線路2.1km。

1.2配電變壓器基本情況

油田共有配電變壓器20000余臺(tái)，其中10型以上節(jié)能型變壓器占全部變壓器總量的52%；9型限制推廣類變壓器占全部變壓器總量的25%；8型及以下高耗能淘汰類變壓占全部變壓器總量的23%。

2配電線路及變壓器存在的主要問題

2.1配電線路存在主要問題

2.1.1老化現(xiàn)象嚴(yán)重。油田配電線路大都是在電網(wǎng)建設(shè)初期架設(shè)的，多年來，隨著油田的滾動(dòng)開發(fā)，用電量加大，配電網(wǎng)絡(luò)越來越密集，線路負(fù)荷越來越重，由于線路走廊的固定性和局限性，使線路布局不盡合理，交叉跨越、跨區(qū)域供電等現(xiàn)象普遍存在，聯(lián)絡(luò)點(diǎn)少，運(yùn)行方式不靈活。同時(shí)，部分線路導(dǎo)線已運(yùn)行達(dá)30年，氧化嚴(yán)重，阻值增高，金具銹蝕嚴(yán)重，線路運(yùn)行存在嚴(yán)重的安全隱患，也造成線損居高不下。特別是沿海地區(qū)，由于長(zhǎng)期的鹽霧污染，線路受鹽堿、霉菌、潮濕等影響，桿基、拉線老化、腐蝕嚴(yán)重，造成多起線路接地故障，在大風(fēng)、雨雪等惡劣天氣時(shí)，易造成斷桿、導(dǎo)線斷裂等故障，給線路運(yùn)行造成嚴(yán)重的安全隱患。

2.1.2防雷措施薄弱。部分低壓線路防雷措施薄弱，在雷雨天氣，造成事故較多。大部分6kV線路地處野外郊區(qū)、地理環(huán)境空曠，線路分布點(diǎn)多、面廣、負(fù)荷分散、缺少相應(yīng)避雷設(shè)施等不利因素，受雷擊影響日益突出。

2.1.3對(duì)地距離不足。部分配電線路建設(shè)初期周圍為農(nóng)田，線路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)按照野外荒地標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，目前，由于城市建設(shè)，公路河溝綠化、線下植樹、房屋建筑等擠占線路走廊，造成線路對(duì)地距離不夠的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，陰雨、霧天更容易造成線路跳閘、接地，甚至影響線下人員安全，大大降低了供電可靠性。

2.1.4線路半徑過大。部分配電線路超過了50km,這些線路距離遠(yuǎn)、負(fù)荷重，線路損耗大，運(yùn)行安全系數(shù)低，部分線路也沒有斷開線路的隔離開關(guān)，發(fā)生事故時(shí)，影響較大，線路巡視耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，影響用戶多、時(shí)間長(zhǎng)。

2.2配電變壓器存在主要問題

2.2.1老化現(xiàn)象嚴(yán)重。目前，在電網(wǎng)使用的配電變壓器中，屬于國(guó)家明令淘汰的變壓器設(shè)備仍大量存在。這部分變壓器普遍使用年限較長(zhǎng)，部分已經(jīng)達(dá)30年，所帶負(fù)荷為生產(chǎn)負(fù)荷或特殊負(fù)荷，使變壓器到大修年限無法停電處理，年久失修，變壓器滲漏嚴(yán)重、帶缺陷運(yùn)行現(xiàn)象較多，變壓器損耗增加并危及電網(wǎng)安全。由于事故發(fā)生率增加，造成上級(jí)線路停電次數(shù)增加，擴(kuò)大停電面積，同時(shí)維護(hù)工作量大，維護(hù)費(fèi)用高，經(jīng)濟(jì)效益顯著降低。

2.2.2容量匹配不合理。部分變壓器存在小馬拉大車現(xiàn)象，這種現(xiàn)象隨著配電網(wǎng)的改造，用電管理部門的監(jiān)督檢查，數(shù)量較小，但在部分負(fù)荷集中區(qū)，如城區(qū)，由于空間的原因，變壓器安置地點(diǎn)少的限制，大量負(fù)荷集中在一臺(tái)變壓器，在負(fù)荷高峰期變壓器容量無法滿足實(shí)際要求[1]。

3提高配電線路運(yùn)行效率降低變壓器損耗的對(duì)策與建議

根據(jù)調(diào)查和分析，針對(duì)油田配電系統(tǒng)存在的上述問題，應(yīng)采取以下幾點(diǎn)措施：

3.1優(yōu)化電網(wǎng)布局，消除線路隱患。

針對(duì)目前電網(wǎng)點(diǎn)多、面廣、線路長(zhǎng)，線路整體布局滯后，運(yùn)行不盡合理，空載、重載線路多，交叉跨越，部分線路單電源，負(fù)荷不均勻，功率因數(shù)低，電能損耗大等實(shí)際情況，推進(jìn)配電網(wǎng)建設(shè)步伐，按照“短線路、輕負(fù)荷、雙電源、手拉手”的原則，對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，實(shí)現(xiàn)對(duì)配網(wǎng)線路的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)、大小、增長(zhǎng)幅度合理安裝分段點(diǎn)、聯(lián)絡(luò)點(diǎn)，以便于檢修、事故處理，減少停電，進(jìn)一步優(yōu)化油井線路、民用線路的結(jié)構(gòu)和布局，并加大線路截面。特別是有區(qū)域跨域、線路交叉供電的各線路管理單位、部門要緊密結(jié)合，統(tǒng)一制定配電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃和配網(wǎng)技術(shù)改造方案，調(diào)整和加強(qiáng)配電線路的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，建設(shè)自動(dòng)化程度高、運(yùn)行方式調(diào)整靈活的配電網(wǎng)絡(luò)，逐步實(shí)現(xiàn)環(huán)網(wǎng)互帶，形成多電源、短線路、輕負(fù)荷的供電模式[2]。一是對(duì)線路長(zhǎng)度超過15km的線路進(jìn)行改線，重點(diǎn)區(qū)塊線路總長(zhǎng)控制在5km以內(nèi)，盡量縮小供電半徑，使供電半徑控制在2～3km，負(fù)荷輕的區(qū)域可適當(dāng)加大。二是加大小截面線路的改造力度，主干線的截面應(yīng)為70mm2以上，提高線路安全系數(shù)，降低線路損耗。三是加快6—10kV架空線路入地進(jìn)程，合理有序發(fā)展電纜網(wǎng),對(duì)不能更換為電纜的線路，在交叉跨越、對(duì)地距離不夠較多的地點(diǎn)，更換為絕緣導(dǎo)線提高配電網(wǎng)抵御自然災(zāi)害和人為破壞能力。四是對(duì)重負(fù)荷線路進(jìn)行改線，平均負(fù)荷分配，提高線路運(yùn)行效率。五是加強(qiáng)線路巡視和維護(hù)，對(duì)電網(wǎng)中存在的不安全隱患做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)處理，切實(shí)保障電網(wǎng)的安全運(yùn)行，降低線路的故障停電次數(shù)。

3.2應(yīng)用線路新技術(shù)、新設(shè)備，提高線路運(yùn)行水平。

一是引進(jìn)了線路故障指示儀。該儀器能夠及時(shí)準(zhǔn)確地指示出線路故障位置，節(jié)省排查尋找故障點(diǎn)的時(shí)間和大量人力、物力，最大限度地降低了電網(wǎng)故障對(duì)原油生產(chǎn)的影響，挽回了采油廠原油產(chǎn)量損失。二是在線路上推廣應(yīng)用脫離式氧化避雷器等新型防雷裝置，提高線路的抗雷能力，提高了電網(wǎng)運(yùn)行可靠性、安全性、經(jīng)濟(jì)性。三是加裝新式硅橡膠絕緣子和鋁合金線夾，提高線路絕緣水平、導(dǎo)電能力。四是根據(jù)線路負(fù)荷情況，安裝電容補(bǔ)償設(shè)備，保障較高的功率因數(shù)，并根據(jù)線路負(fù)荷變化大的特點(diǎn)，及時(shí)調(diào)整線路的電容大小。五是嚴(yán)格控制非計(jì)劃停電，加大帶電作業(yè)用在消缺工作、新報(bào)裝用戶打火工作中的比例，推廣帶電作業(yè)應(yīng)用范圍。

3.3提高電壓等級(jí)，降低線路損耗。

推進(jìn)電網(wǎng)升壓改造進(jìn)程，逐步取消35kV電壓等級(jí)，由110kV直接變10kV配出，減少了一級(jí)變壓，在增加了供電能力的同時(shí)，減少了一級(jí)變壓的損耗[3]。

