變壓器節能降耗關鍵技術分享

隨著城市社會經濟的快速發展，能源供需矛盾日益突出，對于供配電系統而言，推進節能降耗技術措施和設備裝置尤為重要。變壓器是供配電系統中的核心電能分配調度設備，其節能經濟調度運行是電網系統節能研究的重中之重，合理采取措施降低變壓器能耗是供配電系統的關鍵。
一、變壓器節能降耗的關鍵技術
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阻，實現節能降耗的目的。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濟性的目的。
1.2加裝自動調壓器
變壓器的損耗與配電網的電壓有著密切的關系，通過在變壓器的負載分接頭檔位上安裝對應的補償電容器的技術手段，能夠適量的優化和調整配電網的運行電壓。自動調壓器是一種利用三相耦合變壓器，根據配電變壓器的實際輸入電壓值自動調節變比來保證輸出電壓穩定的裝置，使輸入電壓值在正常值的3%內自動調節，利用內部相應控制器對整個系統的電壓進行實時控制，實現最大量的節能降耗。
1.3配電變壓器的經濟運行方式
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，而且還和配電變壓器的運行方式有很大的關系。因此優化配電變壓器的運行方式是配電變壓器節能降耗的關鍵。我國目前采用的仍然是傳統的配電變壓器的運行方式，這種傳統的變壓器的運行方式不夠合理，導致了變壓器的運行能耗很高，達不到經濟性的要求。。在實際配電系統中，可以采用無功耗補償的方式。具體措施為，在配電系統中安裝并聯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，在低壓安裝并聯無功耗元器件。二是采取先進的技術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手段就是通過調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，當三相負荷不平衡時，會導致負序電壓，使系統電壓發生波動，因此也影響了配電系統的能耗。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、變壓器節能運行的措施分析
2.1優選節能經濟型配電變壓器
在進行配電變壓器型號、容量等選型設計過程中，應在技術上可行的基礎上，優選控制損耗率較低的節能經濟型產品。如：目前工程上應用較成熟的S11、S13節能經濟性配電變壓器，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，能夠滿足現代配電系統負荷波動較大的工程領域。
2.2采用多臺配電變壓器聯合運行節能的調度方式
隨著配電網系統規模和容量的不斷擴大，系統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，最優運行工況點和調度方式也應隨其發生改變，以達到節能降耗的目的。
配電變壓器在運行過程中，其自身所產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，會隨負載變化而發生非線性變化，其中：空載損耗是一個特定的系數，基本不會隨變壓器負載率的變化而發生變化;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系。在多臺變壓器聯合運行過程中，總有一個最低點是負載系數最低點，也就是配電變壓器聯合運行的綜合功率經濟負載系數最低點。要根據配電系統的實際情況，合理計算出變壓器的最佳負荷運行工況點和經濟負荷區，采取多臺配電變壓器聯合經濟調度運行，按照負載從小到大的運行特性，計算出不同負載區域的最佳變壓器運行搭配臺數和調控運行方式，合理根據綜合功率負載關系確定多臺配電變壓器聯合運行的最佳經濟運行區域，避免出現“大馬拉小車”等稱非經濟運行工況出現，有效提高配電變壓器供電安全可靠和節能經濟性。
2.3調整配電變壓器相間不平衡負載率實現節能經濟運行
由于配電變壓器及其供配電系統中，單相用電負荷所占比例較重，且隨著各種節能電氣設備、節能燈具等的廣泛推廣使用，配電變壓器，尤其是公用配電變壓器其三相負載不平衡度較大，相應引起的損耗較大，這就說明三相不平衡所引起的負載損耗非常大，是變壓器節能經濟運行研究的一個重點。通過合理的相間負載優化調整，降低三相間負載不平衡度，使配電變壓器三相負載幾乎接近平衡關系，這樣就能獲得較好的相間平衡關系，降低配電變壓器運行過程中的有功損耗和無功消耗，提高電能分配調度轉換效率。
2.4進行適當無功補償
從配電變壓器運行工況及其與負載間的負荷曲線可知，配電變壓器的無功負荷主要集中在輕載或空載運行工況，此時會產生勵磁無功，其消耗的無功容量約為配電變壓器額定容量的10%～15%。因此，可以采取集中無功補償措施，通過合理選擇SVC、SVG、TSC等無功補償裝置，將抵押無功補償電容器通過負荷開關接到配電變壓器母線側，在系統運行在輕載或空載工況時，合理切投電容器來實時進行無功補償，提高10kV配電系統的功率因素，有效降低配電變壓器的運行損耗，同時達到提高端部低壓改善電壓質量的節能經濟效果。
三、結束語
綜上所述，在配電網中合理采取優選節能性配電變壓器、多臺配電變壓器聯合經濟調度運行、優化調整三相負荷、進行適當無功補償等節能措施，能夠降低配電變壓器運行損耗，達到節能降耗經濟調控運行的目的。