節能變壓器

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節能變壓器范文第1篇

【關鍵詞】配電技術；變壓器；節能技術

進入21世紀以來，我國的經濟快速的發展，各個行業對于電力資源的需求也越來越大，現目前，全國的電力供電都呈現出了供應不足的現象，尤其是在一些電力使用較多的季節，電力供應顯得尤為緊張，這些情況已經成為了制約我國經濟以更快速發展的枷鎖嗎，所以，必須要提高全國范圍內的電力能源發展速度。但從我國目前的經濟發展模式來看，依然還有很大一部分的生產企業停留在傳統的粗放式的經濟增長方式之上，而完全依靠不斷提高能耗來作為提升電力供應的也是極為不科學的。

本篇文章主要針對我國目前各個電力企業中所使用的配電變壓器自身在實際中應用的特點，對配電變壓器中的節能技術實際應用進行了全面詳細的分析，期望能從分析的結果中找到完全能夠使用在配電變壓器的節能中技術中的更為科學合理并具有安全可靠性的應用技術，為其他相關的行業的人員提供一定的參考作用。

1.電力生產的現狀

從整個電力生產、消費、供應等幾個組成電力生產和使用的主要環節來看，在電力生產輸配的過程中還有著巨大的發展空間和發展潛力。在電力企業的輸配電設備型號中，我國所采用的主要是一種使用數量和使用范圍都是最大的輸配電變壓器設備。就現目前來說，輸配電變壓器自身的耗損在整個輸配電系統耗損的三分之一以上，通過這點我們可以明確的看出，大力的發展配電節能變壓器自身的科技技術以及應用的范圍，這對于我國電力設備的節能發展前景以及電力的供應有著極其重要的意義。

2.配電變壓器概述

2.1配電變壓器的工作原理

變壓器自身的效能和工作原理幾乎是所有人都知悉的，事實上，配電變壓器自身的運作原因也主要是通過電池感應的技術原理來實現的電流輸出工作。在配電變壓器的結構中，通常都是將高壓的繞組以及低壓的繞組分開在兩邊，其中又根據所連接不同來區分不同的繞組名稱，與電源所直接連接的叫做初級繞組，而與負載所直接連接的稱之為次級繞組。初級和次級這兩組繞組之間只有磁性的耦合關系，沒有任何電能上的聯系。而當初級繞組直接連接上變電壓的時候，可以產生交變電流，并且根據電感生磁和磁感生電的感應原理，交變電流能夠直接將鐵芯中的電源電壓改變到與之相同的評論，變成交變磁通，交變磁通在運行的過程中直接與初級繞組和次級繞組之間產生相同的頻率，從而能夠感應到電勢。而在這個過程中，如何改變了初級繞組和次級繞組的匝數，就可以直接改變次級繞組附帶的電壓，如果在次級繞組之上直接連接上負載，就可以使得交流正常的輸入，這樣就使得能在配電變壓器中實現了不同等級的電壓等級電能的向外傳遞 [1]。

2.2配電變壓器的損耗分析

配電變壓器的損耗具體可以分為有功損耗和無功損耗，下面逐一具體分析。

2.3有功損耗

有功損耗是指配電變壓器在實際工作過程中，在產生有功功率而伴隨產生的損耗。有功損耗可以分為鐵損和銅損。

①鐵損。鐵損是指磁滯、渦流損耗及電流在初級線圈電阻上的損耗，它是鐵芯發熱，以熱能的形式散發損耗。鐵損又可以細分為渦流損耗和磁滯損耗。當變壓器工作時，鐵芯中有磁力線穿透，由于電磁感應原理的作用，使得線圈中的電流自成閉合回路且呈渦流狀旋轉，因此稱之為渦流，渦流在鐵芯中的流動使得鐵芯發熱消耗能量，這一部分的損耗就稱之為渦流損耗。

當交流電流通過配電變壓器時，通過變壓器硅鋼片的磁力線其大小和方向呈現一定規律的變化，使得硅鋼片互相摩擦放出熱能，這一部分損耗的熱能就是磁滯損耗。

②銅損。銅損是指配電變壓器線圈電阻所引起的損耗。當電流通過線圈電阻時，會發熱散發能量，這時一部分電能就會轉變為熱能而被消耗，稱之為銅損。

2.4無功損耗

配電變壓器的無功損耗主要是指在進行變壓與能量傳遞過程中所造成的損耗，因為這部分損耗并沒有產生實際的有功功率，因此，稱之為無功損耗。無功損耗可以分為兩部分，一部分是由建立變壓器主磁路磁通的勵磁電流引起的，這部分損耗與負載電流無關，是一個恒定量；另一部分是由變壓器繞組的阻抗和流經繞組的電流構成，這部分損耗是與負載電流有關的，負載電流越大，這部分損耗就越大。

