摘要：由于我国正大力提倡创建节约型社会，所以节能、环保型产品将成为以后制造业发展的新方向。变压器是电网中的重要设备之一，降低变压器损耗对电网发展具有重要的经济意义，要达到节约能源，安全环保，对变压器制造厂及电网建设来说，就是要制造或使用低损耗的变压器。
关键词：变压器；损耗因素；降损技术
引言
变压器在电力系统中使用量很大，是电力系统的重要组成部分，变压器的节能是指变压器在出厂时具有较低的空载损耗、负载损耗，冷却装置消耗较低的功率；变压器在运行时具有最高效率，或者说，变压器在具有最高效率的负载下运行。增加材料的使用也可降低变压器的损耗，一般讲，是不经济的。节能技术是在充分发挥材料潜在能力的基础上，利用电磁原理，选用合适材料，在不增加材料消耗量的基础上降低变压器的损耗，达到运行时可以节能，提高效率的目的。
1 变压器的损耗
1.1 变压器的有功损耗
变压器的工作原理是先将电能变换为磁能，再将磁能变换为电能来变压的，因此，变压器的有功损耗有两种，空载时的和负载时的。也可以理解是铁损以及铜损。铁损指初级的线圈电阻所产生的电能损耗。在运行中，会导致铁芯的发热，这和制作铁芯的方法和材料有关系，和负荷是没有关系的。这种损耗就属于空载损耗。铜损指的是变压器的线圈电阻所产生的电能损耗。在运行中，电流经过线圈时，电阻发热，此时，就有电能转换成热能损耗掉了。这种情况是和负载大小有关系的，与其平方是正比的关系。
1.2 变压器的无功损耗
在电能的传输过程中，变压器的运行和电能的传输中所消耗的能量就是无功损耗。其中励磁电流会造成一部分的能量损耗，这种情况是和负载电流没有关系的。变压器绕组中经过的电流和其电抗之间会引起另外一部分无功损耗，这种情况是和负载电流有关系的。无功损耗是和变压器的容量成正比关系的。
2、降低空载损耗的节能技术
2.1导磁材料
铁心材料的改进，由普通碳素钢片、热轧无取向硅钢片、冷轧取向硅钢片、高导磁冷轧取向硅钢片到激光照射高导磁冷轧取向硅钢片或等离子火焰处理高导磁冷轧取向硅钢片的50赫兹与1.7特斯拉下每公斤损耗达到了0.9瓦，同时硅钢片的饱和磁通密度提高到2.03特斯拉，随着单位损耗的降低，饱和磁通密度的提高，使变压器的空载损耗能大幅度的下降。铁心材料的材质还在改进中，目前尚在研制的用快速冷却渗硅的高硅量硅钢片，快速固化的非晶合金、由非品合金压成的不需退火的电力铁心片等，这些新型导磁材料有更低的单位损耗，导磁材料的改进，渴望变压器的空载损耗还会进一步的下降。应该注意的是较低单位损耗的硅钢片或非晶合金具有较高的价格，增加的价格必须低于降低损耗的评价才有实际意义，所以较低单位损耗的导磁材料只有在较低价格下才有发展前途。合金具有较低的单位损耗，就因价格较贵，尚难推广应用，目前正在降低价格上作改进。
2.2铁心结构
铁心结构与导磁材料有关，高硅含量钢片，非晶合金都无磁的取向性，因此都是采用直接缝的铁心结构，冷轧与高导磁硅钢片都有取向性、为使铁心中磁力线方向与硅钢片轧制方向一致，一般都采用45°斜接缝结构，这样可使冷轧与高导磁硅钢片的潜在作用都发挥出来，如冷轧与高导磁硅钢片替成直接缝式铁心，由于转角处磁力线方向与轧制力向不同，这里的损耗较大，使整个铁心的空载损耗增大，成品的单位重量损耗瓦数要比原材料硅刚片的单位重量损耗瓦数大得多，夹紧铁心叠片的技术也有几种，一种是在心片上冲孔，然后用螺杆、绝缘套，螺栓的拉紧系统；另一种是用半干型环氧树脂无纬粘带绑紧。前种结构会引起附加的空载损耗，因孔附近有磁通的绕行而引起的磁通密度增加以至磁通密度饱和，这就引起空载损耗的增加，也会引起局部过热。