3.4推廣應(yīng)用節(jié)能型變壓器，降低變壓器損耗。

推廣應(yīng)用10型及以上新型節(jié)能變壓器。這些新型節(jié)能變壓器由于采用了新型的材料和制造工藝，在設(shè)計(jì)上則綜合考慮了能耗、環(huán)保、耐腐蝕、耐高壓、防風(fēng)雨、防盜竊電等因素，具有體積小、重量輕、低損耗、易維護(hù)、甚至長(zhǎng)時(shí)期免維護(hù)、運(yùn)行可靠性高等特點(diǎn)，同時(shí)能有效減低變壓器自身損耗。在今后電網(wǎng)改造及更新?lián)Q代設(shè)備時(shí)，一是要推廣應(yīng)用10型及以上節(jié)能變壓器，在經(jīng)濟(jì)條件允許情況下使用卷心變壓器和非晶合金變壓器；二是隨著油田各區(qū)塊產(chǎn)能變化及當(dāng)?shù)毓ど虡I(yè)發(fā)展，負(fù)荷往往產(chǎn)生較大變化，因此，要做好用電負(fù)荷的監(jiān)控、調(diào)查和組織工作，根據(jù)負(fù)荷變化及預(yù)測(cè)結(jié)果，對(duì)當(dāng)?shù)刈儔浩鞯耐哆\(yùn)數(shù)量、工作地點(diǎn)進(jìn)行合理調(diào)整，把用電負(fù)荷調(diào)整到最佳的數(shù)據(jù)，適時(shí)調(diào)整“大馬拉小車”和“小馬拉大車”的變壓器，有效降低主變空載損耗。對(duì)電力變壓器，推廣應(yīng)用新型節(jié)能設(shè)備的同時(shí)，要求變電站值班人員定期對(duì)電容器投切、主變分接頭位置、電壓情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，在變電站負(fù)荷較輕，運(yùn)行方式允許的情況下，變電站采取單主變運(yùn)行，降低了一臺(tái)主變的損耗。在實(shí)際的運(yùn)行中，值班人員加強(qiáng)對(duì)功率因數(shù)的監(jiān)視，通過合理投切無功補(bǔ)償電容器，提高系統(tǒng)的功率因數(shù)[4]。

3.5加強(qiáng)宣傳教育，保護(hù)電力設(shè)施。

加強(qiáng)電力設(shè)施保護(hù)宣傳教育，利用小區(qū)宣傳欄、發(fā)放宣傳單等方法，加大電力設(shè)施保護(hù)的宣傳力度，讓更多的人群了解電力設(shè)施保護(hù)的知識(shí)，并在路口等易發(fā)生碰撞、誤登線路桿基上或埋地電纜處懸掛警示牌和明顯的電力設(shè)施標(biāo)志，改善運(yùn)行環(huán)境，營(yíng)造良好的電力設(shè)施保護(hù)的社會(huì)氛圍，有效防止碰撞、挖掘等外力破壞。并做好與政府職能部門、基建施工單位等的溝通協(xié)調(diào)工作，爭(zhēng)取地方政府、社會(huì)各界的理解和支持，并依靠法律手段來維護(hù)電力設(shè)施的安全。

參考文獻(xiàn)

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[2] 趙志宏. 增大配電線路輸送容量的措施[J].大眾用電，2006,2:205-206.

[3] 陳家斌. 配電營(yíng)業(yè)工實(shí)用技術(shù)問答叢書[M]. 北京：中國(guó)電力出版社，2006

[4] 周志敏等. 變壓器節(jié)電運(yùn)行365問[M]. 北京：中國(guó)電力出版社，2011

作者簡(jiǎn)介：

篇4

【關(guān)鍵詞】配電變壓器；能耗；措施

在整個(gè)電力運(yùn)行系統(tǒng)中，變壓器擔(dān)負(fù)著重要角色。隨著人們生活水平的提高，對(duì)電能的使用和需求量也越來越多，往往造成變壓器超荷損耗，那么如何做好變壓器的降耗節(jié)能成為了供電企業(yè)一項(xiàng)重要工作。

1、變壓器損耗的確定

空載損耗和短路損耗是衡量變壓器損耗的兩個(gè)重要參數(shù)，以此為依據(jù)可以計(jì)算出任意給定負(fù)載時(shí)的變壓器效率。變壓器的有功功率損耗由空載損耗和負(fù)載損耗兩部分組成?？蛰d損耗是一個(gè)常數(shù)，它不隨變壓器負(fù)載的變化而變化；負(fù)載損耗則與變壓器負(fù)載的平方成正比。

2、衡量變壓器能效的參數(shù)

2.1壽命周期成本。變壓器壽命周期成本既包括變壓器選型、設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)、營(yíng)銷的費(fèi)用所構(gòu)成的制造成本，也包括運(yùn)行、維護(hù)、能耗、保險(xiǎn)、風(fēng)險(xiǎn)、檢修、報(bào)廢的費(fèi)用所構(gòu)成的未來運(yùn)行成本。通常，人們較重視設(shè)備的購置費(fèi)用而忽視設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用，但是針對(duì)變壓器而言，其運(yùn)行成本恰恰是最不容忽視的因素。根據(jù)計(jì)算，變壓器在有效設(shè)計(jì)周期壽命期內(nèi)的運(yùn)行成本要高達(dá)制造成本的6～7倍。一般來說，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件不變的情況下，即附加先進(jìn)技術(shù)的更新?lián)Q代產(chǎn)品沒有出現(xiàn)時(shí)，變壓器壽命周期成本的最低點(diǎn)就是其價(jià)值的最高點(diǎn)。這說明提高價(jià)值不僅是單純提高產(chǎn)品的功能品質(zhì)，還是在功能品質(zhì)允許的情況下，把壽命周期成本降到最低。因此供電方案的設(shè)計(jì)、變壓器的選型、運(yùn)行均應(yīng)以壽命周期成本為指南，以最低的投入實(shí)現(xiàn)必要的功能品質(zhì)，以追求最高價(jià)值為目標(biāo)。

2.2變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)。變壓器的能效高低與其結(jié)構(gòu)也有很大關(guān)系。無分接結(jié)構(gòu)的變壓器不僅有利于降低空載損耗和材料消耗，還可提高設(shè)備的可靠性。因此，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化將是未來變壓器的發(fā)展趨勢(shì)，相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)對(duì)此予以充分體現(xiàn)。

2.3總擁有費(fèi)用。變壓器的總擁有費(fèi)用根據(jù)變壓器的售價(jià)和不同效率水平的社會(huì)價(jià)值的總擁有費(fèi)用最低來決定變壓器能效，是一種比較全面評(píng)價(jià)變壓器能效的方法，也是國(guó)際上通用的評(píng)估方法。通過確定每千瓦的空載損耗和負(fù)載損耗的社會(huì)價(jià)值因數(shù)，來衡量每度電在不

同地區(qū)或區(qū)域所創(chuàng)造的社會(huì)價(jià)值，這也是推動(dòng)節(jié)能工作和社會(huì)進(jìn)步的重要手段之一。

3、提高變壓器能效的措施和手段

3.1限制干式變壓器的使用。干式變壓器供電不僅可靠性低、噪聲高、價(jià)格高，而且報(bào)廢回收利用率低，環(huán)保成本較高，其總擁有費(fèi)用和壽命周期成本也都是所有變壓器中最差的。因此，供電企業(yè)必須從最先報(bào)裝審批的環(huán)節(jié)上對(duì)干式變壓器的使用范圍及使用量加以嚴(yán)格審查和限制，才能有利于整個(gè)社會(huì)的節(jié)能降耗。

3.2合理選擇變壓器運(yùn)行方式。按照負(fù)載變化規(guī)律，確定變壓器運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)區(qū)域，合理調(diào)整變壓器的并列和分列運(yùn)行方式，也是提高其能效的重要手段和措施之一。

3.3配電變壓器的優(yōu)化選型。目前，社會(huì)上可供選擇的節(jié)能變壓器主要有S7、S9及S11系列以及國(guó)產(chǎn)SH型非晶系列，其空載損耗依次下降，在考慮配電網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行時(shí)可做參考。變壓器容量的選擇應(yīng)考慮配電變壓器容量的利用率以及運(yùn)行效率，即應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)負(fù)載來進(jìn)行選擇，以降低運(yùn)行中的有功和無功損耗。在考慮經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的配電系統(tǒng)中，按照經(jīng)濟(jì)運(yùn)行容量大來進(jìn)行選擇，往往會(huì)增加變壓器的一次投資，但可以有效的減少有功和無功的損耗。若采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行容量大的配變先比降損后回收年限時(shí)，則可以選擇較小容量配電變壓器，同時(shí)也可以計(jì)算配電變壓器容量的加大，增加的投資回收年限。根據(jù)系統(tǒng)建設(shè)或優(yōu)化需求，選取合適的型號(hào)策略，且遵循以下原則:配網(wǎng)系統(tǒng)一般選用的事雙繞組三相變壓器，并選取SL7、SL9、或SL11等低損耗的電力變壓器；電壓偏移較大，電能質(zhì)量需求高的區(qū)域適宜選擇有載型電壓器SZL7、SZ9等系列；對(duì)雷災(zāi)區(qū)，則適宜選擇防雷加強(qiáng)系列變壓器。