需要說明的是，配電變壓器是一個典型的大型感性負載，其容量越大，則無功損耗就越大，同時也會對電網產生諧波干擾，因此，配電變壓器的容量并不是越大越好。

3.配電變壓器的節能技術應用探討

采用新型材料和工藝降低配電變壓器運行損耗。

（1）采用新型導線。

配電變壓器的導線可以采用無氧銅，以降低線圈內阻，從而有利于降低配電變壓器運行中的鐵損和銅損，進而降低配電變壓器的運行損耗。例如，目前已經投入使用的高溫超導配電變壓器，就是采用了超導線材取代了傳統的銅芯線材，從而降低了變壓器的損耗，同時，還間接提高了變壓器的抗短路性能[2]。

（2）優化磁體材料。

配電變壓器的磁體材料也可以進行改進優化，以降低磁滯損耗。近年來，研究頗熱的非晶合金材料，相較于傳統的磁體，具有更加優良的磁化和消磁性能，利用這一類材料制作鐵芯，不僅可以明顯降低配電變壓器的鐵損，而且還能夠降低配電變壓器的無功損耗，提高配電變壓器的運行經濟效益。

（3）改進制造工藝。

在制造工藝上實施改進，以降低配電變壓器的運行損耗。例如，采用現代計算機控制的數控加工系統，對變壓器內部的硅鋼片進行加工，從厚度、界面形狀等，都完全能夠實現精確控制。目前的加工精度已經達到0.18mm，如此薄的硅鋼片的應用，大大降低了配電變壓器運行過程中的空載損耗。

（4）布置新結構。

除了應用新型材料、新型加工工藝等技術手段之外，還可以通過采用新的結構布置形式等手段來降低配電變壓器運行中的損耗。目前的研究熱點主要集中在兩個方面：采用新型繞組結構和采用新型線圈布置方式。

4.結語

在配電變壓器的實際配電輸出的過程中，會由于變壓器自身所感性負載這個特性，早成整個配電變壓器在運作的過程中出現極大的耗損，對此，將配電變壓器加入節能技術理念實施已經到了迫在眉睫的地步。本篇文章所結合了配電源變壓器在實際使用過程中造成損耗的主要構成原因，全面詳細的討論在在如何將節能技術應用到配電變壓器之中。節能技術的實現，對于整個輸配電能源這個環節有著巨大的便捷性，而且對于不斷的研究和配電節能技術的指導有著重大的意義，因而本論文的研究成果是值得推廣的。當然，對于配電變壓器的節能技術，遠不止本論文所討論的這些技術應用，更多的節能技術及其應用有待于廣大配電技術工作人員共同努力，才能夠最終實現我國輸配電節能技術的真正提高和發展應用。

【參考文獻】

節能變壓器范文第2篇

關鍵詞： 節能型變壓器；性價比；運行方式

中圖分類號：TM4 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）17-0045-02

1 各種節能型變壓器性價比研究

現如今，我國推廣使用的節能型變壓器最主要包括SH11和S11，以用來取代S9系列的變壓器。下面就上述三種系列的節能變壓器的性價比進行分析。

1.1 S9系列的節能變壓器 此系列的節能變壓器在結構上進行了一些改進，變壓器鐵芯使用低損耗的硅鋼片制造而來，相較于S7系列的變壓器其空載損耗降低了大概百分之十一以上，其負載損耗則下降了百分之二十以上。通過九十年代后期農網改造中對S9系列的應用，現如今S9系列已經逐漸取代S7系列，并在國內得到了廣泛的使用。

1.2 S11系列的節能變壓器 早在六十年代的時候此系列已經在某些發達國家得到了推廣應用，最近幾年也在我們國家得到了逐步的使用。S11系列的變壓器鐵芯是使用硅鋼片帶材通過連續卷繞而形成的，因為鐵芯沒有接縫，使得導磁性得到了極大的改善，并降低了變壓器的運行噪聲、空載損耗和空載電流，是現如今較為先進的一種節能型變壓器。它的優點就在于相較于S9系列的節能型變壓器其空載損耗降低了百分之十到二十五；隨著變壓器容量不斷的降低，空載電流也會相應降低，通常情況下，其空載電流都是疊片鐵芯的二分之一左右；此系列變壓器的噪聲要明顯小許多，能有效減少其對城鎮所造成的噪音污染。

