節(jié)能變壓器開發(fā)與應(yīng)用技術(shù)
SN9系列農(nóng)用變壓器是由吉林省電力科學(xué)研究院與吉林省電力有限公司農(nóng)電部等單位聯(lián)合開發(fā)研制的節(jié)能型變壓器產(chǎn)品。該產(chǎn)品適合低負(fù)載率地區(qū)使用，其最大特點(diǎn)是：在與S9型變壓器制造成本基本相同的條件下，用于負(fù)載率小于50%的地區(qū)，可減少運(yùn)行損耗。經(jīng)計(jì)算當(dāng)負(fù)載率為20%時(shí)，SN9-50/10的變壓器比S9-50/10變壓器總運(yùn)行損耗降低15.3%左右。目前吉林省農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)與改造工程中已廣泛采用。
在電網(wǎng)整個(gè)線損中配電變壓器的損耗占較大比例，降低配電變壓器的損耗是降低電網(wǎng)線損的有效途徑。經(jīng)調(diào)查大多數(shù)農(nóng)村電網(wǎng)中的變壓器長(zhǎng)期處于輕載或空載狀態(tài)，在負(fù)載率較低的農(nóng)村電網(wǎng)中使用S9型變壓器不能充分發(fā)揮其應(yīng)有的節(jié)能效果。因此，針對(duì)農(nóng)村電網(wǎng)負(fù)載率低的特點(diǎn)，開發(fā)出與S9型變壓器成本相當(dāng)?shù)?、適合農(nóng)村電網(wǎng)低負(fù)載率場(chǎng)合使用的系列變壓器，應(yīng)用到城市電網(wǎng)和農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)與改造中，達(dá)到了投資一定，運(yùn)行成本降低較大的效果。本系列農(nóng)用變壓器的開發(fā)具有以下創(chuàng)新：
?。?）充分考慮農(nóng)村電網(wǎng)負(fù)載率：
為了掌握農(nóng)村負(fù)載率的情況，我們對(duì)部分地區(qū)進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)果表明：吉林省鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)較發(fā)達(dá)的地區(qū)，年負(fù)載率最大也不會(huì)超過15%，一般年負(fù)載率在6%～9%；吉林省農(nóng)業(yè)地區(qū)，年負(fù)載率最大不會(huì)超過6%，一般年負(fù)載率在3%左右?？紤]到發(fā)展的因素，吉林省農(nóng)村電網(wǎng)的負(fù)載率在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi)不會(huì)超過20%.長(zhǎng)春市揚(yáng)家線的負(fù)載率在18%左右。因此，農(nóng)用變壓器技術(shù)條件的編制、系列設(shè)計(jì)、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析等，均采用20%的年負(fù)載率進(jìn)行計(jì)算的。為吉林省農(nóng)村電網(wǎng)負(fù)載的發(fā)展留有足夠的空間。
?。?）農(nóng)用變壓器的損耗參數(shù)的設(shè)置：
通過進(jìn)行農(nóng)村電網(wǎng)負(fù)載率的調(diào)查，結(jié)合變壓器性能參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，以與S9型變壓器制造成本持平做為約束條件，以保證損耗比值、最低運(yùn)行損耗為目標(biāo)函數(shù)。確定了SN9系列變壓器的技術(shù)條件。其中空載損耗較S9型變壓器降低了約20%～25%，負(fù)載損耗較S9增加了約10%，使損耗比（負(fù)載損耗/空載損耗）提高到7左右。其它性能參數(shù)保持了S9型變壓器的性能參數(shù)。本技術(shù)條件的采用使SN9變壓器在50%以下負(fù)載率的條件下較S9型變壓器都是節(jié)能的，且負(fù)載率越低節(jié)能效果越明顯。
?。?）先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)：
SN9系列農(nóng)用變壓器，除了在性能參數(shù)上具有上述特點(diǎn)，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上也采用了新的結(jié)構(gòu)技術(shù)和設(shè)計(jì)方法。利用CAD進(jìn)行優(yōu)化電磁計(jì)算，在規(guī)定的性能參數(shù)要求內(nèi)達(dá)到經(jīng)濟(jì)指標(biāo)最優(yōu)；充分發(fā)揮了系列設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)，考慮了標(biāo)準(zhǔn)零部件的采用和互用，提高了原材料的利用率；在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中重點(diǎn)考慮了農(nóng)用變壓器的使用環(huán)境，提高了農(nóng)用變壓器的過載能力、抗過電壓能力；提出了重點(diǎn)工序的工藝要求，既保證了農(nóng)用變壓器生產(chǎn)工藝技術(shù)與S9型變壓器的接軌，又保證了生產(chǎn)工藝技術(shù)的先進(jìn)性。
?。?）全密封技術(shù)：
在開發(fā)普通型SN9系列變壓器的基礎(chǔ)上，開發(fā)了SN9-M型產(chǎn)品。與普通型變壓器相比，全密封變壓器的可靠性、使用壽命、運(yùn)行維護(hù)等方面占有明顯優(yōu)勢(shì)。SN9-M在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上采用了簡(jiǎn)單有效的器身防松、固定方式，采用新型結(jié)構(gòu)的波紋油箱。另外在密封膠件防紫外線、油箱膨縮特性等采取了特殊的結(jié)構(gòu)，保證了全密封變壓器膨縮器的膨縮量能滿足變壓器油在-40℃～+85℃之間溫度內(nèi)體積的變化。目前許多全密封變壓器忽略了膨縮特性的校核、沒有控制注油溫度，使全密封變壓器的實(shí)際膨縮量超過了油箱膨縮器的彈性變形范圍，導(dǎo)致了油箱的開焊、膨脹器的永久變形。在進(jìn)行全密封變壓器設(shè)計(jì)時(shí)，不但要使油箱的散熱面滿足溫升要求，更重要的是還要使油箱的膨縮量能滿足所用油在125℃溫差范圍內(nèi)體積的變化量。通過對(duì)全密封變壓器油箱的膨縮特性進(jìn)行試驗(yàn)研究，建立校核膨縮量的計(jì)算公式，使設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、工藝成為有機(jī)的整體。SN9-M全密封農(nóng)用變壓器就是在進(jìn)行了上述試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上開發(fā)的。
目前吉林省農(nóng)村電網(wǎng)已有11000余臺(tái)SN9農(nóng)用變壓器已在44個(gè)縣（市、區(qū)）的農(nóng)村電網(wǎng)中使用。最長(zhǎng)的已運(yùn)行兩年半以上，迄今為止沒有一臺(tái)燒損。目前投運(yùn)的約40萬(wàn)kVA的SN9變壓器，經(jīng)計(jì)算已節(jié)電約200萬(wàn)kW.h.
雖然SN9農(nóng)用變壓器是根據(jù)吉林省農(nóng)村負(fù)載率情況而開發(fā)的，SN9-M是根據(jù)北方環(huán)境溫度而進(jìn)行設(shè)計(jì)的，但也適用其它類似地區(qū)。
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