3.4合理布局配電變壓器。在考慮了配電變壓器的容量選擇后，根據(jù)負(fù)荷分布和預(yù)測(cè)結(jié)果，采用分區(qū)域的方法，首先確定各個(gè)10KV配電變壓器的容量及位置，然后利用相應(yīng)的優(yōu)化方法，確定35KV或更高電壓的配電變壓器的容量和位置，以及各配電變壓器的供電范圍。由于負(fù)荷預(yù)測(cè)存在一定的不確定性，中壓配電變壓器的布局和容量的選擇應(yīng)盡可能的滿足負(fù)荷的不確定性變化需求。

3.5調(diào)整變壓器三相平衡度。根據(jù)規(guī)程規(guī)定，配電變壓器出口處的電流不平衡度不大于10％，干線及分支線首端的不平衡度不大于20％，中性線的電流不超過額定電流的25％。因?yàn)樵谂潆娤到y(tǒng)中，有的相電流較小，有的相電流接近甚至超過額定電流，這種情況下，不僅影響變壓器的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行及供電質(zhì)量，而且會(huì)成倍增加線損。

3.6加強(qiáng)無功管理，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。目前，配電電網(wǎng)中帶有大量的感性負(fù)荷，運(yùn)行中的變壓器要為其提供無功功率，這不僅影響了變壓器的有功出力，同時(shí)會(huì)造成大量的有功損耗。因此，對(duì)于配電網(wǎng)的無功管理，多采用并聯(lián)電容器的方法實(shí)現(xiàn)就地補(bǔ)償，達(dá)到無功功率的就地平衡，從而減少線路輸送無功功率，這樣既可以改善電壓，提高變壓器的有功出力，又可減少線路及設(shè)備的損耗。但隨著社會(huì)的進(jìn)步，科技的發(fā)展，各式各樣的非線性負(fù)荷大量上網(wǎng)，導(dǎo)致電網(wǎng)的電流、電壓發(fā)生畸變，出現(xiàn)諧波，嚴(yán)重影響了用電質(zhì)量。并且，當(dāng)某次諧波電流經(jīng)過時(shí)，若恰有并聯(lián)電容器的某次諧波容抗與被補(bǔ)償?shù)呢?fù)荷的諧波感抗相等時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)并聯(lián)諧振，使諧波電流放大，增加損耗，嚴(yán)重的不僅會(huì)危害電容器本身，還會(huì)危及電網(wǎng)的安全。所以，通常給并聯(lián)電容器，串接一個(gè)電抗器共同組成一個(gè)無功補(bǔ)償系統(tǒng)。通過合理選擇電抗器的電感量，改變并聯(lián)電容器與被補(bǔ)償負(fù)荷阻抗的諧振點(diǎn)，以避免造成諧振，增加損耗，危害系統(tǒng)。同時(shí)，合理選擇電抗器的電感量，使電容器的某次諧波容抗與串聯(lián)的電抗器的同一次諧波感抗相等時(shí)，發(fā)生串聯(lián)諧振，可以達(dá)到濾除該次諧波的目的。

3.7重視配電變壓器預(yù)防性試驗(yàn)的必要性。電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)是指對(duì)已投入運(yùn)行的設(shè)備按規(guī)定的試驗(yàn)條件、試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)周期所進(jìn)行的試驗(yàn)。它是判斷電氣設(shè)備能否繼續(xù)投入運(yùn)行、預(yù)防電氣設(shè)備損壞、保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要措施，是掌握電氣設(shè)備“情報(bào)”的有效方法，是防患于未然的有效途徑。配電變壓器由于長(zhǎng)期運(yùn)行，故障和事故總不可能完全避免，且引發(fā)故障和事故又處于眾多方面的原因。如外力破壞和影響，不可抗拒的自然災(zāi)害，安裝、檢修、維護(hù)中存在的問題和制造過程中遺留的設(shè)備缺陷等事故隱患，特別是電力變壓器長(zhǎng)期運(yùn)行造成的絕緣老化、材質(zhì)劣化及預(yù)期壽命的影響，已成為發(fā)生故障的主要因素。同時(shí)，部分工作人員業(yè)務(wù)素質(zhì)不高、技術(shù)水平不夠或違章作業(yè)等，都會(huì)造成施工或?qū)е率鹿实臄U(kuò)大，從而危及電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。及早發(fā)現(xiàn)這些潛伏性的故障，采取相應(yīng)的措施消除這些隱患，對(duì)于保障電壓器的安全可能運(yùn)行具有重要意義。

篇5

（1）分析開關(guān)接觸不良。主要原因是接觸點(diǎn)壓力不夠、開關(guān)接觸面有雜質(zhì)、開關(guān)接觸面積太小、分接開關(guān)與開關(guān)的接觸位置不太對(duì)應(yīng)、分開關(guān)的多個(gè)接觸環(huán)與接觸柱不同時(shí)接觸等。由于接觸不良使接觸電阻大，損耗增大。如果變壓器在運(yùn)行中已判斷出其開關(guān)接觸不良而引起高溫應(yīng)將變壓器退出運(yùn)行，測(cè)三相分接頭的直流電阻來確定分接開關(guān)的接觸情況。運(yùn)行中應(yīng)注意輕瓦斯動(dòng)作情況，必要時(shí)對(duì)油樣進(jìn)行化驗(yàn)分析，因?yàn)椋_關(guān)溫度升高必定會(huì)使油溫升高，油溫越高其閃點(diǎn)越低。

（2）繞線匝間短路。匝間短路就是相鄰幾個(gè)線匝之間的絕緣損壞，造成一個(gè)閉合的短路回路，同時(shí)，使該相的繞線組減少匝數(shù)。短路回路內(nèi)流著由交變磁通感應(yīng)出來的短路電流，將產(chǎn)生高溫，使變壓器耗損增大，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致變壓器損壞。

（3）鐵芯硅鋼片間存在短路回路。鐵芯是由相互絕緣的硅鋼片疊成的，由于外力損傷或絕緣老化等原因使硅鋼片間漆膜絕緣損壞或其他原因使硅鋼片間絕緣損壞，會(huì)增大渦流，造成局部過熱，影響變壓器出力，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起鐵芯起火。

二、變壓器節(jié)能改造的具體方法

變壓器節(jié)能改造的具體方法包括：降容、保容、增容和調(diào)容4種方法。

（1）繞組改制法：改高、低壓繞線組降容法；改高、低壓繞組調(diào)容法；改高、低壓繞線組質(zhì)量法；改高、低壓繞組增容法。

（2）鐵心改制法：調(diào)換全部鐵心法；調(diào)換部分鐵心法；調(diào)換部分柱芯法；調(diào)換全部軛鐵法；調(diào)換部分軛鐵法；增減芯柱級(jí)數(shù)法；增減芯柱直徑法；單片重疊鐵心法；鐵心硅鋼片重疊法；鐵心硅鋼片重新絕緣法。

（3）繞組、鐵心全改法：全改繞組、鐵心增容法；全改繞組、鐵心保容法；全組繞組、鐵心降容法。

經(jīng)過節(jié)能改造的變壓器，技術(shù)指標(biāo)和要求均應(yīng)符合國(guó)家有關(guān)規(guī)定要求：

（1）變壓器的空載損耗比改制前降低45%～55%。優(yōu)于JB1300—73標(biāo)準(zhǔn)I（冷軋硅鐵片）數(shù)據(jù)，達(dá)到S7或SL7低損耗變壓器數(shù)據(jù)；

（2）空載電流比改制前降低70%左右

（3）空載短路損耗符合國(guó)標(biāo)或有關(guān)規(guī)定；

（4）阻抗壓降控制在3.6%～5.5%（3～10kV，30～1600Kv.A），6%～7.7%（35kV，50～1600kV.A）.

三、如何使變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

火力發(fā)電廠用電設(shè)備中，耗電量最多的是電動(dòng)機(jī)（約占全廠廠用電量的98%），由于整個(gè)廠用電系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行相互影響，如果變壓器運(yùn)行方式不合理，不僅變壓器自身要多消耗電能，而且還會(huì)影響到電動(dòng)機(jī)及其其他用電設(shè)備的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，所以變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行不可忽視。

能否是變壓器處于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)，主要應(yīng)從兩個(gè)方面著手。首先要從變壓器處于效率高的區(qū)間運(yùn)行，另外要使變壓器運(yùn)行式合理，確保器所帶電氣設(shè)備既經(jīng)濟(jì)又安全，兩者必須兼顧。

（1）變壓器本身運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)區(qū)間。分析變壓器損耗與負(fù)荷的關(guān)系可以得出以下結(jié)論：在變壓器不變耗損和可變耗損相等的情況下，變壓器效率最高，此時(shí)，負(fù)荷為變壓器最經(jīng)濟(jì)負(fù)荷，既在這個(gè)負(fù)荷下產(chǎn)生的銅耗等于鐵耗。在變壓器制造上，一般保證符合系數(shù)K=0.5～0.6時(shí)效率最高，因此，對(duì)變壓器本身來說，若能調(diào)整負(fù)荷在此負(fù)荷系數(shù)附近進(jìn)行則效率最高。