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为进一步降低空载损耗，对45°斜接缝作进一步改进，将斜接缝设计成分级式接缝，即上下两层叠片的接缝互相间错开较小的尺寸，以6-7片互相错缝的叠片组为一循环，很多组这样分级式接缝的叠片叠成铁心，可使空载损耗比传统式接缝的铁心空载损耗要小得多。所以铁心结构的节能技术主要集中在接缝形式的选择上，而这种选择还取决于导磁材料的固有特性。
2.3加工工艺与设备
目前较先进的硅钢片卷料的剪切线有不同宽度的纵剪线与横剪线两大类，对剪切线的要求是剪切精度要高，剪切后硅钢片的毛刺要小，剪切区作用在硅钢片上的剪切应力要合适，剪切的接缝形式要符合要求，剪切后的叠片可分尺寸理料。叠铁心片时，也有几种工艺，一是在叠片上冲定位孔，二是用定位工具。冲定位孔的工艺不但增加冲孔工时，而且损耗值也有微量的增加。另外叠铁心时还有叠上铁轭的工艺与不叠上铁轭的工艺。如果，叠完的铁心运到套线圈的场所有较远的距离，容易使不叠上铁轭的心柱歪斜。不叠上铁轭时，因上铁轭在套完线圈后一次叠成，故这种工艺可使空载损耗值下降。叠铁心时叠片应轻拿轻放，不应使叠片卷曲，处片时使叠片受应力会使铁心的空载损耗增加。另外，未剪切前的硅钢片卷料，不宜堆积过高，一般只能堆二层。纵剪后的卷料的堆放不能变形，变形后，会使损耗增加。为使叠片整齐，不宜用硬度超过硅钢片的材料打整齐，一般可用嵌铜的铁块用铜端打齐，或用电木板打齐。
3、降低负载损耗的节能技术
负载损耗包括两大部分，一是负载电流流过导线时产生的电阻损耗，二是负载电流产生的漏磁所引起的损耗。漏磁在导线内会产生涡流损耗、换位不完全损耗。漏磁在夹件、箱壁、箱底、箱盖上产生损耗。降低负载损耗的节能技术的应用，就是降低上述损耗。
降低电阻损耗可增大导线截面与减小导线长度，或选用无氧铜或少氧铜。无氧铜或少氧铜的电阻率较电解铜低2%左右，增大导线截面是不经济的，一般不采用。选用合适的主纵绝缘结构，可使导线为合适的长度。总之，电阻损耗可通过合适的结构获得，包括线圈的型式的选择。
在变压器线圈结构主纵绝缘结构选定后，变压器的阻抗电压也满足要求时，漏磁分布已基本确定。漏磁会在结构件中引起附加损耘，为了降低因诵磁而在结构件中引起的附加损耗，在线圈上部与下部，油箱壁上加装磁屏蔽，使漏磁在磁屏蔽中通过。磁屏蔽中通过漏磁通后，虽也有附加损耗产生，但损耗值很小，可达到降低附加损耗的目的。当然，也可在油箱壁上加装电屏蔽，即铜屏蔽，此时铜屏蔽中会产生涡流而强迫漏磁在油内通过以达到降低附加损耗的目的。
导线的幅向尺寸与厚度不宜过大，漏磁在导线内引起的涡流损耗与导线尺寸平方成正比。电流较大时可采用并联导线，使用并联导线的原则是涡流损耗应为电阻损耗的20%左右。并联导线的种类有普通导线并联，组合导线（每单根导线包不多的匝绝缘，几根导线组合后加包足够的匝绝缘），换位导线。
并联导线应尽量换位完全，并联导线之间漏磁通在导线内的感应电势应尽量相同，使换位不完全而产生的损耗为最小。中小型变压器的横向漏磁通分量不大，可采用箔式线圈以减少负载损耗。对大容量变压器而言，可采用“低压一高压一低压”或“高压一低压一高压”的双同心排列以减少轴向漏磁通。
结语
在变压器的制造过程中有效的降低材料的消耗，保证经济效益能够达到较高的水平。在用户角度而言，不仅能够为国家的节能减排做出一定的贡献，同时在使用过程中也能有效的降低使用量，降低自身的经济支出。
参考文献：
[1]杜博楠.电力变压器的损耗研究与优化的探索[J].中国科技投资，2013（09）：92-92.
[2]崔万吉.试论企业电力变压器节能设计[J].电气应用，2014（10）：57-57.
[3]王丽慧.电力变压器损耗及经济评估方法分析[J].中国科技财富，2017（06）：06-09.
论文作者:王志新
论文发表刊物:《基层建设》2018年第22期
论文发表时间:2018/9/10
标签：变压器论文; 硅钢片论文; 导线论文; 铁心论文; 负载论文; 材料论文; 线圈论文; 《基层建设》2018年第22期论文;