李逢成
（山东电力设备有限公司 山东济南 250022）
摘要：目前，我国已开始关注10千伏配电变压器的能耗问题，需要采取措施提高10千伏配电变压器的节能能力。通过对我国10kV配电变压器节能技术应用现状的分析和对10kV配电变压器工作原理的研究，提出了充分降低变压器能耗、提高变压器能耗的10kV配电变压器节能措施。
关键词：10kV配电变压器；节能技术；自动调压器
引言
为了提高配电变压器的节能能力，首先必须提高配电变压器自身的节能能力。其次，优化配电系统，降低配电过程中的功率损耗，提高配电系统的节能能力。
1、配电变压器的变压器运行结构原理
（1）字母和数字是型号的必要组成，其中字母表示不同的意思，如三相可以由S表示，单相可以由D表示，防爆可以由K表示，风冷可以由F表示。例如我国将一些高效节能的变压器进行编号，如三程变压器的系列就可以用S950010，S9表示，它是我国统一设计的具有高效节能性质的变压器。变压器的容量用500表示，一般单位可以用千伏安（kVA），高压侧的电压用10表示，单位为千伏（kV）。（2）三相变压器的接法可以用联接组别表示，高低压绕组线电压也可以用联接组别表示，两者具有一定的相位关系。高压绕绕组呈星形接法的形式可以用L2，Y表示，低压绕组呈星形接法且有中线的形式可以用Ya表示，原二次线电压的相位相同但是却是可以用12表示。短路电压是电压降变压力器形成的一个绕组短路，形成一个绕组轴人电压，通过一次或者是二次的绕组，实现电流的二次绕组，最终将电流分别达到一定的额定值，短路电压能够实现输入电压的阻抗压降。
2、我国10kV配电变压器节能技术应用现状
我国电网普遍采用10kV配电变压器，但由于开发时间短，配电变压器的节能能力不足，长期使用造成了大量的资源损失。10千伏配电变压器虽已发展了几代，但其节能能力仍不理想，不能满足节能减排的要求。目前，10kV配电变压器运行中存在的不足主要体现在以下几个方面：（1）生产技术落后。10kV配电变压器是一种精密设备，涉及各种材料和结构的使用和施工。同时，这些材料和结构对其节能能力有很大的影响。在目前的10kV配电变压器生产过程中，原有设备仍在生产制造中，不能保证附件的精度，造成功率损耗。（2）配电系统自动调节能力低。在配电系统的使用过程中，配电变压器的负荷会发生变化，大大提高了配电变压器的能耗损失。但由于我国配电网的自动调节能力较差，许多地区的配电变压器无法自动调节负荷，导致配电变压器的节能能力无法提高。（3）变压器负荷分配。近年来，随着我国的不断发展，电力负荷明显增加，但在变压器负荷分配过程中，配电变压器的负荷按原电力负荷计算，不仅影响配电变压器的工作状态，缩短了配电变压器的使用寿命。同时也大大增加了配电变压器的能量损耗。
3、10kV配电变压器的节能技术措施
3.1分析10kV配电变压器的损耗问题
通常情况下，10kV配电变压器的损耗主要分为有功损耗和无功损耗两种。对于有功损耗来说，通常是指运行过程中有功功率所产生的损耗。一般包括铁损和铜损两种。其中，铁损多表现在磁滞、涡流以及电阻等方面，而铜损多表现在线圈电阻方面，二者产生损耗时都伴随着发热现象。对于无功损耗来说，无功损耗主要产生于变压器变压与能量传递的过程中，无功损耗可根据产生的原因分为励磁电流无功损耗以及绕组阻抗和电流无功损耗两种形式，其中，前者与稳定变压器状态有关，后者与配电变压器的负载电流的大小有着很大的联系。
图1 常见的自动调压器
3.2设置自动调压器