（2）采用合理的運(yùn)行方式。發(fā)電廠內(nèi)的變壓器分為兩種，一種負(fù)責(zé)把所有發(fā)功率送入電網(wǎng)，使用了大型升壓變壓器；另一種是把送到廠內(nèi)各種機(jī)電設(shè)備而使用降壓變壓器。隨著單機(jī)容量的不斷擴(kuò)大，表現(xiàn)出來的是升壓變壓器的容量越來越大，因?yàn)樗c機(jī)組相匹配，廠用降壓變壓器的臺(tái)數(shù)越來越多，大型機(jī)組的廠用電系統(tǒng)龐大復(fù)雜。因此，采用和調(diào)整變壓器運(yùn)行方式是降低廠用電率、保證經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。通常根據(jù)具體情況調(diào)整變壓器的負(fù)荷，改變運(yùn)行方式，以獲得變壓器運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

發(fā)電廠的變壓不論是升壓還是降壓，由于在一晝夜或一年內(nèi)變壓器的負(fù)荷有很大的變化，因此，運(yùn)行中應(yīng)設(shè)法在負(fù)荷小時(shí)將一臺(tái)或幾臺(tái)變壓器停運(yùn)，待負(fù)荷大時(shí)在投入運(yùn)行，這樣就可以大大減少變壓器總的功率損耗，使其處于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)。

在按經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)確定投入幾臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，必須考慮到變壓器內(nèi)的有功損耗和無功損耗。為什么要考慮無功損耗？因?yàn)?，變壓器的無功損耗是由發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)、同期補(bǔ)償器或靜止電容器發(fā)出，并經(jīng)過輸電線路送到變壓器的。發(fā)送或輸送無功功率時(shí)，電源繞組和輸電導(dǎo)線內(nèi)部都要產(chǎn)生有功損耗。顯然，變壓器內(nèi)無功損耗的任何變動(dòng)，使有功損耗對(duì)應(yīng)地變化。因而也使送電線內(nèi)的能量損耗變動(dòng)，所以在選擇最有利的工作狀態(tài)時(shí)，必須考慮無功損耗。

并聯(lián)變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行時(shí)，廠用一個(gè)叫無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量的系數(shù)尺把無功損耗折算成有功損耗。無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量系數(shù)k表示發(fā)出和輸送1kvar無功功率要消耗多少有功功率。例如，若K=0.1，就表示發(fā)出和輸送1kvar無功功率所消耗的有功功率時(shí)0.1kw無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量系數(shù)的值，隨變壓器安裝地點(diǎn)而不同。如變壓器安裝在發(fā)電廠內(nèi)，則K值很??；如果變壓器安裝的地點(diǎn)離發(fā)電廠很遠(yuǎn)，則K值較大，因?yàn)榇藭r(shí)無功功率經(jīng)過長(zhǎng)距離電網(wǎng)輸送，有較大的有功耗損。

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[關(guān)鍵詞]變壓器 節(jié)能 優(yōu)化設(shè)計(jì) 電網(wǎng)改造

中圖分類號(hào)：TM421 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2014）33-0301-01

1 引言

電網(wǎng)中變壓器的總損耗可占發(fā)電量的1%～3%。關(guān)于配電變壓器負(fù)載率的選擇，過去的觀點(diǎn)認(rèn)為，變壓器的負(fù)載率在50%～70%左右，變壓器的效率最高.變壓器的負(fù)載率只要低于40%，則“大馬拉小車”，變壓器的效率減小，用小容量變壓器更換大容量變壓器則節(jié)電。為了使變壓器的容量同其負(fù)載率相匹配，以達(dá)到節(jié)電的目的，必須采取一定的措施進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2 變壓器及其運(yùn)行和節(jié)能

我國(guó)在電站改造之前進(jìn)行配電網(wǎng)的建設(shè)大都采取一次性的投資，主要是指將變壓器、變電所和其他基礎(chǔ)配套設(shè)施進(jìn)行一次性全面施工直至投入使用。事實(shí)上，配電網(wǎng)的改造是針對(duì)不同地區(qū)用電量的增長(zhǎng)和供電情況的變化進(jìn)行的。為了降低變壓器的運(yùn)行費(fèi)用。根據(jù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度不同的地區(qū)的電價(jià)進(jìn)行供電時(shí)產(chǎn)生的差價(jià)，都主要由增容費(fèi)來彌補(bǔ)?！艾F(xiàn)行的電價(jià)制有基本電價(jià)和電度電價(jià)兩部分構(gòu)成，基本電價(jià)指按變壓器安裝容量計(jì)算的電價(jià)，這主要是按變壓器安裝容量占用電網(wǎng)的規(guī)劃容量來收費(fèi)，而不論用與否、用多用少?；倦妰r(jià)全國(guó)大約在15―30元/（kV*A*月）；電度電價(jià)指按實(shí)際用電量計(jì)算的電價(jià)?！边@說明我們?nèi)粘＠U電費(fèi)并不僅僅是繳納的用電費(fèi)用，還包括變壓器的運(yùn)行費(fèi)用。這個(gè)費(fèi)用平攤到每度電上，由用戶付。配電變壓器按照不同的材料和形式分，主要有干式變壓器、油浸式變壓器和非晶合金變壓器。變壓器的負(fù)載率過低造成的負(fù)載損耗甚至窄載損耗會(huì)影響其使用壽命。而變壓器的空載損耗中，鐵損占主要部分。內(nèi)容為渦流損耗和磁滯損耗。由于磁滯損耗和變壓器的頻率成正比例關(guān)系和磁通的密度增量的平方成正比例關(guān)系，所以必須將傳統(tǒng)的疊片鐵芯機(jī)構(gòu)進(jìn)行改造。目前我國(guó)的配電變壓器質(zhì)量因?qū)鹘y(tǒng)的疊片式結(jié)構(gòu)改成了卷芯結(jié)構(gòu)，大大降低了磁阻，提高了功率因數(shù)，從而降低了電網(wǎng)的線損，也延長(zhǎng)了變壓器的使用壽命。

3 配電變壓器的優(yōu)化設(shè)計(jì)

要把變壓器淘汰，既不現(xiàn)實(shí)也不經(jīng)濟(jì)，所以改造高消耗的變壓器.對(duì)其實(shí)施優(yōu)化設(shè)計(jì)，以提高供電的效率。

3.1 改造設(shè)計(jì)的原則

目前改造的目的是降低空載損耗，所以改造的原則必須充分和改造前的變壓器實(shí)際情況相符：

3.1.1 將變壓器的容量改造為標(biāo)準(zhǔn)容量，無論是高能耗的變壓器還是農(nóng)村地區(qū)的變壓器，都要盡量在改造時(shí)考慮到改造前后的容量接近；

3.1.2 我國(guó)的現(xiàn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)變壓器的能耗指標(biāo)有著明確的規(guī)定，因此，改造后變壓器的能耗應(yīng)盡量低于現(xiàn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的能耗參數(shù)；

3.1.3 本著節(jié)省資金成本的原則，對(duì)變壓器的改造應(yīng)當(dāng)對(duì)原有的條件進(jìn)行充分利用，包括原變壓器上能夠使用的零部件和各種材料。

3.2 改造設(shè)計(jì)的方法

3.2.1 改造變壓器的鐵芯

變壓器的空載損耗是變壓器的主要消耗之一。空載損耗和變壓器的鐵芯質(zhì)量、變壓器的工藝系數(shù)以及變壓器的單位損耗密切相關(guān)，表述為公式是：

空載損耗=工藝系數(shù)x鐵芯質(zhì)量×單位損耗

所以降低乘數(shù)才能降低奪載損耗。具體方法為：

3.2.1.1 將變壓器中的硅鋼片替換為性能優(yōu)質(zhì)的硅鋼片，高質(zhì)量的硅鋼片能夠降低單位損耗；

3.2.1.2 將變壓器的鐵j巷結(jié)構(gòu)由層疊式的改為卷匝式的，降低鐵芯的電阻，從而降低鐵芯的下藝系數(shù)；

3.2.1.3 增加變壓器內(nèi)鐵芯的線圈數(shù)，從而降低每一匝線圈的電壓，這樣整個(gè)鐵芯的磁通密度就降低了，硅鋼片的單位損耗也降低了。

3.2.2 改造變壓器的絕緣體

當(dāng)變壓器處于運(yùn)行狀態(tài)的時(shí)候負(fù)載的損耗占了總損耗的70%以上，要降低負(fù)載的損耗才能優(yōu)化變壓器的運(yùn)行質(zhì)量，提高變壓器的使用壽命。

負(fù)載損耗=電流密度×導(dǎo)線質(zhì)量×負(fù)載系數(shù)

通過降低電流密度，提高導(dǎo)線質(zhì)量和降低負(fù)載系數(shù)才能使負(fù)載損耗降低。事實(shí)上，我們所用的導(dǎo)線的材質(zhì)多為銅線和鋁線，這兩種材質(zhì)的導(dǎo)線的系數(shù)趨近不變。所以只有加大導(dǎo)線的橫截面積才能降低導(dǎo)線的電流密度，從而改變導(dǎo)線的絕緣強(qiáng)度。用銅質(zhì)導(dǎo)線換取鋁質(zhì)導(dǎo)線可以減少銅損，使變壓器的容量趨于穩(wěn)定。

