變壓器節(jié)能降耗的關(guān)鍵技術(shù)詳解及措施分析

隨著城市社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，能源供需矛盾日益突出，對于供配電系統(tǒng)而言，推進節(jié)能降耗技術(shù)措施和設(shè)備裝置尤為重要。變壓器是供配電系統(tǒng)中的核心電能分配調(diào)度設(shè)備，其節(jié)能經(jīng)濟調(diào)度運行是電網(wǎng)系統(tǒng)節(jié)能研究的重中之重，合理采取措施降低變壓器能耗是供配電系統(tǒng)的關(guān)鍵。

一、變壓器節(jié)能降耗的關(guān)鍵技術(shù)

1.1 采用新材料

在變壓器制造方面采用新型材料代替鋁合金或鋼鐵材料，能夠增強變壓器抗腐蝕性，減小電阻，從而達到節(jié)能降耗的目的。目前主要有兩種新型材料比較受歡迎。第一種是無氧銅材料，可以有效的降低配電變壓器的線圈的內(nèi)阻，實現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。無氧銅材料具有加工工藝簡便、取材方便、成本低的特點，同時還有利于增強配電變壓器抵抗短路的能力。第二種是采用非晶體合金材料作為配電變壓器的磁體材料。非晶體合金材料制作的鐵芯可以有效降低電磁的損耗，從而達到提高配電變壓器經(jīng)濟性的目的。

1.2 加裝自動調(diào)壓器

變壓器的損耗與配電網(wǎng)的電壓有著密切的關(guān)系，通過在變壓器的負載分接頭檔位上安裝對應(yīng)的補償電容器的技術(shù)手段，能夠適量的優(yōu)化和調(diào)整配電網(wǎng)的運行電壓。自動調(diào)壓器是一種利用三相耦合變壓器，根據(jù)配電變壓器的實際輸入電壓值自動調(diào)節(jié)變比來保證輸出電壓穩(wěn)定的裝置，使輸入電壓值在正常值的3%內(nèi)自動調(diào)節(jié)，利用內(nèi)部相應(yīng)控制器對整個系統(tǒng)的電壓進行實時控制，實現(xiàn)最大量的節(jié)能降耗。

1.3 配電變壓器的經(jīng)濟運行方式

配電變壓器的能耗不僅與配電器的制造材料、加工工藝等有關(guān)，而且還和配電變壓器的運行方式有很大的關(guān)系。因此優(yōu)化配電變壓器的運行方式是配電變壓器節(jié)能降耗的關(guān)鍵。我國目前采用的仍然是傳統(tǒng)的配電變壓器的運行方式，這種傳統(tǒng)的變壓器的運行方式不夠合理，導(dǎo)致了變壓器的運行能耗很高，達不到經(jīng)濟性的要求。。在實際配電系統(tǒng)中，可以采用無功耗補償?shù)姆绞健＞唧w措施為，在配電系統(tǒng)中安裝并聯(lián)變壓器無功補償元件，這樣可以提供感性負載所消耗的無功功率。常用的方式還包括，一是配電變壓器的分組補償，在低壓安裝并聯(lián)無功耗元器件。二是采取先進的技術(shù)手段保持變壓器運行時三項符合長期處于平衡的工作狀況。此外降低配電變壓器運行損耗一個重要技術(shù)手段就是通過調(diào)整三相負荷的平衡性使配電變壓器基本處于平衡。在實際配電變壓器中，當(dāng)三相負荷不平衡時，會導(dǎo)致負序電壓，使系統(tǒng)電壓發(fā)生波動，因此也影響了配電系統(tǒng)的能耗。配電變壓器三相不平衡時，不僅增加了自身的能耗，還會增加線路的損耗，因此必須要進行三相電的平衡。

二、變壓器節(jié)能運行的措施分析

2.1 優(yōu)選節(jié)能經(jīng)濟型配電變壓器

在進行配電變壓器型號、容量等選型設(shè)計過程中，應(yīng)在技術(shù)上可行的基礎(chǔ)上，優(yōu)選控制損耗率較低的節(jié)能經(jīng)濟型產(chǎn)品。如：目前工程上應(yīng)用較成熟的S11、S13節(jié)能經(jīng)濟性配電變壓器，其同S9系列變壓器相比，其控制損耗約降低30%左右，控制電流則降低約40%左右，同時具有過載能力強，綜合節(jié)能效果較為明顯。S13系列的配電變壓器，其線損比較小，比較適用于運行負荷波動幅度較大的配電系統(tǒng)，能夠滿足現(xiàn)代配電系統(tǒng)負荷波動較大的工程領(lǐng)域。

2.2 采用多臺配電變壓器聯(lián)合運行節(jié)能的調(diào)度方式

隨著配電網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)模和容量的不斷擴大，系統(tǒng)負荷容量變化也較為頻繁，且在各種運行方式下的損耗也有很大差別，最優(yōu)運行工況點和調(diào)度方式也應(yīng)隨其發(fā)生改變，以達到節(jié)能降耗的目的。

配電變壓器在運行過程中，其自身所產(chǎn)生的空載損耗和負載損耗共同形成變壓器運行的有功損耗，會隨負載變化而發(fā)生非線性變化，其中：空載損耗是一個特定的系數(shù)，基本不會隨變壓器負載率的變化而發(fā)生變化；而負載損耗則是一隨負載波動的變動值，其與變壓器負載電流的平方呈正比例關(guān)系。在多臺變壓器聯(lián)合運行過程中，總有一個最低點是負載系數(shù)最低點，也就是配電變壓器聯(lián)合運行的綜合功率經(jīng)濟負載系數(shù)最低點。要根據(jù)配電系統(tǒng)的實際情況，合理計算出變壓器的最佳負荷運行工況點和經(jīng)濟負荷區(qū)，采取多臺配電變壓器聯(lián)合經(jīng)濟調(diào)度運行，按照負載從小到大的運行特性，計算出不同負載區(qū)域的最佳變壓器運行搭配臺數(shù)和調(diào)控運行方式，合理根據(jù)綜合功率負載關(guān)系確定多臺配電變壓器聯(lián)合運行的最佳經(jīng)濟運行區(qū)域，避免出現(xiàn)“大馬拉小車”等稱非經(jīng)濟運行工況出現(xiàn)，有效提高配電變壓器供電安全可靠和節(jié)能經(jīng)濟性。

2.3 調(diào)整配電變壓器相間不平衡負載率實現(xiàn)節(jié)能經(jīng)濟運行