1.3 SH11系列的節能變壓器 自二十世紀八十年代此系列的節能變壓器被研發出來以來，其在發達國家中便得到了廣泛的應用。此系列的節能變壓器使用無向非晶體鋼板作為鐵芯材料，相較于以前的硅鋼片其損耗大概為三分之一到四分之一之間，是損耗很低的一種鐵芯材料。相較于硅鋼片，無向非晶體鋼板的厚度則要薄許多，并且寬度也要更窄一些，進而在使用中存在一定的局限性。但伴隨非晶體鋼板不斷降低的價格，其優點也逐漸被人們所認可。此系列的節能變壓器具備非常好的節能效果，使用非晶合金材料所制出來的變壓器相較于S9系列其空載損耗減小了百分之七十到八十。

2 節能型變壓器的運行分析

相較于S9系列的變壓器，S11系列的變壓器更為先進，其空載損耗更低，從而大大提升了產品的節能水平。盡管SH11系列的變壓器相較于S11系列的變壓器優點更為突出，然而其仍舊存在一定局限性，因此下面就S11系列的節能型變壓器運行進行大致分析。

2.1 S11系列變壓器的運行損耗分析 負載損耗和空載損耗共同構成了變壓器有功功率損耗，空載損耗為一個常數，不會隨著變壓器負載的改變而產生變化。然而負載損耗與變壓器負載平方呈正比例關系。

2.2 S11系列變壓器的經濟效益分析 相較于S7系列的變壓器，S9系列變壓器的空載損耗下降了百分之十，負載損耗則下降了百分之二十五。然而S11系列是通過對S9系列進行結構改造而得來的，它采用超薄型的硅鋼片，使得空載損耗得到了進一步的降低。現如今，S11系列的變壓器與S9系列的變壓器在節能效果方面明顯存在差異。相較于S9系列變壓器，S11系列的變壓器具備更好的節能效果，假如在全國的電力市場中，將五百萬臺老式的變壓器都用S11系列的變壓器來取代，那么每年可以節約資金兩百多億元。所以，現如今使用S11系列變壓器的用戶越來越多了。

3 節能型變壓器節能運行方式的幾點思考

3.1 對三相負荷的平衡度加以調整 在負載相當的情況下，假如三相平衡處在極端狀況，那么其損耗將會比平衡狀態下的三倍還要多，同時其無功功率的消耗狀況也相同。通過規程標示我們可以得知，在配電變壓器的出口處其電流不平衡度在百分之十以內，分支首端和干線的不平衡度則在百分之二十以內，中性線流量在額定電流的四分之一以內。因為配電系統的相電流數值非常不穩定，這與安全性和節約要求不符，并且會造成線路損耗的增大。除此之外，不平衡還會造成電流零序，致使消耗增多，讓某些金屬零件溫度超標，從而引發故障。要想實現平衡運行，則需對電網構造進行適當改造，確保負荷可以平均分擔，如此一來便需要對輔助管理予以加強，對平衡度進行周期性的檢測，按照負載管理系統要求對信息技術等進行全局性連續性的關注。

3.2 對配變容量進行合理安排 按照用電量大小的不同對最佳運行區中變壓器供用戶的使用進行調配，如此一來可以使變壓器的損耗得到有效降低。在農村配網中，某部分的變壓器輕負荷時間長耳高峰負荷時間短，進而形成“大馬拉小車”的狀況。

3.3 進行適當無功補償 科學布置無功補償，維護系統電壓，讓各項指標都能維持在一個穩定的數值，避免無功長度過大運送的狀況發生，如此一來便能極大的降低消耗，并且也能使設備使用率得到相應提升。所謂的集中補償是指對主變現存無功損耗進行有效控制，這樣對降低線路無功電力有幫助，從而很好的控制住電網產生的無功消耗，但它自身并不會對配電網的無功消耗產生任何作用。因為用戶采用的無功功率要和配電線路結合使用，所以，為了徹底控制無功功率進而減少線路的損耗，便需要就地平衡，按照機器運行狀況進行隨時補償，這樣不但能使線路損耗減少，同時還能使功率因素得到提升，進而降低變壓器自身損耗的功率。

