浅谈如何提高配电变压器效能

摘　要：变压器的运行能效并不单纯是提高产品的性能参数和降低损耗限值，而是要充分考虑寿命周期、内部结构等因素，把寿命周期成本降到最低，从而达到价值上的最高点。如何有效降低损耗提高供电能力，是建设节能型供电企业的一个有效途径。

关键词：变压器损耗；寿命周期成本；三相平衡度
前言
　　在电力系统中，变压器是生产过程中的主要设备。一般来说，从发电、供电一直到用电，需要经过三至五次变压器的变压过程，特别是配电变压器，其数量多，容量大，总损耗很大。因此，如何有效降低损耗提高供电能力，是建设节能型供电企业的一个有效途径。
1，变压器损耗的确定
　　空载损耗和短路损耗是衡量变压器损耗的两个重要参数，以此为依据可以计算出任意给定负载时的变压器效率。变压器的有功功率损耗由空载损耗和负载损耗两部分组成。空载损耗是一个常数，它不随变压器负载的变化而变化；负载损耗则与变压器负载的平方成正比。
2，衡量变压器能效的参数
　　变压器的运行能效并不单纯是提高产品的性能参数和降低损耗限值，而是要充分考虑寿命周期、内部结构等因素，把寿命周期成本降到最低，从而达到价值上的最高点。
2.1．寿命周期成本。
　　变压器寿命周期成本既包括变压器选型、设计、制造、试验、营销的费用所构成的制造成本，也包括运行、维护、能耗、保险、风险、检修、报废的费用所构成的未来运行成本。通常，人们较重视设备的购置费用而忽视设备的运行费用，但是针对变压器而言，其运行成本恰恰是最不容忽视的因素。根据计算，变压器在有效设计周期寿命期内的运行成本要高达制造成本的6～7 倍。一般来说，在技术经济条件不变的情况下，即附加先进技术的更新换代产品没有出现时，变压器寿命周期成本的最低点就是其价值的最高点。这因此供电方案的设计、变压器的选型、运行均应以寿命周期成本为指南，以最低的投入实现必要的功能品质，以追求最高价值为目标。
2.2．变压器内部结构。
　　变压器的能效高低与其结构也有很大关系。无分接结构的变压器不仅有利于降低空载损耗和材料消耗，还可提高设备的可靠性。因此，结构简化将是未来变压器的发展趋势，相关的标准也应对此予以充分体现。
2.3．总拥有费用。
　　变压器的总拥有费用根据变压器的售价和不同效率水平的社会价值的总拥有费用最低来决定变压器能效，是一种比较全面评价变压器能效的方法，也是国际上通用的评估方法。通过确定每千瓦的空载损耗和负载损耗的社会价值因数，来衡量每度电在不同地区或区域所创造的社会价值，这也是推动节能工作和社会进步的重要手段之一。
3，提高变压器能效的措施和手段
3.1．限制干式变压器的使用。
　　干式变压器供电不仅可靠性低、噪声高、价格高，而且报废回收利用率低，环保成本较高，其总拥有费用和寿命周期成本也都是所有变压器中最差的。因此，供电企业必须从最先报装审批的环节上对干式变压器的使用范围及使用量加以严格审查和限制，才能有利于整个社会的节能降耗。
3.2．合理选择变压器运行方式。
　　按照负载变化规律，确定变压器运行的经济区域，合理调整变压器的并列和分列运行方式，也是提高其能效的重要手段和措施之一。
3.3．选择使用节能型变压器。
　　目前，社会上可供选择的节能变压器主要有S11 型变压器、非晶合金变压器、单相变压器等。（1）S11 型卷铁心变压器。其空载损耗比S9 降低25％～30％，具有绕制工艺简单、重量轻、体积小、维护方便、运行费用少、节能效果明显等优点，农村电网建设和改造工程中应积极推广使用这一产品。（2）非晶合金变压器。与传统硅钢变压器相比，非晶合金变压器最大的优点是空载损耗低，其铁芯采用非晶合金这一特殊的导磁材料，能够大幅度降低铁芯的空载损耗。（3）单相变压器。采用单相变可以将高压直接引至用户，使低压线路的供电半径大大缩短，低压损耗降至最低。同时，还改善了电压质量，提高了供电可靠率。
3.4．调整变压器三相平衡度。
　　根据规程规定，配电变压器出口处的电流不平衡度不大于10％，干线及分支线首端的不平衡度不大于20％，中性线的电流不超过额定电流的25％。因为在配电系统中，有的相电流较小，有的相电流接近甚至超过额定电流，这种情况下，不仅影响变压器的安全经济运行及供电质量，而且会成倍增加线损。例如：2007 年末，某供电公司所管辖的一台配电变压器线损率突然异常偏高，线损率达到了12．8％。经现场实测后发现，变压器出口处的电流不平衡度达到19．8％，原因是近期新安装部分负荷，造成三相负荷偏相严重。通过调整平衡三相负荷，该变压器线损率迅速下降到了6．9％，年可减少电量损失1．1 万kWh。
3.5．加强无功管理，实现经济运行。
　　目前，配电电网中带有大量的感性负荷，运行中的变压器要为其提供无功功率，这不仅影响了变压器的有功出力，同时会造成大量的有功损耗。因此，对于配电网的无功管理，多采用并联电容器的方法实现就地补偿，达到无功功率的就地平衡，从而减少线路输送无功功率，这样既可以改善电压，提高变压器的有功出力，又可减少线路及设备的损耗。但随着社会的进步，科技的发展，各式各样的非线性负荷大量上网，导致电网的电流、电压发生畸变，出现谐波，严重影响了用电质量。并且，当某次谐波电流经过时，若恰有并联电容器的某次谐波容抗与被补偿的负荷的谐波感抗相等时，就会出现并联谐振，使谐波电流放大，增加损耗，严重的不仅会危害电容器本身，还会危及电网的安全。例如：某供电公司所辖的低压设备未安装无功补偿装置前，功率因数仅为0．64，低压线损率为12％。2006 年对该区域全部配电变压器安装了带串联电抗器的无功补偿装置后，功率因数逐渐提高到了0．90，可变损耗降低了48％，低压线损率降到了5％以内，每年可减少电能损耗5 万kWh，节约2．8 万元。
4，结束语
　　节能是我国经济社会发展的一项长远战略方针，也是“十一五”期间各省市的硬指标。而配电变压器是电力传输系统的重要设备。近年来，随着我国经济的发展，基础建设的扩张，配电变压器的需求量和产量均有较大的增长。由于配电变压器使用量大、运行时间长，具有很大的节能潜力，因此，提高我国输配电设备的运行效率，降低变压器损耗，是我国电力节能工作的当务之急，任重而道远。
参考文献：
[1]陈家斌编.电力生产技术安全与及管理.出版社.中国水利水电出版社.出版日期.2003.9 .
[2]顾绳谷 电机及拖动基础 北京机械工业出版社  1980年