3.2.3 降損措施

3.2.3.1 將鋁線圈換為銅線圈以增大導(dǎo)線截面，降低銅質(zhì)導(dǎo)線帶來的損耗；

3.2.3.2 將高壓線圈之間的距離、高低壓線圈之間的距離和高壓線圈與鐵軛之間的距離縮短，優(yōu)化磁通密度；

3.2.3.3 將高壓線圈的外包材質(zhì)全部改為漆包線，并加強(qiáng)漆包線的強(qiáng)度。

4 結(jié)束語

一般經(jīng)過改造后的變壓器的運(yùn)行成本能夠降低很多，運(yùn)行效率得到增強(qiáng)。按照一般的大能耗的變壓器的損耗來計(jì)算，降損越多，收益則越大，使用壽命越長(zhǎng)；在增加了導(dǎo)線截面后。雖然一次性投資比較大，但是變壓器的無功損耗和負(fù)載損耗得到降低。這種投資很容易收回。

參考文獻(xiàn)

[1] 張?bào)?，再談配電變壓器?jié)能和容量?jī)?yōu)化[J].電氣節(jié)能，2009.12.

篇7

關(guān)鍵詞：配電變壓器節(jié)能降耗方法

前言：我國(guó)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體系的建立，國(guó)民經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整都離不開，新型、清潔和環(huán)保的能源，電能作為方便節(jié)約型能源，在未來的發(fā)展中勢(shì)必會(huì)越來越受到重視，越來越應(yīng)用廣泛。在電能生產(chǎn)和應(yīng)用中，電壓的有效調(diào)節(jié)是電能傳輸?shù)闹匾绊懸蛩兀壳霸绞情L(zhǎng)距離，高強(qiáng)度輸電，要求的電壓就越高。電壓的升高和降低主要依靠配電變壓器正常工作，配電變壓器是電力生產(chǎn)和使用中的重要環(huán)節(jié)。變壓器是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)傳輸中不同電壓轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)的主要設(shè)備，隨著國(guó)家智能電網(wǎng)工程建設(shè)步伐的不斷加快，對(duì)電力變壓器的要求也逐步增高，變壓器呈現(xiàn)出高電壓等級(jí)、大容量和高參數(shù)等發(fā)展趨向。

1.常見配電變壓器的錯(cuò)誤使用

由于經(jīng)濟(jì)和科技的原因，我國(guó)配電變壓器使用存在選取不合理，運(yùn)行水平低，損耗嚴(yán)重等現(xiàn)象，其主要的表現(xiàn)形式有如下幾點(diǎn)：

1.1 配電變壓器長(zhǎng)期帶病運(yùn)行。在一些輸變電網(wǎng)絡(luò)中，存在大量的老舊配電變壓器，由于資金和工作安排上的客觀原因造成檢修和維護(hù)工作跟不上，這導(dǎo)致配電變壓器長(zhǎng)期帶病運(yùn)行，造成電網(wǎng)的損耗巨大。

1.2 配電變壓器選用與智能電網(wǎng)建設(shè)不協(xié)同。在智能電網(wǎng)的建設(shè)中需要有具備高新科技的配電變壓器，但一些企業(yè)往往選用一次性投資成本較低的常規(guī)配電變壓器，造成變壓器與電網(wǎng)間存規(guī)格和技術(shù)的差異，造成不應(yīng)有的損耗。

1.3 選用配電變壓器時(shí)只考慮眼前的經(jīng)濟(jì)利益。變壓器的選用不應(yīng)只著眼于購入成本，而是同時(shí)應(yīng)考慮日常運(yùn)營(yíng)能成本和檢修維護(hù)成本，一些低劣的變壓器雖然購入成本低，但是一旦安裝就會(huì)造成后續(xù)費(fèi)用的大大增加，如不及時(shí)維護(hù)和檢修就會(huì)造成配電變壓器巨大的能耗。1.4 在配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工以及后期運(yùn)行管理過程中，普遍存在變壓器負(fù)載率越高，其運(yùn)行效率也會(huì)越高的錯(cuò)誤思想，沒有形成配電變壓器經(jīng)濟(jì)調(diào)度運(yùn)行理念。

1.5 對(duì)于中高壓電能用戶而言，其配電系統(tǒng)普遍采用“高供低計(jì)”的電能計(jì)量收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)。在這種電能計(jì)量模式下，很多電能用戶為了少電網(wǎng)基本容量電費(fèi)額度，在實(shí)際用電過程中，長(zhǎng)期使配電變壓器處于滿負(fù)荷甚至超負(fù)荷運(yùn)行工況。這樣雖然在基本容量電費(fèi)方面似乎降低了費(fèi)用，但是配電變壓器長(zhǎng)期處于過負(fù)荷發(fā)熱狀態(tài)，其損壞率也會(huì)相應(yīng)升高，這不僅降低了變壓器綜合使用壽命，同時(shí)變壓器二次繞組的額外電能損耗會(huì)由于發(fā)熱而明顯增加，使變壓器長(zhǎng)期偏離經(jīng)濟(jì)運(yùn)行工況區(qū)，造成更大的配電變壓器電能損耗。

2.配電變壓器降耗的技術(shù)措施

2.1 選用高科技為基礎(chǔ)的自動(dòng)調(diào)壓器。眾所周知，配電變壓器有功損耗與配電網(wǎng)電壓的平方成正比，從大量實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來看，當(dāng)配電變壓器運(yùn)行過電壓水平達(dá)到 5%時(shí)，其內(nèi)部鐵損將會(huì)增加 15%，而當(dāng)變壓器過電壓水平達(dá)到 10%運(yùn)行時(shí)，其內(nèi)部鐵損則會(huì)增加高達(dá) 50%以上，且變壓器空載電流也會(huì)大幅度提升，自動(dòng)調(diào)壓器在配電網(wǎng)中的使用，可以有效改善電力用戶電能綜合質(zhì)量水平，保證其高效穩(wěn)定的生產(chǎn)。將自動(dòng)調(diào)壓器與無功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置相互配合使用，將會(huì)取得非常好的節(jié)能降耗效果，從而有效地提高生產(chǎn)企業(yè)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 無功補(bǔ)償提高變壓器負(fù)載功率因數(shù)。在配電網(wǎng)系統(tǒng)中有大量感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和其他感應(yīng)電氣設(shè)備，這些設(shè)備在運(yùn)行過程中除了消耗配電網(wǎng)有功電能外，還需要一定量的無功功率維持系統(tǒng)電磁平衡。采用 SVC、SVG 等無功補(bǔ)償裝置，可以對(duì)配電網(wǎng)系統(tǒng)無功進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償，從而實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)區(qū)域無功的動(dòng)態(tài)平衡，使配電網(wǎng)負(fù)載電流降低，減少變壓器的有功損耗和無功損耗，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。在配電變壓器允許電壓偏差范圍內(nèi)，選用調(diào)壓與補(bǔ)償電容器相結(jié)合的無功調(diào)節(jié)措施方案，可以實(shí)現(xiàn)配電變壓器峰谷運(yùn)行工況條件下的逆調(diào)壓節(jié)能運(yùn)行需求。

2.3 平衡變壓器三相負(fù)荷

配電變壓器三相負(fù)荷不平衡是其產(chǎn)生巨大能耗的主要原因，當(dāng)配電變壓器處于三相平衡負(fù)荷運(yùn)行工況條件下，其負(fù)載損耗最小；而當(dāng)變壓器處于三相負(fù)荷不平衡運(yùn)行工況下，其總能耗為三相損耗的總和，尤其當(dāng)變壓器運(yùn)行在最大三相不平衡狀態(tài)下，其系統(tǒng)損耗就是平衡負(fù)荷時(shí)損耗的 3 倍。配電變壓器處于三相負(fù)荷不平衡運(yùn)行工況條件下，不僅會(huì)增加自身能耗，同時(shí)還會(huì)增加一次高壓側(cè)線路損耗，據(jù)大量實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，配電變壓器處于最大不平衡運(yùn)行工況時(shí)，其高壓線路的電能損耗會(huì)增加 12.5%。因此，通過調(diào)整配臺(tái)區(qū)的三相負(fù)荷使變壓器基本處于平衡運(yùn)行工況，是降低配電變壓器運(yùn)行損耗的一個(gè)重要技術(shù)手段。此外，運(yùn)行溫度也是影響配電變壓器節(jié)能經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的另一因素，因此，在實(shí)際檢修維護(hù)過程中，要采取相應(yīng)技術(shù)措施降低配電變壓器運(yùn)行時(shí)的繞組溫度，同時(shí)在設(shè)計(jì)施工過程中，要選擇環(huán)境溫度較低、通行環(huán)境較好的配電變壓器安裝地址。

