摘要：在电力传输系统中，变压器是电力传输回路中的重要设备之一，尽管变压器设备本身的效率可以达到很高，但是由于变压器设备的容量普遍是发电或者传输电力容量的数倍以上，同时在电力传输回路中会存在多级变压器传输，因此实际上变压器所造成的损耗往往可以占到整个电力传输回路损耗中的17%至20%，因此，必须要对变压器进行节能探讨，通过节能技术改造实现变压器设备的节能减排。本文首先简要分析了变压器的基本工作原理和能耗的形成原因，并介绍了两种低能耗型变压器，在此基础上重点分析研究了高能耗变压器的节能改造技术方案，以期能够从中找到合理有效的变压器节能措施，对于进一步提高和促进变压器的节能减排应用具有较好的指导借鉴意义。
关键词：变压器；节能减排；节能技术
1变压器能耗分析
1.1产生能耗的原因分析
变压器的基本工作原理分析如下：变压器主要由一次绕组、二次绕组和铁芯构成，一次绕组和二次绕组分别由不同匝数的线圈绕制而成。当一次绕组通电之后，由于电磁感应的原理而产生磁通，磁通在铁芯内部流动，于是在垂直于磁力线的平面上就会产生感应电动势，这个电动势在铁芯的横截面断面上形成闭合回路并产生涡流。由于涡流的存在，使得变压器的损耗增加，并且使得变压器铁芯发热而使得温度升高，因此由于涡流所产生的损耗称之为铁损；另一种变压器的损耗，它是一次绕组与二次绕组电阻损耗之和，我们也称之为铜损。变压器的损耗主要是由于铁损和铜损造成。据统计，在变压器损耗中，铜损和铁损约占总损耗的70%以上。因此，要实现变压器的节能，首先就必须要降低变压器的损耗，而如何降低铜损和铁损是降低变压器能耗的首要技术问题。
1.2现有节能型变压器介绍
由于传统的高频变压器能耗过高，因此世界各国电力公司都在想方设法降低变压器的能耗损耗，以代替传统的高能耗的变压器。下面两种节能型变压器是目前应用的较多的两种低能耗型变压器。
1）非晶合金铁芯变压器。由于变压器损耗中有相当高一部分的损耗是在铁芯内部产生的，也就是所说的铁损，因此低能耗型变压器首先就是对铁损进行降低处理。非晶合金铁芯变压器的铁芯不是采用传统变压器所用的铁制铁芯，而是采用了非晶合金铁芯，这种铁芯一般按照矩形排列，在旁路柱中流过零序磁通，磁通不经过箱体，不产生发热的结构损耗，使变压器能满足低噪声、低损耗，降低了变压器的铁损，从而降低了变压器的能耗损耗。2）三相油浸卷铁芯配电变压器。三相油浸卷铁芯配电变压器完全采用了新材料、新结构和独特的新工艺。在三相油浸卷铁芯配电变压器中，铁芯的结构不再是采用传统的叠片式铁芯结构，而是将硅钢带剪成长带，再将其绕制成封闭整体，从截面上看是接近圆形的结构断面，这种铁芯结构填充系数高，并且铁芯经过了退火处理，磁通流经铁芯所造成的空载损耗、空载电流和噪声都较叠片式铁芯的变压器小，从而实现了降低铁芯损耗的目的。
2变压器的节能技术改造探讨
2.1高能耗变压器节能改造技术探讨
针对变压器的基本结构组成和工作原理，要对高能耗的变压器进行节能改造，在目前现有的技术条件下，从对变压器的容量改造来看，主要有降容、保容、增容以及调容四种技术方案，从对变压器内部结构的技术改造的角度来看，主要有绕组改制法、铁芯改制法和绕组、铁芯全改法。下面针对目前应用较为广泛的技术改造进行分析。
