（国网新疆电力公司乌鲁木齐供电公司 830011）
摘要：配电网自身存在线损，通过对配电变压器的改造提高其性能，达到运行高效，配电变压器的选择，既要考虑高效节能，又要考虑经济运行等因素。通过应用实例，在目前的供电政策下，从节能、综合费用等角度分析变压器的容量优化，探求其运行节能的原理。并通过目前我国配电网的改造中的实际情况提出节能优化设计的解决方法。
关键词：变压器；节能；优化设计；电网改造
引言
配电变压器是应用最广泛的电力基础设施，它的数量比较繁多，对于节能减排有十分重要的意义。提高建筑变压器的性能、降低电能损耗是实现提高供电效率的重要工作，也是降低企业的成本、提高经济效益的方法，本文主要阐述建筑配电器的节能技术的研究。
一、电力生产的现状
从整个电力生产、消费、供应等几个组成电力生产和使用的主要环节来看，在电力生产输配的过程中还有着巨大的发展空间和发展潜力。在电力企业的输配电设备型号中，我国所采用的主要是一种使用数量和使用范围都是最大的输配电变压器设备。就现目前来说，输配电变压器自身的耗损在整个输配电系统耗损的三分之一以上，通过这点我们可以明确的看出，大力的发展配电节能变压器自身的科技技术以及应用的范围，这对于我国电力设备的节能发展前景以及电力的供应有着极其重要的意义。
二、配电变压器的损耗分析
配电变压器的损耗具体可以分为有功损耗和无功损耗，下面逐一具体分析。
有功损耗。有功损耗是指配电变压器在实际工作过程中，在产生有功功率而伴随产生的损耗。有功损耗可以分为铁损和铜损。
（1）铁损。铁损是指磁滞、涡流损耗及电流在初级线圈电阻上的损耗，它是铁芯发热，以热能的形式散发损耗。铁损又可以细分为涡流损耗和磁滞损耗。当变压器工作时，铁芯中有磁力线穿透，由于电磁感应原理的作用，使得线圈中的电流自成闭合回路且呈涡流状旋转，因此称之为涡流，涡流在铁芯中的流动使得铁芯发热消耗能量，这一部分的损耗就称之为涡流损耗。当交流电流通过配电变压器时，通过变压器硅钢片的磁力线其大小和方向呈现一定规律的变化，使得硅钢片互相摩擦放出热能，这一部分损耗的热能就是磁滞损耗。
（2）铜损。铜损是指配电变压器线圈电阻所引起的损耗。当电流通过线圈电阻时，会发热散发能量，这时一部分电能就会转变为热能而被消耗，称之为铜损。
2、无功损耗。配电变压器的无功损耗主要是指在进行变压与能量传递过程中所造成的损耗，因为这部分损耗并没有产生实际的有功功率，因此，称之为无功损耗。无功损耗可以分为两部分，一部分是由建立变压器主磁路磁通的励磁电流引起的，这部分损耗与负载电流无关，是一个恒定量；另一部分是由变压器绕组的阻抗和流经绕组的电流构成，这部分损耗是与负载电流有关的，负载电流越大，这部分损耗就越大。需要说明的是，配电变压器是一个典型的大型感性负载，其容量越大，则无功损耗就越大，同时也会对电网产生谐波干扰，因此，配电变压器的容量并不是越大越好。
三、建筑配电变压器的节能措施
无功损耗可以通过低压无功补偿方式，减少线路损耗，提高功率因素，减少线路和变压器的电压损失，减少变压器的铜耗和提高配电设备的供电能力；有功损耗分为铁耗和铜耗两种，铁耗又叫空载损耗，其大小与铁质材料有关，与负载大小无关，基本上是不变的。铜耗的大小与电流平方成正比，当负载电流为额定值时，将铜耗成为短路损耗。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆有功功率损耗可以表示为：△P=Po+β2Pk，△P：有功功率损耗，kW；Po变压器空载损耗，kW；β变压器负载率，%；Pk：变压器短路损耗，kW。当Po=β2Pk时候，也就是铜耗和铁耗向同时候，变压器的损失率为最低。