3.4 對配電網進行經濟調度 在配電網運行安全的基礎上對配電網進行經濟調度，從而降低配電網線的損耗。對于主變在兩臺及其以上的變電所，由于變壓器技術水平存在一定差異，并且變壓器各項消耗也要按照負荷形成特殊的路線變化，因此在使用變壓器之時，要選擇技術參數合適，并采取最恰當的運行方式。假如變壓器工作時使用的極限可以得到確定，便需要變電所人員長期堅守負荷，隨時調整變電器工作的狀態，尤其是要將工作次數極可能的控制在最小范圍內，從而使操作頻率得以降低。

3.5 對變壓器分接開關加以調節 在測量變壓器之時一定要分開處理開關，如此一來才能使變壓器的操作穩定。一來，可以合理控制電量消耗，進而使企業工作的能力得到提升，二來，也能提升供電水平，讓供電的滿意度得到提升。

4 結語

能源不僅為經濟發展提供動力，同時也為人類生存提供物質保障，而在經濟發展中被廣泛應用的一種能源傳輸設備變壓器則關系著電力企業的生存發展。在變壓器整個生產、制造、設計、運行等眾多環節中，對變壓器運行臺數以及經濟容量進行分析，也就是選擇節能型的變壓器，并在其高效率運行下實現節能目的也就顯得尤為重要了。

參考文獻：

[1]單曉紅，曾令通，王亞忠.節能型變壓器節能運行方式的探討[J].電力系統保護與控制，2009，（08）：104-106.

[2]尹偉，陳杰，易本順.基于模糊控制的配電變壓器節能運行裝置[J].電力自動化設備，2009，（05）：74-77.

[3]孫鵬.如何實現住宅小區配電變壓器的節能運行[J].今日科苑，2010，（20）：73.

節能變壓器范文第3篇

關鍵字：功率因數 無功功率 容性負載無功功率補償

居民生活和工業用電量的逐步增加，電力資源日益緊張，相關節能降損的要求愈來愈受到國家和社會的重視。在供電系統中，合理采用節能技術，提高相關工作效率和供電效率，想方設法減少能力損耗是當前供電電路進行工作時需要考慮的主要部分。供電系統中可采用的節能降損的技術可以從多方面來開展，變壓器功率損耗便是其中一種，主要有改善功率因數，選擇節能變壓器，合理調配變壓器的負荷和容量，選擇運行方式提高工作效率。本文主要針對變壓器功率因數的改善來實現節能降耗的目的。

一、 功率因數相關問題

變壓器運行時所帶實際負荷與其額定功率的比值稱為負載系數，運行時的功率損失簡稱功耗，每傳輸單位電功率的損耗叫功率損耗率并簡稱功耗率。變壓器等設備中功率是重要的參數，功率因數是在供電系統中采用的重要技術指標。在電器工作過程中，一方面消耗有功功率，另一方面有大量的無功功率被輸送給負荷，功率因數便是反應用電設備在消耗有功功率時所需要的無功功率。對負荷來說，用電設備多為感性負載，功率因數相對降低，便影響變壓器和線路的良好運行造成較大的浪費。

二、無功功率和功率因數的調整

在供電電路中可以通過配置合理的無功功率補償設備，提高系統的功率因數，降低損耗，達到節約電能的目的。

1) 無功功率和功率因數的關系

功率因數是指交流電路中電壓與電流的相位差的余弦，用符號cosΦ表示，在數值上是有功功率和視在功率的比值，即cosΦ=P/S。

無功功率是指在電器運行中根據電磁感應原理，為了建立相應的工作條件，如變壓器依靠建立交變磁場才能進行能量的轉換和傳遞。所謂"無功功率"并不是"無用"的電功率，而是它的功率并不轉化為使用的熱能、機械能；因此供用電系統中除了需要有功電源，還需要無功電源，兩者缺一不可。無功功率在電路系統中占用供配電設備的規模容量，同時增大了線路損耗，容易造成輸電電網電壓下降，影響電能傳送質量和電網的經濟高效運行能力。

功率因數衡量電氣設備運行效率高低的重要參數，如與電路的負載有密切的關系，功率因數較低，說明在工作中，用于交變磁場轉換過程中使用的無功功率較大，設備電能的利用率較低，線路供電損失較大。在相關管理標準中，對用電電氣和單位的功率因數具有相應的標準要求。

提高電器的功率因數，要增加相應的無功功率補償設備降低無功功率損耗，在提高電氣的功率因數的方案中，通常采用靜電電容器的方式來實施。靜電電容器重量輕、投資少、故障范圍小、安裝方便、易于維護、有功功率損耗小等，在運行中能夠具有自動控制的優點。安裝靜電電容器的方法在供用電系統中和相關電氣設備中得到廣泛的應用。