參考文獻(xiàn)：

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[3]趙凱，張凌宇．國(guó)際推動(dòng)變壓器節(jié)能降耗的經(jīng)驗(yàn)做法[J]．電力需求側(cè)管理，2006，63

[4]鄧松．智能電網(wǎng)進(jìn)展及發(fā)展研究[J]．中國(guó)西部科技．2009，34

篇8

關(guān)鍵詞：變壓器；節(jié)能；分析

中圖分類號(hào)：S210.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1009-9166（2008）33（c）-0042-01

一、我國(guó)用電現(xiàn)狀與變壓器損耗。近年來，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速增長(zhǎng)，盡管電力裝機(jī)也增長(zhǎng)很快，但由于整個(gè)社會(huì)對(duì)能源需求的巨大增加，使得電力供需的矛盾仍十分突出。出現(xiàn)上述巨大電能缺口的原因，一方面與前幾年電力裝機(jī)滯后有關(guān)，但更重要的是與我國(guó)能源資源不足，結(jié)構(gòu)不合理有著更加密切的關(guān)系。要實(shí)現(xiàn)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速可持續(xù)增長(zhǎng)，能源的供需矛盾必將更為突出，能源已成了制約可持續(xù)發(fā)展的瓶頸之一。今后，除了繼續(xù)探索新能源的開發(fā)利用之外，大力節(jié)約能源就成了重中之重。從電力的生產(chǎn)、供應(yīng)和消費(fèi)來看，節(jié)約在輸配電過程中的電能損耗就顯得十分重要，對(duì)全國(guó)來說，全年變壓器總的電能損失高達(dá)1100億千瓦時(shí)以上，相當(dāng)于3個(gè)中等用電量省的用電量之和。我國(guó)變壓器損耗電能如此之大，是由于城鄉(xiāng)電網(wǎng)中和企業(yè)電網(wǎng)中老的、高能耗變壓器數(shù)量比較大。老舊變壓器長(zhǎng)期超期服役，更新速度慢，其主要原因是普遍存在資金短缺、耗能設(shè)備更新觀念落后、管理落后，以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)決策失誤所致。

二、變壓器節(jié)能措施分析：（一）、經(jīng)濟(jì)手段。1、樹立現(xiàn)代設(shè)備耗能觀念，加強(qiáng)設(shè)備更新。現(xiàn)代化耗能設(shè)備管理的決策要求人們必須從產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)觀念轉(zhuǎn)變?yōu)樯唐方?jīng)濟(jì)觀念。耗能設(shè)備管理的科學(xué)理論的主要基礎(chǔ)是從經(jīng)濟(jì)壽命觀念出發(fā)，把產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)的物質(zhì)磨損觀念轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)磨損觀念。耗能設(shè)備的經(jīng)濟(jì)壽命系指耗能設(shè)備在制造過程中，不僅考慮設(shè)備的物質(zhì)磨損，更主要的是按技術(shù)磨損確定設(shè)備的使用年限。耗能設(shè)備的技術(shù)磨損系指耗能設(shè)備在使用過程中，一旦研制出新設(shè)備，其技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)效益比原設(shè)備繼續(xù)使用優(yōu)越時(shí)，就應(yīng)按技術(shù)磨損進(jìn)行決策，更新設(shè)備。2、實(shí)施分時(shí)電價(jià)的措施。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，用電結(jié)構(gòu)也發(fā)生了變化，加之傳統(tǒng)用電習(xí)慣，使用電負(fù)荷的峰谷差別加大。在高峰時(shí)段變壓器負(fù)荷成倍增加，而下半夜的用電負(fù)荷銳減，沖擊變壓器運(yùn)行的平穩(wěn)性，導(dǎo)致變壓器效率下降。為了提高變壓器的負(fù)載率，在運(yùn)行管理中采取各種手段來轉(zhuǎn)移高峰負(fù)荷，增加低谷用電，提高其負(fù)載率。其經(jīng)濟(jì)手段就是全面推行峰谷分時(shí)電價(jià)，對(duì)生產(chǎn)用戶安裝復(fù)費(fèi)率電能表。3、根據(jù)功率因數(shù)進(jìn)行電費(fèi)合理調(diào)節(jié)。提高用戶變壓器及用電設(shè)備的功率因數(shù)，減少變壓器磨損，供電部門要對(duì)用戶力率進(jìn)行考核，實(shí)行力率調(diào)整電費(fèi)。按規(guī)定：對(duì)用戶變壓器容量進(jìn)行力率考核，要安裝有功電能表和無功電能表。每月抄錄用戶的有功電度與無功電度，計(jì)算其功率因數(shù)，按其差額加收無功補(bǔ)罰電費(fèi)，差額越大，補(bǔ)罰電費(fèi)越多。用戶因力率過低，每月需要增加支付大量電費(fèi)。通過經(jīng)濟(jì)杠桿，使用戶在支付補(bǔ)罰電費(fèi)中，權(quán)衡經(jīng)濟(jì)利益，采取無功就地補(bǔ)償?shù)拇胧?，從而提高功率因?shù)。(二)、技術(shù)手段。1、合理選配變壓器的容量。從理論上講，要使變壓器發(fā)揮最大效率，應(yīng)使平均負(fù)荷率為額定容量的50%-75%。但因?yàn)樽儔浩鞅旧淼呢?fù)載及功率因數(shù)是變化的，且有超載運(yùn)行的可能性，故不必按最大效率的準(zhǔn)則來選擇變壓器的容量。如果變壓器容量選得過大，出現(xiàn)“大馬拉小車”現(xiàn)象，空載損耗會(huì)大大增加；變壓器容量選得過小，變壓器負(fù)載過大，甚至過負(fù)荷，使變壓器負(fù)載損耗增大。通常工廠及民用等用電設(shè)備，其負(fù)荷是變動(dòng)的，每天都有所不同。選擇容量的計(jì)算方法如下：(1)計(jì)算負(fù)荷量及功率因數(shù)，在待選的系列變壓器中選擇多種容量(即不同規(guī)格)的變壓器，以供作待選變壓器(其額定容量應(yīng)大于負(fù)荷的最大視在功率)。(2)計(jì)算出各種容量變壓器與負(fù)荷對(duì)應(yīng)的負(fù)載率。(3)根據(jù)上述值以及各種容量變壓器的的空載損耗和短路損耗計(jì)算出每臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)的損耗與效率(一般情況下宜選用效率高的)。(4)具體確定變壓器容量時(shí)，既要考慮變壓器的損耗，又需考慮適當(dāng)提高變壓器的容量利用率。此外，如果負(fù)荷是季節(jié)性或夜間停止使用的，變壓器的負(fù)荷可能僅占其容量的40%以下，此時(shí)就要考慮到負(fù)荷降低情況下變壓器的運(yùn)行效率。因?yàn)樽儔浩鞯目蛰d損耗與負(fù)載無關(guān)，而其功率損耗是一定的，且變壓器輕載時(shí)的損耗也相當(dāng)大。所以，從節(jié)電角度出發(fā)是不能忽視的。因此，這種情況下使用單臺(tái)大容量的變壓器，不如使用多臺(tái)小容量變壓器，以提高其運(yùn)行效率。2、合理選擇變壓器的數(shù)量和類型。為了降低變壓器損耗，應(yīng)根據(jù)企業(yè)負(fù)荷情況合理選擇變壓器的數(shù)量和類型。選擇時(shí)一般應(yīng)遵循以下原則：(1)合理選擇變壓器臺(tái)數(shù)。負(fù)荷絕大部分為三級(jí)負(fù)荷的，可裝設(shè)一臺(tái)變壓器；若企業(yè)一、二級(jí)負(fù)荷所占比例較重，必需兩個(gè)電源供電的，則應(yīng)裝設(shè)兩臺(tái)變壓器；特殊場(chǎng)合可使用多臺(tái)小容量變壓器，如受運(yùn)輸和作業(yè)條件限制的井下變電站。(2)選用低能耗、高效率的節(jié)能型變壓器。選用低能耗、高效率的節(jié)能型變壓器是節(jié)能的重要手段，它可以減少空載時(shí)由鐵損、漏磁損耗、激磁電流產(chǎn)生的鐵損和負(fù)載時(shí)由負(fù)載電流在變壓器線圈電阻上產(chǎn)生的損耗。我國(guó)配電變壓器行業(yè)經(jīng)過不斷努力，在90年代以后較過去有了突破性的進(jìn)展，變壓器性能不僅是鐵心硅鋼片材質(zhì)的改進(jìn)，而且在容量結(jié)構(gòu)和制造工藝上都有所突破；因而在節(jié)能降耗、降低空載電流和噪音等方面都有較大進(jìn)展，出現(xiàn)了多種型號(hào)的節(jié)能型變壓器，可以在其中根據(jù)需要進(jìn)行選擇。3、提高變壓器功率因數(shù)。負(fù)載功率因數(shù)的降低將使變壓器的效率降低，從而使其損耗增大。用電設(shè)備（如各種電動(dòng)機(jī)、感應(yīng)爐、電焊機(jī)等）除了要消耗有功功率以外，還要消耗相當(dāng)數(shù)量的無功功率，從而導(dǎo)致電網(wǎng)功率因數(shù)的惡化。這將使變壓器損耗增加且增加電費(fèi)。如果在這種系統(tǒng)中設(shè)置移相電容器，負(fù)載的功率因數(shù)就會(huì)得到改善，無功功率則受到抑制。同時(shí)，移相電容器補(bǔ)償了無功電流，使配變電設(shè)備及網(wǎng)路的實(shí)際電流減少，從而提高了變壓器的利用率，降低了變壓器的銅耗及線路損耗，節(jié)約了電能。

