(山西森特洁净煤技术设计研究院有限公司 山西太原 030021)
摘要：35kV配电变压器作为电力系统中的一种重要设备，直接向配电网供电，应用广泛。随着社会的进步，科技的发展，现今，配电变压器已是经济效益和能效等级均较高的设备。但由于其使用量大，且目前变压器原材料价格较高，因此经济合理的设计、降低变压器的损耗，提高变压器的使用效率及使用寿命对电网或企业用户来说尤为重要。从各个技术参数上对35kV配电变压器进行优化设计，在满足产品技术性能指标的前提下尽量降低变压器损耗，降低使用成本，对电网或企业用户的市场竞争力具有重要的现实意义。本文就针对35kV配电变压器优化设计进行分析，以供参考。
关键词：35kV配电变压器；能效等级；变压器损耗；优化设计
1、项目概述
某钢铁股份公司200万吨热回收炼焦项目，年生产焦炭100万吨。厂区设35kV总降压变电站一座，2个10kV变电所。本文就35kV配电变压器设计中遇到的一些问题做一些阐述。
2、35kV配电变压器优化设计方案
2.1 按设计环境选择优化设计方案
变电站负荷一般为重要负荷，变电站的供电可靠性相对较高，变压器作为变电站的重要组成部分，其重要性不言而喻。目前大部分已建35kV配电变压器大多采用户外布置型式。这种设计占地面积大，结构不紧凑，对环境要求比较高。而本炼焦项目，环境相对要求比较高，粉尘相对比较多，室外温度较高，因此选择变压器户内布置，不仅能使变电站布置紧凑，外观美观，更能提高变压器的使用寿命，降低变压器的维修率。
2.2 按变压器性能选择优化设计方案
下表为各类变压器性能比较
表1 各类变压器性能比较
根据变压器三种绕组连接方法的特点及联结组适用范围，本炼焦项目变压器绕组连接组别选用Yd11。
2.5按变压器调压方式选择优化设计方案
变压器调压是通过调压开关调节变压器一侧绕组的分接头来改变绕组匝数，从而达到改变输出电压的目的。变压器调压有无载调压和有载调压两种。
无载调压就是将变压器电源断开，然后调节分接头开关，再合上电源，以达到调节电压的目的。
有载调压是在不断开电源的前提下，变压器在正常工作下，根据负载波动与变化，带负载调节电压分接开关，以实现调节电压的目的。
本炼焦项目，变压器所带负载不允许停电，且负载变化会随着工艺设备的调整而变化，所以宜采用有载调压变压器。
2.6按变压器能效等级选择优化设计方案
变压器能效等级分为3级，其中1级能效最高，损耗最低。根据GB24790-2009《电力变压器能效限定值及能效等级》规定，本炼焦项目变压器空载损耗21.8kW满足2级能效，负载损耗116kW满足1级能效。
2.7按按变压器冷却方式选择优化设计方案
2.7.1变压器运行时，绕组和铁心中的损耗所产生的热量必须及时散逸出去，以免过热而造成绝缘损坏。对小容量变压器，外表面积与变压器容积之比相对较大，可以采用自冷方式，通过辐射和自然对流即可将热量散去。自冷方式适用于室内小型变压器，为了预防火灾，一般采用干式，不用油浸。由于变压器的损耗与其容积成比例，所以随着变压器容量的增大，其容积和损耗将以铁心尺寸三次方增加，而外表面积只依尺寸的二次方增加。因此，大容量变压器铁心及绕组应浸在油中，并采取以下各种冷却措施。
2.7.2变压器冷却方式分为油浸自冷（ONAN），油浸风冷（ONAF）及强迫循环油冷却（OFAF）。
（1）油浸自冷方式（ONAN）：大多数配电变压器和许多电力变压器都采用这种方式。容量较小的变压器，光滑油箱表面就足以将油冷却；中等容量变压器，油箱表面要做成波纹形以增加散热面，或加装片式或扁管散热器，使油在散热器中循环流动；大容量变压器油箱表面应加设辐射散热器。
该冷却方式适用于31500kVA及以下、35kV及以下的产品；50000kVA及以下、110kV产品。
（2）油浸风冷（ONAF）：用鼓风机或小风扇将冷空气吹过散热器，以增强散热效果。这种冷却方式的变压器有两种额定容量。在自然通风下额定容量较小，在鼓风冷却下额定容量则较大。
适用于12500kVA~63000kVA、35kV~110kV产品；75000kVA以下、110kV产品；40000kVA及以下、220kV产品。
（3）强迫循环油冷却（OFAF）：将热变压器油用油泵送往外部冷却器，通过吹风冷却或用水冷却，通常多为水冷却。
适用于75000kVA及以上、110kV产品；120000kVA及以上、220kV产品；330kV级及500kV级产品。
本炼焦项目变压器冷却方式采用油浸自冷方式。
3、35kV配电变压器优化设计措施
综上所述，从经济效益，节能及合理性出发，本炼焦项目变压器选用35kV三相双绕组有载调压油浸式变压器，型号为SZ11-31500/35，35±3x2.5%/10.5kV，YNd11，冷却方式ONAN。
变压器的不合理设计是阻碍电网安全运行的主要原因，在现阶段的社会发展进程中，由于科学技术更加先进，变压器的合理性设计方案，能够为工业生产的正常运行奠定良好的基础。在实际的设计中，工作人员应当明确变压器的实际情况，进行全方位的、节能及经济的考虑，使变压器的使用效率更高，使用寿命更长，维修更少。另外，工作人员也应当变压器使用过程中可能出现的问题（如温升、压力、绝缘等）纳入考察范围，事先分析风险因素，并提前做好应对措施，尽可能降低事故隐患造成的经济损失。
结语
总之，35kV配电变压器是应用广泛的电气设备，其使用效率及使用寿命的提高，及损耗的降低，对于电网和企业用户都具有非常重要的意义。变压器的合理化设计具有十分重要的意义，也是开展电网创新建设、工业创新建设的基本出发点，我们应当意识到该工作的重要性。
参考文献：
[1]《钢铁企业电力设计手册》.北京：冶金工业出版社，2010
[2]《工业与民用供配电设计手册》.北京：中国电力出版社，2016
[3] 《三相油浸式电力变压器技术参数和要求》GB/T6451-2015
论文作者:任欣
论文发表刊物:《河南电力》2018年9期
论文发表时间:2018/10/19
标签：变压器论文; 炼焦论文; 绕组论文; 方式论文; 能效论文; 较高论文; 设计方案论文; 《河南电力》2018年9期论文;