2) 變壓器功率因數與有功功率損耗的關系

變壓器運行過程中，需要損耗相當的無功功率，通常銅損耗和負荷視在功率的平方成正比，視在功率和變壓器的功率因數成反比。通過提高功率因數可以降低視在功率，進而降低變壓器運行過程中損耗的無功功率，提高運行效率。

3)功率因數與變壓器容量關系

變壓器工作過程中，應確保負載系數接近或等于最佳負載系數，變壓器輸出有功功率時，需用容量與變壓器功率因數成反比，在輸出一定的有功功率時，提高功率因數可以降低變壓器的需用容量，進而提高變壓器的供電能力。一是額定容量滿足最大負載需要，另一個是選擇變壓器負載系數在經濟節能區，負荷長期發展的要求。對于較難符合的負載需要采用一大一小的方式實現輪番供電以滿足經濟運行，達到節能降耗的目的。

在具體設計和施工過程中，需要按照實際用電電器的性質和參數波動情況，給出變壓器運行狀態，使得負荷處在變壓器的經濟范圍內運行，可以根據變壓器次級電流表監視和對照，采用調整負荷或功率因數的方式，實現運行的高效和節能。

4)功率因數與線路的有功功率損耗

傳輸線路本身的電阻在電流經過是需要會產生一定的有功功率損耗，該損耗與電流的平方成正比，在傳輸一定的有功功率時，電流與功率因數成正比，因此在傳輸線路輸送一定有功功率時，通過提高功率因數的方法可以降低電流的值，進而可以降低線路的有功功率損耗。可以設計合理的輸電線路，采用較好的傳輸介質，采用銅線等電阻率較低的導線等，實現傳輸線路上功率損耗的降低，為后續電器工作提供高質量的傳輸線路和穩定的電壓。

節能變壓器范文第4篇

引言：

節能減排是國家發展經濟的一項長遠方針，南方電網“十一五”期間節能減排的目標要求是：“優化、完善電網結構，提高電網輸電能力和利用效率，降低輸配電損耗。”而造成輸配電損耗的其中一個重要因素是從電力輸送環節到終端用電環節的電能利用效率低下。

盡管過去20年里我國電能利用效率水平逐步提高，但與國際先進水平相比仍然存在較大差距：我國2000年輸變電線路的線損率為7.81％，2005年為7.38％，2007年為6.85％，呈平穩下降趨勢；2000年同期美國線損率為6.00％，日本為3.89％。以2000年數據比較，我國高耗能配電變壓器負載損耗比國際先進水平高50％－60％，空載損耗水平高90％以上。這種狀況使我國電力利用率降低，造成巨大的電力浪費。作為輸變電行業中的耗能大戶，降低變壓器損耗已是我國節能工作的當務之急。隨著我國經濟的發展，基礎建設的擴張，近年來，配電變壓器的需求量和產量有較大的增長。我國年均生產配電變壓器約2.4億kVA。十一五期間，隨我國城市及農村電網改造投資力度的加大，配電變壓器的需求量仍有望保持10％-15％的增長。配電變壓器作為電力傳輸系統的重要設備，由于使用量大、運行時間長，具有很大的節能潛力。

我國能源“十一五”規劃指出，采用先進輸、變、配電技術和設備，逐步淘汰能耗高的老舊設備。在配電系統中變壓器的損耗通常大于配電系統總損耗的30%，最大可占總損耗的70%。目前就我國配電變壓器而言，每年的損耗高達400億KWh，采用高效節能變壓器后，節電潛力高達90―300億KWh。因而，提高輸變配電設備效率，降低變壓器損耗是一項重要的節電措施。

1 淘汰落后

1998年以前投運的配電變壓器基本為S7系列及以下的高損耗變壓器，由于舊變壓器擁有量大，造成我國電網線損率過高。以500KV油浸式變壓器為例，用非晶合金制造的SBH15高節能配電變壓器空載損耗較硅鋼S9系列下降75％，較S7系列下降78％，空載電流比S9下降50％，負載損耗比S7系列下降25％。以500kVA 的油浸式變壓器為例，各類型號的變壓器參數見表1：