作者單位：廣東電網(wǎng)公司惠州供電局變電部

參考文獻(xiàn)：

[1]趙重明,張衛(wèi)紅:《合理利用變壓器以節(jié)電降耗》,《內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)》2006.02

篇9

關(guān)鍵詞：高壓變頻器；火力發(fā)電廠；節(jié)能；應(yīng)用

隨著資源的日益消耗，國(guó)家開始倡導(dǎo)節(jié)能減排。在發(fā)展中重視能源的保護(hù)，不以消耗能源為代價(jià)的促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，走能源可持續(xù)發(fā)展的道路。而我國(guó)的能源消耗中，火力發(fā)電廠中能源消耗最多，因此，要在火力發(fā)電廠積極響應(yīng)國(guó)家的節(jié)能政策。在火力發(fā)電廠中節(jié)能可以采用提高發(fā)電技術(shù)，實(shí)施現(xiàn)代化管理，安裝節(jié)能設(shè)備等措施，而高壓變頻器的節(jié)能效果好，節(jié)能作用明顯，因此，在火力發(fā)電廠中開始廣泛使用高壓變頻器。

1 國(guó)內(nèi)火力發(fā)電廠能源消耗的分析

據(jù)國(guó)家《電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)產(chǎn)業(yè)化途徑與對(duì)策的研究》報(bào)告披露，中國(guó)發(fā)電總量的66%消耗在電動(dòng)機(jī)上。具體到火力發(fā)電廠主要損耗是：送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、排粉風(fēng)機(jī)、脫硫系統(tǒng)增壓風(fēng)機(jī)、鍋爐給水泵、循環(huán)水泵、凝結(jié)水泵。但是這些主要耗電設(shè)備在我國(guó)火力發(fā)電廠中普遍存在著“大馬拉小車”的現(xiàn)象，大量的能源在終端利用中被白白地浪費(fèi)掉，主要原因有以下兩點(diǎn)：

1.1 運(yùn)行方式技術(shù)落后

目前我國(guó)火力發(fā)電廠中除少量采用汽動(dòng)給水泵、液力耦合器及雙速電機(jī)外，其它水泵和風(fēng)機(jī)基本上都采用定速驅(qū)動(dòng)，閥門式擋板調(diào)節(jié)。這種定速驅(qū)動(dòng)的泵，在變負(fù)荷的情況下，由于采用調(diào)節(jié)泵出口閥開度的控制方式，達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的，以滿足負(fù)荷變化的需要。所以在工藝只需小流量的情況下，其泵或風(fēng)機(jī)仍以額定的功率、恒定的速度運(yùn)轉(zhuǎn)著，特別是在機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，其入口調(diào)節(jié)擋板開度很小，引風(fēng)機(jī)所消耗的電功率大部分將被風(fēng)門節(jié)流而消耗掉，能源損失和浪費(fèi)極大。另外，風(fēng)機(jī)擋板執(zhí)行機(jī)構(gòu)為大力矩電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，故障較多，風(fēng)機(jī)自動(dòng)率較低，存在嚴(yán)重的節(jié)流損耗。

1.2 實(shí)際運(yùn)行效率低下

從實(shí)際運(yùn)行效率上來說，在機(jī)組變負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，由于水泵和風(fēng)機(jī)的運(yùn)行偏離高效點(diǎn)，偏離最優(yōu)運(yùn)行區(qū)，使運(yùn)行效率降低。調(diào)查顯示，我國(guó)50MW以上機(jī)組鍋爐風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率低于70%的占一半以上，低于50%的占1/5左右。這是因?yàn)?，我?guó)許多大中型泵與風(fēng)機(jī)套用定型產(chǎn)品，由于型譜是分檔而設(shè)，間隔較大，一般只能套用相近型產(chǎn)品，造成泵與風(fēng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)行效率低，能耗高。

2 高壓變頻器工作原理

一般情況下，交流電設(shè)備的供電頻率與功率成正比，供電頻率發(fā)生變化，而設(shè)備的功率也改變，供電的頻率升高，供電設(shè)備的功率也增大。而變頻器的工作原理也是如此，變頻器的調(diào)速就是將原本固定的交流電頻率調(diào)整成可變化的頻率。在電力負(fù)荷發(fā)生變化的情況下，調(diào)整發(fā)電廠中的帶有點(diǎn)的設(shè)備頻率，改變?cè)O(shè)備的轉(zhuǎn)速。根據(jù)電力負(fù)荷的不同要求，更改設(shè)備的頻率，使設(shè)備中的電量能源消耗減少。隨著科技的發(fā)展，電子計(jì)算機(jī)技術(shù)逐漸普及，我國(guó)的電氣傳動(dòng)也面臨著技術(shù)改革，電氣中的直流調(diào)速逐漸被取代。在控制電流方面，計(jì)算機(jī)的控制技術(shù)也開始在電氣系統(tǒng)中得到發(fā)展。在當(dāng)代的節(jié)能中變頻調(diào)速成為主流，電機(jī)的變頻技術(shù)提高電氣的質(zhì)量，使發(fā)電環(huán)境有了明顯的改善，同時(shí)也推動(dòng)了節(jié)能技術(shù)的發(fā)展。

3 高壓變頻器在火力發(fā)電廠中節(jié)能效果

高壓變頻器的調(diào)頻調(diào)速比發(fā)電廠中引風(fēng)機(jī)、給水泵等高壓機(jī)器調(diào)頻效果好，在發(fā)電廠中使用高壓變頻器，可以較少發(fā)電中的能源消耗，使發(fā)電廠的用電效率提高。從流體力學(xué)來講，發(fā)電廠中的引風(fēng)機(jī)或者其他的泵類設(shè)備輸出的流量和設(shè)備的轉(zhuǎn)速一致，輸出的流量越多，設(shè)備的轉(zhuǎn)速越快，而設(shè)備中輸出的壓力也與設(shè)備的轉(zhuǎn)速平方成正比，其消耗的功率與其轉(zhuǎn)速的三次方成正比。因此，設(shè)備的流量調(diào)節(jié)可以通過調(diào)節(jié)設(shè)備的轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)。運(yùn)用變頻調(diào)節(jié)發(fā)電設(shè)備的轉(zhuǎn)速，近而要控制了設(shè)備中輸出的流量與壓力。在設(shè)備運(yùn)行時(shí)，把可以調(diào)節(jié)流量的閥門開到最大，從而減少了發(fā)電管道的阻力，近而能使能源的消耗減少。就節(jié)能而言，通過變頻調(diào)節(jié)發(fā)電設(shè)備的流量而節(jié)約能源，不僅局限于改造的發(fā)電系統(tǒng)，其他運(yùn)行的發(fā)電系統(tǒng)中消耗的能源消耗也降低。當(dāng)兩臺(tái)的發(fā)電設(shè)備同時(shí)運(yùn)行，一種一臺(tái)的風(fēng)量小，而兩臺(tái)同時(shí)運(yùn)行產(chǎn)生的風(fēng)量又過大，因此，要對(duì)兩臺(tái)運(yùn)行的發(fā)電設(shè)備同時(shí)調(diào)節(jié)，這種調(diào)節(jié)方法可以較大幅度的降低能源消耗。

在發(fā)電廠實(shí)現(xiàn)節(jié)能，主要使通過采取措施提高發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行效率。在變頻調(diào)節(jié)前，一般的發(fā)電廠的采用多極電機(jī)，保證水泵能夠循環(huán)使用。在季節(jié)的變化下，可以適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)電機(jī)的接線，調(diào)整電機(jī)接線可以使電機(jī)的極對(duì)數(shù)發(fā)生變化，從而調(diào)節(jié)發(fā)電設(shè)備的轉(zhuǎn)速改變電機(jī)中的水流量。除了調(diào)整電機(jī)的電線外，還可以電動(dòng)機(jī)的水泵的臺(tái)數(shù)，水泵臺(tái)數(shù)多，循環(huán)水電額流量就大；電動(dòng)機(jī)的臺(tái)數(shù)多，循環(huán)水流量也大，反之，則相反。利用改變電動(dòng)機(jī)和水泵的臺(tái)數(shù)調(diào)節(jié)水流量的方法操作簡(jiǎn)單，但是，調(diào)節(jié)的精準(zhǔn)度不夠，因此，使用的次數(shù)少。當(dāng)利用變頻調(diào)節(jié)水量時(shí)，能準(zhǔn)確監(jiān)控流出水的溫度，根據(jù)水溫調(diào)節(jié)冷凝器的冷度，使發(fā)電的運(yùn)行效率提高，同時(shí)節(jié)能效果也達(dá)到最佳。與控制電動(dòng)機(jī)和水泵的臺(tái)數(shù)相比，變頻調(diào)節(jié)的效果好，準(zhǔn)確度高，能控制整體的發(fā)電系統(tǒng)。

