试论降低变压器损耗技术措施

试论降低变压器损耗技术措施

李晓晨、武洁良

内蒙古电力（集团）有限责任公司乌海供电分公司

内蒙古乌海市，016000

摘要：随着新型电力电子设备的广泛应用，单相用户数量的急剧增多，配电系统中谐波和三相不平衡等电能质量问题日益突出。国内在单一指标对变压器损耗和热性能问题上研究广泛，单电能质量指标下变压器的损耗特性，进行了谐波电流下干式变压器的温度场及带负载能力分析，但取其一相分析，未能反映干变整体温度场分布。然而，变压器的供电恶化并不仅是单一指标存在。基于此，对试论降低变压器损耗技术措施进行研究，仅供参考。

关键词：变压器损耗技术；类型；措施

引言

变压器是被广泛使用的电气设备，由于使用量大，运行时间长，所以在变压器的选择和使用中存在着巨大的节电潜力，特别是对10～35kV级中小型变压器，并且对电网安全运行至关重要。在配电系统中变压器的损耗通常大于配电系统总损耗的30%，最大可占总损耗的70%。目前就我国配电变压器而言，每年的损耗高达400亿kWh，采用高效节能变压器后，节电潜力高达90～300亿kWh。因此，降低变压器损耗是一项重要的节电措施。

1变压器类型

转换器可分为步进式转换器、步进式转换器、散布式转换器和感应式转换器。根据不同的结果，它可以分为双输入转换器、三个输入转换器和一个自动转换器。在电力系统中，双馈变流器应用最为广泛，特别是在110 kV及以下电压等级。三极管换流器一般用于20 kV变电站，各指令的相应电压等级通常为220 kV、110 kV和10 kV。三极管换流器也用于10 kV变电站，每条指令的相应电压等级通常为110 kV、350 kV和10 kV。功率变换器是变电站的核心器件，其工作是将电能转换，并将电能分配到不同的电压等级。一般来说，变压器容量越大，变压器(尤其是电力站主变压器)的功率损耗就越大。广泛应用于配电系统的配电变压器的工作量也很大。变压器停电占整个电力系统停电的很大一部分，降低变压器容量对电网企业具有明显的经济效益。因此，本文档提供了多种方法和措施来降低转换器的性能。

2变压器经济运行

对不同容量的双绕组变压器，只要能满足变压器接线组别相同、变比相等、短路电压相等的并列运行条件时，可以用损耗最小的原则确定其并列运行的变压器台数。把各种运行方式下的空载损耗由小到大排列计算出运行方式的临界负荷值，再选择出当负荷变化时最经济的运行方式。这就是说，临界负荷是判断变压器并列运行台数的重要依据，根据临界负荷值的大小，做好变压器的经济运行工作，可达到降损节能的目的。

3变压器的节能措施

3.1建立健全节电体制，跟踪分析运行数据

(1)加强电力管理，从电力传输、变电站、配电、用电等各个方面挖掘潜力。各级管理人员应组织电力利用，制定科学管理制度和有效措施，合理组织生产电气设备的经济运行，创新过程，消除低效设备，普及新型节能技术，提高电力利用率。(2)需要改进变压器的测量仪器，配置电能计量设备，记录和计算日常运行数据和典型代表性日负荷，并为变压器的经济运行提供数据。改进变压器经济运行的文件管理，保存变压器的原始数据；变压器检修改造后的质量数据保存在变压器档案中；定期进行经济分析，在保证变压器安全运行和供电质量的基础上提出改进措施，并归档相关信息；分析总结了变压器每月、每季和每年的经济运行情况，并编制了变压器节能效益和经济效益的统计数据和汇总表。

3.2平面变压器绕组结构优化设计

中间转向器二次由绕组n组成。或者通过和I的流动，两个卷宗是时间共享的。在中间Tap变压器中，如果n。并裸着在平行绕组中均匀分布电流，n和n。的排列结构应与变压器的排列结构相匹配，而无需中间夹点。与此同时，n应位于磁场强度较低的地方，即远离Na，以尽量减少n中邻近效应造成的损失。