變壓器的使用壽命一般為20年。使用單位按這一規定年限提取設備折舊費，并進行變壓器更新。變壓器不是損壞后才更新，而是老化到一定程度，還要有一定剩值時就可以更新。

更新變壓器必然會帶來有功電量和無功電量的節約。但要增加投資，這里也存在一個回收年限的問題。當前許多企業中有多臺老舊變壓器，雖然加速老舊變壓器的更新換代能為企業帶來可觀的經濟效益。但由于老舊變壓器數量大，不可能在一年內把所有的老舊變壓器全部更新掉，必然逐年更新，所以，在多臺老舊變壓器淘汰中要劣中汰劣，通過定量計算更換掉損耗最大的舊變壓器，即淘汰技術特性最劣者。用相同的投入資金取得最大節電效果。所以在電網改造和運行管理中舊變壓器更新淘汰中，除考慮出廠年限外，還應通過定量計算，做到劣中汰劣。

當前我國推廣的高效變壓器主要是非晶態SBH15型和S13型、S11型，因此，老舊變壓器更新的計算是以節能型的SBH15和S13型、S11型代替老舊變壓器；而新型變壓器選型的計算是以S11型代替S7型變壓器。由于配電變壓器應用面大量廣，所以我們選取10/0.4kV用戶較經常使用的500kVA做典型實例運算。下面案例中我們以總擁有費用(TOC)法比較變壓器價格及其損耗費用。（注：TOC方法是總和了變壓器的初始費用和等價現值的損耗費用，表達所購變壓器全面的綜合費用。）

案例1

假設一城市居民用戶15 年前安裝一臺額定容量為S7-500/10，500kVA 的油浸式變壓器，按照變壓器使用壽命20 年計算，該變壓器還能繼續運行5 年，用S11 變壓器與其比較，以確定該變壓器是否應該更換。假設變壓器的平均負載率為0.4。

采用TOC 計算法進行計算：

1）：確定相關的技術參數,見表1。

2）：確定相關的經濟參數，見表2。（表中變壓器的初始費用僅供參考，在實際工程中應以廠家報價為準。）

3）：根據用電性質，確定相關的運行參數，見表3。其中變壓器負載率、功率因數、年最大負載利用小時數、年最大負載損耗小時數選取典型值。

4）：分析計算

根據以上初始數據，代入下式進行計算

TOC=CI+（A×P0+B×Pk）/1000 （1）

式中：

TOC―變壓器的總擁有費用，元；

CI―變壓器設備的初始費用，元。一般為變壓器的采購價格；

P0―變壓器額定空載損耗，W；

Pk―變壓器額定負載損耗，W；

A―變壓器單位空載損耗的等效初始費用，元/kW；

B―變壓器單位負載損耗的等效初始費用，元/kW。

在不考慮供電網的附加損耗費用、平均年增量費用，以及假定變壓器在經濟使用

期內負載率不變的情況下，變壓器綜合能效費用計算表達式（1）可簡化為

TOC=CI+ Kpv×E×（Hpy×P0+τ×β02×PK ）/1000 （2）

其中Kpv=｛1-1/（1+i）n｝/i

式中：

E―該變壓器用戶的平均銷售電價，元/kWh；

n―變壓器經濟使用年限，一般取20 年；

Kpv―貼現率為i 的連續n 年費用現值系數；

（Kpv=｛1-1/（1+i）n｝/i

i―年貼現率，不低于同年期銀行貸款利率值；

n―變壓器經濟使用年限，一般取20 年；）

Hpy―變壓器的年帶電小時數，通常取8760h；

τ―年最大負載損耗小時數，h；

β0―變壓器的初始負載系數，標幺值。本案例取0.4

結果見表4

5）：分析計算比較

通過上述計算可知，S11 的TOC 值低，說明其技術經濟指標更佳，提前加速淘汰S7型變壓器其投資可盡快收回，投資收回后，在變壓器壽命期內總的節電效果明顯，總經濟效益增加，所以，應采用S11 變壓器更換現有的S7 型變壓器，加速高損耗老舊變壓器更新換代。

小結：

在對現有舊變壓器進行更新決策時，應將現有變壓器可繼續運行年限的TOC 值與擬更新的新型變壓器在該年限內的TOC 值進行比較，如現有變壓器的TOC 值小，則不應被更換；反之，則應盡快予以更換。

2鼓勵節能

隨著節能降耗、落實科學發展觀、轉變經濟增長方式、促進產業結構調整已成為全社會的共識，S11型、S13型及非晶合金變壓器SBH15型等高效節能型變壓器逐漸走到前臺。與高損耗變壓器相比，節能型變壓器初期投資費用較大，且隨型號越高，其有效材料消耗越大，制造耗費工時越多，因而成本越高。但采購變壓器不能只看價格，應對總費用（TOC）進行評估，看其在壽命期內的總成本是否最低。這也是國際上通用的方法。在案例2中，我們對三種節能變壓器作了對比。