4 高壓變頻器在火電廠應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)效益分析

4.1 延長(zhǎng)設(shè)備壽命。使用變頻器可使電機(jī)轉(zhuǎn)速變化沿凝泵的加減速特性曲線變化，延長(zhǎng)了軸承的壽命。同時(shí)有關(guān)數(shù)據(jù)說明，機(jī)械壽命與轉(zhuǎn)速的倒數(shù)成正比，降低凝泵轉(zhuǎn)速可成倍地提高凝泵壽命，凝泵使用費(fèi)用自然就降低了。

4.2 降低噪音。凝結(jié)泵改用變頻器后，降低水泵轉(zhuǎn)速運(yùn)行的同時(shí)，噪音大幅度地降低，當(dāng)轉(zhuǎn)速降低50%時(shí)，噪音可減少十幾個(gè)絕對(duì)分貝。同時(shí)消除了停車和啟動(dòng)時(shí)的打滑和尖嘯聲，克服了由于調(diào)門線性度不好，調(diào)節(jié)品質(zhì)差，引起管道錘擊和共振，造成給水系統(tǒng)上水管道強(qiáng)烈震動(dòng)的缺陷，凝結(jié)泵變頻運(yùn)后，噪音、振動(dòng)都大為減少，變化相當(dāng)可觀。

結(jié)束語

根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，火力發(fā)電廠能源負(fù)荷多，因此，要在火力發(fā)電廠控制能源的消耗。近些年來，我國(guó)在火力發(fā)電廠中運(yùn)用高壓變頻器，節(jié)約了能源，保護(hù)了環(huán)境，提高了經(jīng)濟(jì)效益。而我國(guó)的高壓變頻技術(shù)在當(dāng)代的社會(huì)的發(fā)展下逐漸走向成熟?，F(xiàn)代的變壓器在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)增加了科技投入，使高壓變頻器的設(shè)計(jì)更加合理，工作效率更高，節(jié)能效果也更加明顯。為了提高能源的利用效率，為火力發(fā)電營(yíng)造良好的環(huán)境，在火力發(fā)電中更要使用高壓變頻器。

參考文獻(xiàn)

[1]劉春松，胡炫，李冰.級(jí)聯(lián)型高壓變頻器能量回饋裝置的實(shí)現(xiàn)[A].2013年中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C].2013.

篇10

關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速 水泵

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）01（b）-0000-00

1、循環(huán)氨水泵工況特點(diǎn)及存在問題

1.1、循環(huán)氨水泵工況特點(diǎn)

凈化分廠一期兩臺(tái)循環(huán)氨水泵，一用一備，泵組是將循環(huán)氨水打入集氣管為荒煤氣進(jìn)行初步冷卻，控制荒煤氣溫度為75～80度之后送入初冷器，根據(jù)荒煤氣量的大小應(yīng)及時(shí)調(diào)節(jié)循環(huán)氨水量。

1.2、工頻運(yùn)行存在問題：

兩臺(tái)循環(huán)氨水泵電機(jī)均為工頻運(yùn)行，啟動(dòng)電流高，既影響設(shè)備壽命又對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生很大沖擊。而且工頻運(yùn)行耗電量高，不能隨生產(chǎn)負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)，不符合現(xiàn)代企業(yè)“節(jié)能降耗”的管理理念。

循環(huán)氨水泵工頻運(yùn)行，流量及壓力只能通過旁通閥及出口閥調(diào)節(jié)，但調(diào)節(jié)負(fù)荷有限。在今2012年年初，結(jié)焦時(shí)間較長(zhǎng)，荒煤氣量少，循環(huán)氨水流量無法進(jìn)一步降低，導(dǎo)致荒煤氣溫度極低，曾降至40度（工藝要求控制溫度為75～80度），使得荒煤氣管道內(nèi)焦油氨水混合液流動(dòng)性極差，存在堵塞荒煤氣管道的隱患。由此可見，荒煤氣溫度是至關(guān)重要的指標(biāo)，如果控制不當(dāng)，整個(gè)凈化系統(tǒng)都將處于癱瘓狀態(tài)。

原設(shè)循環(huán)氨水泵為工頻運(yùn)行，只能由操作工調(diào)節(jié)泵出口閥門及循環(huán)管閥門開度來控制循環(huán)氨水壓力和流量。如果循環(huán)氨水量發(fā)生變化，崗位人員又不能及時(shí)調(diào)節(jié)，將會(huì)導(dǎo)致循環(huán)水泵壓力過高或過低。如果壓力過高，會(huì)造成泵機(jī)封、電機(jī)燒損；如果壓力過低，會(huì)導(dǎo)致荒煤氣溫度無法控制、集合溫度超標(biāo)，造成初冷、電捕以及煤氣凈化系統(tǒng)的嚴(yán)重堵塞。

2、改造方案

循環(huán)氨水泵組是保證焦化廠煤氣系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要設(shè)備，必須保證連續(xù)、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。經(jīng)過詳細(xì)的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)論證，決定采用高壓變頻調(diào)速裝置，通過變頻調(diào)速調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速滿足工藝要求

高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)采用功率單元串聯(lián)技術(shù)直接輸出10KV電壓，屬高一高電壓源型變頻器，高壓變頻器調(diào)速成套系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)由旁路柜、變壓器柜、單元柜及控制柜組成，系統(tǒng)采用一用一備兩臺(tái)泵雙路電源，一拖二手動(dòng)旁路的方案，基本原理圖如圖下

雙電源手動(dòng)切換柜一次原理圖

此系統(tǒng)由高壓開關(guān)1QF、2QF、雙電源手動(dòng)切換柜（由高壓隔離開關(guān)QS1—QS6組成）、高壓變頻器、兩臺(tái)高壓電機(jī)組成，其中雙電源手動(dòng)切換柜和高壓變頻器由投標(biāo)方提供。

說明：①其中QS2、QS3是雙刀雙投隔離開關(guān)，QS5、QS6也是雙刀雙投隔離開關(guān)；實(shí)現(xiàn)自然機(jī)械互鎖②QS1和QS4不能同時(shí)閉合，實(shí)現(xiàn)電氣閉鎖；QS2和QS5不能同時(shí)閉合，實(shí)現(xiàn)電氣閉鎖；③變頻器故障時(shí)，聯(lián)跳相應(yīng)的高壓開關(guān)，柜子的柜門都有高壓閉鎖，高壓電上電后，柜門就會(huì)被電磁鎖自動(dòng)鎖死，除非用專用的鑰匙，不能打開柜門。

3、運(yùn)行可靠性分析

經(jīng)過多次調(diào)試，實(shí)現(xiàn)變頻器控制電機(jī)轉(zhuǎn)速隨循環(huán)氨水泵出口壓力的變化而改變，即減少了電量消耗，又降低了電機(jī)的噪音，改造效果非常明顯：①節(jié)電效果顯著，電機(jī)定子電流從15A降至6A，每天節(jié)約電量為3500度左右。②電機(jī)的轉(zhuǎn)速下降，電機(jī)和泵運(yùn)行狀況明顯改善，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，降低了設(shè)備的維修費(fèi)用。③采用變頻調(diào)速技術(shù)后，由于泵出口閥全開，消除了閥門因節(jié)流而產(chǎn)生的噪聲，改善了工作環(huán)境 ；④電機(jī)的加速和減速可根據(jù)工藝要求自動(dòng)調(diào)節(jié)，控制精度高，即保證可生產(chǎn)指標(biāo)穩(wěn)定，又降低了工人的工作量。 ⑤循環(huán)氨水壓力穩(wěn)定，避免了壓力波動(dòng)，管道漏點(diǎn)明顯減少，降低了檢修工作。

4、產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益

根據(jù)以上數(shù)據(jù)得知每天節(jié)約電量為3500度左右，月節(jié)約電量為106500度（以30天計(jì)算），年節(jié)約電量為127.75萬度，按照每度電0.48元計(jì)算，年節(jié)約電費(fèi)613200元。

5、結(jié)語

隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈以及國(guó)家對(duì)節(jié)能減排工作的要求越來越嚴(yán)格，節(jié)約能源、降低生產(chǎn)成本、提高競(jìng)爭(zhēng)力對(duì)企業(yè)來說尤為重要，該變頻器投入近四個(gè)月來，循環(huán)氨水泵的出口閥門全開，運(yùn)行穩(wěn)定，減少了閥門截流導(dǎo)致能源損失，節(jié)能效果明顯，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的軟啟動(dòng)，延長(zhǎng)了電機(jī)、泵及其附屬設(shè)備的使用壽命。實(shí)踐證明高壓變頻器在循環(huán)氨水泵上的應(yīng)用是非常成功的。

參考文獻(xiàn)