1）绕组改制法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆绕组改制法就是通过改变绕组线圈的匝数、缠绕方式等，实现改变变压器的容量，或增容，或降容，或保容，或调容，具体实施执行方案需要结合电网电气参数等综合考虑，比如，当电网负载率较低时，就可以改变高、低压绕组实现变压器降容，或者改高、低压绕组调容等等，从而达到降低损耗的目的。2）铁芯改制法。铁芯改制法主要是可以通过两个途径实现，一是改变铁芯的结构，如上文分析到的利用硅钢带式结构取代叠片式结构以降低铁损；二是改变铁芯的材料，如上文分析到了利用非晶合金铁芯取代传统铁质铁芯以降低铁损。这两个方法的目的都是为了降低铁损，配合变压器容量的调整，或增容，或降容，或保容等，能够明显的降低变压器的铜损，从而达到全面降低变压器损耗的目的。3）绕组、铁芯全改法。绕组、铁芯全改法就是将上述两种改制方法结合起来，对铁芯和绕组同时进行改进和调整，对变压器容量进行增容或者降容或者保容或者调容的处理，从而实现降低变压器损耗的目的。
2.2降低变压器损耗其他应注意的问题
1）分考虑电网负载率。目前在电网选配变压器的时候，往往不太考虑当地电网的负载率，只是一味追求大容量变压器，虽然可靠性得到了保证，但是随之而来的问题是损耗也同步升高。因此在选配变压器的时候一定要结合当地电网的年负载率，很多地区，尤其是农村地区，年负载率都不会超过20%，因此就需要在进行可靠性计算的基础上适当减小变压器的容量，来实现节能降低损耗的目的。2）合理设置变压器参数。很多变压器在安装结束之后，其相关电气参数都选取了默认值，或者是出于安全角度的考虑，全部选用了最大值，这样导致变压器在实际运行中，负荷量过大，部分电气元件提前老化而导致损耗偏高。在实际电气参数设置时，应该结合当地电网的运行负载特性、空载特性、负载率以及其他相关运行参数和电气参数，以保证损耗比值、最低运行损耗为目标函数。
3建筑电气：配电变压器的节能措施
3.1合理选择变压器的容量和台数
选择变压器的容量和台数时，应根据负荷情况，综合考虑投资和年运行费用，对负荷进行合理分配，选取容量与电力负荷相适应的变压器，使其工作在高效区内。变压器效率与变压器负荷和损耗有关，也与负荷的功率因数有关。一般情况下负荷率在0.3-0.75时，是经济运行区；负荷率在0.5-0.6时，变压器效率最高。负载一定时，功率因数越高变压器效率亦越高。
3.2选用节能型变压器，更换或改造高能耗的变压器
新建或改建工程应选用SL7、S9、SC（B）9、SGB10、SGB11-R等节能型变压器。与老产品比，SL7无励磁调压变压器的空载损耗和短路损耗，10kV系列分别降低41.5%和13.9%；S9系列与SL7系列比，其空载损耗和短路损耗又分别降低5.9%和23.3%；SGB11-R系列卷铁芯干式变压器比SC（B）9系列产品空载损耗降低40%，空载电流降低70-85%；比SGB10系列变压器空载损耗降低24%，负载损耗降低11.7%。
4结语
本文主要结合变压器的结构特点和能耗影响因素入手，浅谈了变压器节能的技术措施及其实现方案，对于进一步提高变压器的运行效益具有很好的指导意义。当然，本文只是对变压器节能技术改造的一次粗浅尝试，在实际的变压器节能改造中会涉及很多具体的技术问题，这有待于广大电力工作人员的共同努力，才能够最终将变压器节能减排的目标得以实现。
参考文献
[1]试论配电变压器负荷率与节能[J].杨捷,杨辉煦.建筑电气.2011(07)
[2]对电力变压器铁心柱截面的新型优化设计[J].蒋雪峰,李洁,徐昌贵,邱忠才,张兴元,胡学林.高压电器. 2011(02)
作者简介
蔡静谊（1986-7），女，云南昆明，中北大学本科，设计师，单位：云南怡成建筑设计有限公司,研究方向：建筑电气，邮编：650000。
论文作者:蔡静谊
论文发表刊物:《电力设备》2017年第4期
论文发表时间:2017/5/15
标签：变压器论文; 绕组论文; 铁芯论文; 节能论文; 负载论文; 目的论文; 负荷论文; 《电力设备》2017年第4期论文;