案例2

假設一城市居民用戶準備安裝一臺額定容量為500kVA 的油浸式變壓器，在S11、S13、SBH15 三類型號的變壓器中選擇，變壓器的平均負載率為0.4。

同樣采用TOC 法進行分析如下：

1）：確定相關的技術參數,見表1。

2）：確定相關的經濟參數，見表5。（表中變壓器的初始費用僅供參考，在實

際工程中應以廠家報價為準。）

表5

3）：根據用電性質，確定相關的運行參數，見表6。其中變壓器負載率、功

率因數、年最大負載利用小時數、年最大負載損耗小時數根據用電行業選取典型值。

4）：分析計算

根據以上初始數據，代入案例1公式進行計算

TOC=CI+ Kpv×E×（Hpy×P0+τ×β02×PK ）/1000

結果見表7

5）：分析計算比較

通過上述計算可知，SBH15 的TOC 值最低，技術經濟性更好。相對于最佳方案SBH15，S11、S13 的TOC 值分別高出5521、3346 元。結果說明，雖然SBH15 變壓器的價格分別比S11、S13 分別高出28%和14%，但SBH15 變壓器的空載損耗較低，每年因損耗而支出的電費比S11、S13 少。從20 年的長期運行綜合經濟效益評判，最佳方案為SBH15，相對于S11、S13 的回收年限分別為7.5、7.4 年。

3 結論

節能變壓器范文第5篇

關鍵詞：電氣設計；變壓器耗損；節能技術；

中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號：

隨著我國城市化的加速、工業的發展、人民生活水平的提高, 我國的能源供應將日益緊張。因此, 節約二次能源—— 電能, 也就成為民用建筑電氣設計的任務之一。目前在國內電網上運行的10kV和35kV級變壓器約有10億kVA以上。由于使用量大, 運行時間長, 變壓器在選擇和使用上存在著巨大的節能潛力。選擇高效節能產品, 不但對節約能源具有重要意義, 同時還可以大大降低變壓器的運營成本,是企業改善經濟效益的重要途徑。電力系統要把電能從發電站送到用戶, 至少要經過4級變壓器方可輸送電能到低壓用電設備(380V/220V)。雖然變壓器本身效率很高, 但因其數量多、容量大, 總損耗仍很大。據統計, 我國2005 年的總發電量是2.5萬億kW.h,變壓器的總損耗占系統總發電量的10%左右,如損耗每降低1% ,每年可節約數10 億kW.h 電, 因此降低變壓器損耗具有重大的社會和經濟效益。

1、變壓器節能技術

1.1使用低損耗變壓器

1.1.1鐵芯損耗的控制

變壓器損耗中的P0 主要發生在變壓器鐵芯疊片內, 主要是因交變的磁力線通過鐵芯產生磁滯及渦流而帶來的損耗。它是固定不變的部分, 大小隨硅鋼片的性能及鐵芯制造工藝而定。最早的變壓器鐵芯材料是易于磁化和退磁的軟熟鐵。為了克服磁回路中由周期性磁化所產生的磁阻損失和鐵芯受交變磁通切割而產生的渦流,變壓器鐵芯是由鐵線束制成, 而不是由整塊鐵構成。近年來世界各國都在積極研究生產節能材料,變壓器的鐵芯材料已采用最新的節能材料——非晶態磁性材料, 如2605S2, 非晶合金變壓器便應運而生。使用2605S2 制作的變壓器, 其鐵損僅為硅鋼變壓器的1/5, 鐵損大幅度降低。

非晶合金: 非晶態合金采用一種快速凝固工藝, 將處于熔融狀態下的高溫鋼水噴射到高速旋轉的冷卻輥上。鋼水以每秒百萬度的速度急速冷卻,10-3s 就可將1 300℃的鋼水降到200℃以下, 形成非晶態帶材。非晶態合金在急速冷卻后其分子結構處于無序排列的非結晶狀態, 金屬在這種狀態下, 具有特殊的導磁功能。用非晶態合金制造變壓器, 可以大大降低變壓器鐵芯的自身損耗。非晶態合金變壓器比傳統的硅鋼變壓器空載損耗減少80%以上, 具有明顯的節能效果。如果把我國現有的變壓器全部換成非晶合金變壓器, 每年可以節約電90億Kw.h, 這意味著, 每年可以節約一座100萬kW火力發電站的發電量,可以節約燃煤364 萬t , 減少CO2等廢氣排放900m³。從這個意義上來說, 非晶態合金被譽為“綠色材料”。