（1）合理选择建筑配电变压器的型号。变压器的铁耗发生在变压起到铁芯内，是由交变的磁力线通过铁芯产生的涡流带来的损耗。在铁芯中加入少量的硅和铝可以增大铁芯的导磁率和电阻率，降低涡流损耗。目前的变压器基本上采用非晶态磁性材料作为变压器的铁芯材料，例如我国现在大规模使用的S1I型变压器。由于现在生产厂商的技术水平的差异，生产的变压器的性能参数不符合要求，尤其是空载损耗过大必将导致损耗过大，在安装变压器查看变压器的性能参数是否满足建筑内多用电要求，并做好耐压绝缘处理。选用低损耗的变压器是节能的基础条件。
（2）合理配置变压器。一般变压器的空载和短路损耗之比大约为0.25～0.35之间，当变压器的负载率在50%～70%之间，变压器的运行效率最高。根据建筑用电量的需求计算出负荷的变化范围，合理配置变压器数量和容量，随着变压器容量的增大，节能效率也就越明显，（变压器的容量过大，负载率较低，不经济划算，如果电容率较小，电路处于过负荷运行，变压器可能出现故障危及供电安全）。这样达到了提高运行效率和降低变压器损耗的目的。
（3）正确合理地安装变压器。配电变压器应该设置在建筑物用点的中心位置，随着供电半径的加大，在配电网中的电流也就越大，也就会加大损耗。尽量避免低压长距离供电。例如在新建的水厂房应该将变压器和配电中心安置在反冲洗泵房附近，满足反冲洗水泵和鼓风机等主要用电设备的需求，同时可以将一些不能停电的电力设备的用电线路集中到一台变压器上装用供电，不需要用电时候停用其他变压器，有利于节电。
（4）优化变压器的运行。一是合理调整变压器的电压。变压器的空载损耗与通过电压的平方成反比。一额定电压下的损耗为基准，一定范围内调节运行电压，对不同负载率的总损耗的增加和减少是不同的。当变压器处于空载运行，运行电压会升高，空载损耗在所有损耗中的比例会增加，因此必须通过调整分接开关来降低输入电压，在不影响供电质量的前提下，降低空载消耗；在满载状态下，运行电压必然会降低。二是调整三相负荷平衡。由于不平衡电流的存在，在增加变压器损耗的同时加大了低压线路的损耗。在三相负荷不平衡时，在低压侧会产生零序电流，而高压侧则没有零序电流的产生，零序电流产生的零序磁通在变压器内通过时发热，增加损耗。主要表现形式为附加铁损、附加铜损和线路损耗。三相电流不平衡程度越大，其零序电流也就越大，有功功率损耗越大。要及时调整负荷的接入方式，使变压器的三相电流趋于平衡。
（5）增加无功补偿提高功率因素。配电变压器的效率不仅与有功功率的变化有关，还与功率因素的变化有关。功率因素较低时，变压器的效率也就很低。根据电力学知识，对变压器提供无功补偿可以提高功率因素，大大减小了无功功率的传输，实现在变压器上的损耗的降低。这种措施一般在功率因素较低时候才用。由于无功补偿提高了变压器的负载能力，还实现了输电质量的提高。
（6）建筑物内用户的节能。建筑内配电变压器的节能不只是体现在变压器的节能，还包括用户节能，降低电压在线路中的损耗，实现变压器的功率损耗的降低。用户使用节能用电设备，减少变压器的负载，实现节能的目的。
四、结束语
配电变压器应尽可能选用节能变压器，变压器的类型要与工作环境相适应。在保证电能质量的要求下，尽量减少投资、运行费用和有色金属耗用量。一般来讲，变压器容量和台数的确定是和变电所主接线方案经计算合理确定的。在设计主接线方案时，同时也要考虑用电单位对变压器台数和容量的要求。
参考文献
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[2]李红生.配电变压器节能运行方式的探讨[J].福建能源开发与节约.2002（3）
[3]马东.变压器节能技术探讨[J].科技与企业，2013.
论文作者:杨西荣
论文发表刊物:《电力设备》2015年第12期供稿
论文发表时间:2016/4/29
标签：变压器论文; 节能论文; 电流论文; 负载论文; 功率论文; 涡流论文; 越大论文; 《电力设备》2015年第12期供稿论文;