3.3采用高效率低损耗节能变压器

很多企业由于过去的条件和规模设置了符合过去生产的各种类型变压器，随着企业的发展、时代的前进，过去长期使用的老型号变压器已显得陈旧或质量差。如果现在仍然使用，将造成电能大量浪费和较高的线损，企业应根据规定，加速改造和更换这些高耗能变压器，使用符合国家技术标准的低损耗高效率的节能型变压器。节能变压器目前有“9”“10”“11”型等系列油浸变压器和“9”“10”型等系列干式变压器，其中有叠铁芯、卷铁芯和非晶合金铁芯等。

3.4变压器运行方式及容量选取合理化

根据最新的负荷率公式，在单变压器运行过程中，功率因数应相应提高，并合理利用塔顶性能，不仅减少负荷负荷负荷，而且控制损耗小时。为了实现这一目标，我们可以尝试将信息技术融入管理，远程监控变压器，并在某些情况下进行调试控制，不仅可以控制变压器的整体运行状态，还可以进一步降低变压器的能耗。变压器容量应合理选择，使负荷率为75% ~ 85%，并应考虑负荷计算误差。

3.5串—并联型变容量变压器

即将变压器的高、低压绕组各分成2段，每段都保持原来的匝数、导线截面积减少一半，当2段绕组并联时，其有效匝数，导线截面积，允许通过的电流，均等于原额定的匝数，截面积和电流，原额定容量不变。而当2段绕组串联时，有效匝数等于原匝数的2倍，导线截面积为原截面积的一半，允许通过的电流也为原电流的一半，容量为原额定容量的一半。串—并联型变容量变压器绕组接线方式为Yyn0。变压器内装有变容量三相联动断路器，可根据负荷情况，旋转箱盖外的操作柄，即可改变变压器的接线，达到调整变压器容量，降损节能的目的。

3.6高频工作条件下策略

单层薄铜箔的分段长度损失随着厚度的增加而减小，最终趋于稳定。如果单层铜箔厚度为0.2mm或0.3mm，且层数为2或3，则每长度单位铜箔的整体损耗较小。高频运行条件下，主次绕组不交叉时，绕线层目前的密度分布离中心极不均匀，造成巨大损失。但交叉排列结构中电流密度分布明显较为均匀，交叉排列可以减小高频效应的影响。但对称交叉口优于完整交叉口，耦合度较高，绕组中电流密度分布较为均匀。变压器样品的负荷试验表明，交叉排列变压器的效率较高，温升较低，而对称交叉变压器的温升最低。

4变压器稳态损耗热效应特征分析

在Simulink中搭建仿真模型，见图3。三相不平衡单独作用时，根据各相负荷轻重的不同，可分成以下四种情况：三相平衡；A相重载，B、C相轻载；A、B相重载，C相轻载；A相重载，B相为平均负荷，C相轻载。三相不平衡具体参数设置如表4所示。设置对应的载荷值，当Icepak迭代收敛计算后，得到干式变压器在这四种工况下的稳态热效应分布云图，见图4、图5。由图4可知，铁芯温度明显高于高、低压绕组，相差20℃左右，但A，B，C三相绕组温度相近。由图5可知，各相绕组与铁芯温度分布规律相匹配，四种工况下铁芯的最热点温度都在44℃左右，但三相温度分布差异明显，这是因为对于Dyn11联结的变压器，三相不平衡主要增加其铜损，三相负荷分布不同时，引起温度局部过热的现象也随之改变。

结束语

企业电力管理者不仅要为生产提供安全可靠、高质量的供电服务，还要最大限度地提高节能、提高效率，发挥能耗潜力。减少变压器本身的损耗是节能的最有效方法之一。但是，目前变压器往往出现空载、过低或过载，导致经济负荷面积消失，能耗增加。本文在此基础上，结合本人10多年的电力网管理经验，咨询了大量高质量的电力网设备节能文章，深入研究了变压器节能措施，并提出了切实可行的优化建议，可供同一行业的员工参考。

参考文献

[1]姜聿涵.配电变压器损耗和容量在线检测方法[J].电子技术与软件工程,2019(21):215-216.

[2]颜世平.配电变压器损耗与容量的在线检测方法研究[J].卫星电视与宽带多媒体,2019(19):34+36.

[3]徐祯祥,徐秀华,张益齐,王令岩.高频变压器损耗分析及结构优化设计[J].电力电子技术,2019,53(08):74-77.

[4].变压器损耗测量系统校准标准通过评审[J].变压器,2019,56(01):29.

[5]昋涛.关于变压器损耗及降损措施分析[J].电工技术,2018(20):72-73+75.