傳統硅鋼變壓器與非晶合金變壓器的價格比,在非晶合金變壓器誕生之初為1：2。2004年后硅鋼價格猛漲, 二者的市場價格比回落到目前的1：1.3 左右,隨著非晶合金變壓器行業規模擴大, 其價格還有進一步下降空間。我國早在1996年,原國家計委、經貿委、科委就發文要求研制和推廣非晶合金變壓器。1998年,上海置信電氣股份有限公司率先從美國通用電器公司引進了非晶合金變壓器生產技術,并在此基礎上二次創新,逐步形成了超越美國的自主技術。但是非晶態合金帶材, 目前仍然需要進口。

1.1.2非晶合金變壓器的節能效果

變壓器的空載損耗主要是由渦流損耗和磁滯損耗組成, 渦流損耗與鐵芯材料的厚度成正比, 與電阻率成反比, 磁滯損耗與磁滯回線所包絡的面積成正比。從表1可以看出非晶合金帶材的厚度僅為27µm,是冷軋硅鋼片的1/11左右,電阻率是冷軋硅鋼片的3倍左右, 因此由非晶合金制成的鐵芯, 它的渦流損耗比冷軋硅鋼片制成的鐵芯要小很多。另外非晶合金的矯頑力< 4 A/ m, 是冷軋硅鋼片的1/7左右, 非晶合金的磁滯回線所包絡的面積遠遠小于冷軋硅鋼片, 因此非晶合金的磁滯損耗比冷軋硅鋼片的也小很多。綜上所述, 非晶合金帶材是一種具有優異軟磁性能的材料, 非晶合金變壓器的空載損耗非常低,僅為S9 型硅鋼變壓器的20%。

表1 非晶合金與硅鋼的主要物理性能比較

當變壓器運行時, 由于空載損耗和負載損耗等性能參數的不同, 所以年運行能耗也不同, 下面以200kVA和500kVA兩個容量規格來列表比較SBH16型非晶合金變壓器與S9硅鋼變壓器的性能參數和年運行能耗, 比較值見表2。

表2 非晶合金變壓器節能效果比較表

從表2 中可以看出,一臺500kVA的SBH16型非晶合金變壓器運行一年后比S9 硅鋼變壓器,節約能耗約9.4 kW.h。可見, 非晶合金變壓器“降耗節能”特點明顯。非晶合金鐵心的配電變壓器系列空載損耗較S9系列降低75%左右,但其價格僅比S9系列平均高出30% ,其負荷損耗與S9系列變壓器相等。

2、選擇與負荷曲線相匹配的變壓器

根據以上面內容可知, 變壓器損耗中的PK取決于變壓器繞組的電阻及繞組電流的大小, 即與負荷率β的平方成正比。因此, 應選用阻值較小的繞組, 可采用銅芯變壓器。負荷率β應如何選取,即如何根據負荷曲線選取與之相匹配的變壓器容量, 才能使電能損耗小且節省初投資。在高層建筑電氣設計中, 合理確定配電變壓器的容量是十分重要的。對于用戶來說, 既希望變壓器容量不要選得過大, 以免增加初投資; 又希望變壓器的運行效率高, 電能損耗小, 以節約運行費用。這是一對矛盾的兩個對立面。通過從變壓器相對年有功電能損耗率與相對節能負荷率變化的函數關系中找出主要矛盾及矛盾的主要方面, 從而得出一種電能損耗既不高且又節省初投資的配電變壓器容量的計算方法。

3、變壓器損耗的特征量

3.1空載損耗空載損耗(P0)主要是鐵損, 包括磁滯損耗和渦流損耗。磁滯損耗與頻率成正比, 與最大磁通密度的磁滯系數的次方成正比。渦流損耗與頻率、最大磁通密度和硅鋼片厚度等三者的積成正比。

3.2額定負荷損耗 額定負荷損耗(PK),主要是負荷電流通過繞組時在電阻上的損耗, 一般稱銅損。其大小隨負荷電流而變化,與負荷電流的平方成正比(用標準線圈溫度換算值來表示) 。

額定負荷損耗大小還受變壓器溫度的影響, 另外, 負荷電流引起的漏磁通也會在繞組內產生渦流損耗, 并在繞組外的金屬中產生雜散損耗。

變壓器的全損耗為ΔP=P0+PK；

變壓器的損耗比為PK ：P0；

變壓器的效率為P2 ：(P2 + ΔP)以百分比表示, 其中P2為變壓器二次側輸出功率。

結語