基于變壓器節能降耗的研究

來源:用戶上傳      作者: 王雅琴

　　摘要：眾所周知，變壓器是電力系統實現電能輸送與分配的重要設備。然而目前，進行關于變壓器的節能深入分析的文章，并不多見。本文主要則系統深入地分析了提高變壓器的效率，最大限度地降低自身損耗的問題，以期為從事此項研究的人員提供有益借鑒。
　　關鍵詞：變壓器；節能；分析
　　中圖分類號：S210.4 文獻標識碼：B文章編號：1009-9166（2008）33（c）-0042-01
　　
　　一、我國用電現狀與變壓器損耗。近年來，國民經濟的持續高速增長，盡管電力裝機也增長很快，但由于整個社會對能源需求的巨大增加，使得電力供需的矛盾仍十分突出。出現上述巨大電能缺口的原因，一方面與前幾年電力裝機滯后有關，但更重要的是與我國能源資源不足，結構不合理有著更加密切的關系。要實現我國國民經濟的高速可持續增長，能源的供需矛盾必將更為突出，能源已成了制約可持續發展的瓶頸之一。今后，除了繼續探索新能源的開發利用之外，大力節約能源就成了重中之重。從電力的生產、供應和消費來看，節約在輸配電過程中的電能損耗就顯得十分重要，對全國來說，全年變壓器總的電能損失高達1100億千瓦時以上，相當于3個中等用電量省的用電量之和。我國變壓器損耗電能如此之大，是由于城鄉電網中和企業電網中老的、高能耗變壓器數量比較大。老舊變壓器長期超期服役，更新速度慢，其主要原因是普遍存在資金短缺、耗能設備更新觀念落后、管理落后，以及技術經濟決策失誤所致。
　　二、變壓器節能措施分析：（一）、經濟手段。1、樹立現代設備耗能觀念，加強設備更新?，F代化耗能設備管理的決策要求人們必須從產品經濟觀念轉變為商品經濟觀念。耗能設備管理的科學理論的主要基礎是從經濟壽命觀念出發，把產品經濟的物質磨損觀念轉變為技術磨損觀念。耗能設備的經濟壽命系指耗能設備在制造過程中，不僅考慮設備的物質磨損，更主要的是按技術磨損確定設備的使用年限。耗能設備的技術磨損系指耗能設備在使用過程中，一旦研制出新設備，其技術性能和經濟效益比原設備繼續使用優越時，就應按技術磨損進行決策，更新設備。2、實施分時電價的措施。隨著經濟發展，用電結構也發生了變化，加之傳統用電習慣，使用電負荷的峰谷差別加大。在高峰時段變壓器負荷成倍增加，而下半夜的用電負荷銳減，沖擊變壓器運行的平穩性，導致變壓器效率下降。為了提高變壓器的負載率，在運行管理中采取各種手段來轉移高峰負荷，增加低谷用電，提高其負載率。其經濟手段就是全面推行峰谷分時電價，對生產用戶安裝復費率電能表。3、根據功率因數進行電費合理調節。提高用戶變壓器及用電設備的功率因數，減少變壓器磨損，供電部門要對用戶力率進行考核，實行力率調整電費。按規定：對用戶變壓器容量進行力率考核，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，計算其功率因數，按其差額加收無功補罰電費，差額越大，補罰電費越多。用戶因力率過低，每月需要增加支付大量電費。通過經濟杠桿，使用戶在支付補罰電費中，權衡經濟利益，采取無功就地補償的措施，從而提高功率因數。(二)、技術手段。1、合理選配變壓器的容量。從理論上講，要使變壓器發揮最大效率，應使平均負荷率為額定容量的50%-75%。但因為變壓器本身的負載及功率因數是變化的，且有超載運行的可能性，故不必按最大效率的準則來選擇變壓器的容量。如果變壓器容量選得過大，出現“大馬拉小車”現象，空載損耗會大大增加；變壓器容量選得過小，變壓器負載過大，甚至過負荷，使變壓器負載損耗增大。通常工廠及民用等用電設備，其負荷是變動的，每天都有所不同。選擇容量的計算方法如下：(1)計算負荷量及功率因數，在待選的系列變壓器中選擇多種容量(即不同規格)的變壓器，以供作待選變壓器(其額定容量應大于負荷的最大視在功率)。(2)計算出各種容量變壓器與負荷對應的負載率。(3)根據上述值以及各種容量變壓器的的空載損耗和短路損耗計算出每臺變壓器運行時的損耗與效率(一般情況下宜選用效率高的)。(4)具體確定變壓器容量時，既要考慮變壓器的損耗，又需考慮適當提高變壓器的容量利用率。此外，如果負荷是季節性或夜間停止使用的，變壓器的負荷可能僅占其容量的40%以下，此時就要考慮到負荷降低情況下變壓器的運行效率。因為變壓器的空載損耗與負載無關，而其功率損耗是一定的，且變壓器輕載時的損耗也相當大。所以，從節電角度出發是不能忽視的。因此，這種情況下使用單臺大容量的變壓器，不如使用多臺小容量變壓器，以提高其運行效率。2、合理選擇變壓器的數量和類型。為了降低變壓器損耗，應根據企業負荷情況合理選擇變壓器的數量和類型。選擇時一般應遵循以下原則：(1)合理選擇變壓器臺數。負荷絕大部分為三級負荷的，可裝設一臺變壓器；若企業一、二級負荷所占比例較重，必需兩個電源供電的，則應裝設兩臺變壓器；特殊場合可使用多臺小容量變壓器，如受運輸和作業條件限制的井下變電站。(2)選用低能耗、高效率的節能型變壓器。選用低能耗、高效率的節能型變壓器是節能的重要手段，它可以減少空載時由鐵損、漏磁損耗、激磁電流產生的鐵損和負載時由負載電流在變壓器線圈電阻上產生的損耗。我國配電變壓器行業經過不斷努力，在90年代以后較過去有了突破性的進展，變壓器性能不僅是鐵心硅鋼片材質的改進，而且在容量結構和制造工藝上都有所突破；因而在節能降耗、降低空載電流和噪音等方面都有較大進展，出現了多種型號的節能型變壓器，可以在其中根據需要進行選擇。3、提高變壓器功率因數。負載功率因數的降低將使變壓器的效率降低，從而使其損耗增大。用電設備（如各種電動機、感應爐、電焊機等）除了要消耗有功功率以外，還要消耗相當數量的無功功率，從而導致電網功率因數的惡化。這將使變壓器損耗增加且增加電費。如果在這種系統中設置移相電容器，負載的功率因數就會得到改善，無功功率則受到抑制。同時，移相電容器補償了無功電流，使配變電設備及網路的實際電流減少，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，節約了電能。
　　作者單位：廣東電網公司惠州供電局變電部
　　
　　參考文獻：
　　[1]趙重明,張衛紅:《合理利用變壓器以節電降耗》,《內蒙古科技與經濟》2006.02
　　[2]韓衛星:《變壓器節電的有效途徑》,《節能與環保》2006.08
　　[3]葛海峰:《淺談變壓器節能改造》,《黑龍江科技信息》2007.17

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