设置自动调压器是10kV配电变压器的节能技术实施的重要基础。10kV配电变压器运行过程中的负载与其节能能力有着很大的联系，如下表所示。具体来说，当负载超过额定的5%时，铁损就会有大约15%左右的增加，而超过额定10%时，能量损耗就会直接提升到150%，所以说，要想实现变压器的节能，就要针对配电系统的负载自动化调控进行自动调压器的设置，要通过额定电压的保持，去进行节能功能的实现。自动调压器可以在很大程度上保持配电系统的稳定性与节能性，通常情况下，波动都会控制在20%以内。与此同时，自动调压器还可以根据不同的负载情况进行分接头的针对性调节，从而把出线电压维持在规定的范围之内。但是，现阶段，自动调压器的设置还无法满足长距离输电的电压保持需求，还会引发远近线路电压差异较大，进而对供电质量造成不良影响，所以最好把自动调压器与无功补偿系统结合使用。
表1 10kV配电变压器运行过程中的负载与其节能能力的联系
3.3优化负载方案
优化变压器之间的负载方案是10kV配电变压器的节能技术的重要环节。现阶段，对于10kV配电变压器的设计、装配来说，通常是需要多台变压器联合使用的，不仅仅是为了提升供电容量，还是为了维持配电系统的稳定性，但是在一定程度上引起了配电网的节能问题。而要想提升这种模式下的节能能力，可以进行变压器组间的负载情况的转变。具体来说，在进行10kV配电变压器组的设计以及分配的过程中，有根据相关的节能要求，进行负载方案的优化，从而降低配电变压器组的能量损耗。例如，在并列式配电变压器组的设计过程中，首先，要根据进行两台变压器的分别损耗的计算，再根据分别损耗，进行综合损耗的计算，得出相应的损耗关系，从而进行经济运行方案的确定与优化。
3.4平衡三相负载
平衡三相负载是实现10kV配电变压器节能技术的必要手段。通常情况下，对于10kV配电变压器，如果线路中发生三相负载不平衡，会导致总电流的变化，导致三相电压差增大，在一定程度上影响配电质量，其他相的负载电流也会发生变化，增加铜的损耗，影响电磁平衡，甚至产生泄漏现象，从而增大。变压器能耗。为了保证三相负荷的平衡，在运行中必须将变压器设置在配电线路的中心，并对线路进行监视。同时，配电系统需要安装谐波消除和无功补偿系统，对于大功率电器，应设置专用的单向变压器，并与高压电网直接连接，这些措施可以保证配电网中的三相负荷处于平衡或近似平衡状态。
3.5引入新材料与新工艺
虽然我国的10千伏配电变压器已经发展了几代，但与发达国家相比，其节能性能仍然不足，造成这种现象的原因可以分为两个方面：落后的材料制造和落后的制造技术。目前，配电变压器所用材料容易腐蚀、电阻大，这种材料大大提高了配电变压器的能耗，需要引入新材料。目前，广泛应用和研究的材料包括无氧铜和磁性材料。其中，无氧铜降低了配电变压器在电源处的能量损失，磁铁材料通过减少线圈数量，减少了配电变压器铁心的电磁损耗，提高了配电变压器的节能能力。另外，在配电变压器的生产过程中，各元件的生产参数对变压器的节能效果有很大的影响，为了提高节能能力，需要对现有的生产工艺进行优化，减少元件的生产误差，满足要求提高节能能力。
结束语
综上所述，我国10kV配电变压器应用较多，但由于节能效果不足，造成了大量的电力损耗。为了改变这一现状，我们可以通过设置自动调压器、优化变压器负荷方案、保证三相负荷平衡、引进新材料、改进生产工艺等措施来实现这一目标。
参考文献：
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[2]罗建民.浅谈10kV配电变压器节能降耗技术措施[J].科技资讯，2017（25）：142.
[3]陈小莹.10kV配电变压器节能降耗技术研究[J].科技与企业，2017（16）：365.
论文作者:李逢成
论文发表刊物:《河南电力》2018年19期
论文发表时间:2019/4/15
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