变压器节能技术探讨
- 格式：pdf
- 大小：104.75 KB
- 文档页数：1
黼 瑷 露 德
变压器节能技术探讨
马东 大庆油田工程有限公 司 黑龙江大庆
【 摘 要】变 压 器经济运 行与否是 由 所 带负 荷大小、 本身能耗 功率 以及
１ ６ ３ ０ ０ ０
３ ． 变压器的节能技术措施
变压器磁 化过程中引起的空载 无功损耗等因素决定的。 根据近 几年 国内 外 ３ ． １ 合 理选择变压 器容量 对高耗 能变压器节能技 术理论的研究， 依据 吐哈 油田实际， 利 用变压器综合 变压器最 佳经济容量 的计算 与负荷的 大小 、 状态、 性 质、 变压 器的 损耗 技 术、 等效损 耗与波动系数相配合技术方案对各类不同负荷性质 变压 过 载能 力及制造 厂家的工艺水平 、 材料 等诸多因索有关 ， 是 一 个复杂 的 器经济运行工 况进行调整， 从 而达到节能减排 效果最大化 。 课题。 因此 在设计 过 程 中考虑 的出发 点和 要求 不 的选 择也 会有所 不 同。 一 般情 况下， 当变 压 器的负 载 损耗 等于 空 载 损耗 时， 变压器的功 率损耗 最小 ， 运行 效率最高 。 但对 于一 些新型 变 变 压器是 输变 电系统中的主要设 备之一 ， 尽管 它的效率 很高 ， 但由 压 器。 由于 空载 损耗很 低 ， 若单纯 追求 最高效 率 。 容 易造成 “ 大 马拉小 于 它的总 容量大 （ 一 般情况下 变压 器的总容 量为发 电容量的５ － ７ 倍） ， 加 车” 。 上在输 配 电系统中变 换级 次多， 损 耗可占线路总 损耗 的ｌ ７ ％。 中小 型配 ３ ． ２ 新 型导线 的应用 。 配电变压 器的导 线可 以采 用无氧铜 ， 以降低 电变压 器虽 然单台容 量小 ， 但数 量 多。 当今推 广使用 低耗 能变 压器 ， 改 线 圈内阻， 从而有 利于 降低 配 电变压 器运 行中的铁损和 铜损 ， 进而降低 造高耗 能变压 器， 这是 节能挖 潜、 提高经济效 益的有 效途径 。 配 电变 压器的运行 损耗。 例如 ， 目 前 已经投入使用 的高温超导 配 电变压 １ ． 变压 器 的损 耗 器， 就是 采用了超 导线 材取代了传统 的铜芯 线材 ， 从 而降 低了变 压器的 变 压器的基本原 理 ， 当变 压器的初 级绕组 通电后 ， 线圈所产生的 磁 损耗 ， 同时， 还间接提高 了变压器 的抗 短路性 能。 ３ ． ３ 优化磁体 材料 。 配 电变压 器的磁体材 料也可 以进行改 进优化 ， 通在铁 芯流动 ， 因为铁 芯本 身也是 导体 ， 在垂直于磁 力线的平 面上就会 感应 电势， 这个 电势在 铁芯 的断 面上 形成 闭合 回路 并产生 电流 ， 好 像ｐ 以降低 磁滞损耗 。 近年来 ， 研 究颇热 的非 晶合金材料 ， 相较 于传统 的磁 个旋 涡所 以称 为 “ 涡流 ” 。 这个 “ 涡流 ” 使变 压器 的损耗 增加 ， 并且 使 体 ， 具有 更加优 良的磁化 和消磁 性能 ， 利用这一类 材料制作 铁芯 ， 不仅 变压 器的铁芯 发热变 压器的温 升增加 。 由“ 涡流” 所产生 的损耗 我们称 可以明显降低 配电变压 器的铁损， 而且 还能够降低 配电变 压器的无功损 为“ 铁损 ” 。 另外 要绕 制变 压器需 要用大 量的铜 线 ， 这些 铜导 线 存在着 耗 ， 提高 配电变 压器的运行经济效 益。 ３ ． ４ 改进 制造 工艺 。 在制 造工艺 上实施 改进 ， 以降低 配 电变 压器的 电阻 ， 电流流过 时这电 阻会 消耗一定 的功 率 ， 这部分损 耗往往变 成热量 而消耗 ， 我们称 这种 损耗 为 “ 铜 损” 。 所以变 压器 的温升 主要 由铁 损和 运行损耗 。 例如 ， 采用现代计算 机控 制的 数控加 工系统 ， 对变压 器内部 铜损产生 的。 由于变压器存在 着铁损 与铜损 ， 所以降 低变压器的 损耗显 的硅钢 片进行加 工， 从 厚度、 界面 形状 等， 都 完全能够 实现 精确控制 。 得很有必要。 目前的加 工精度 已经达到 ０ ． １ ８ ｍｍ， 如此 薄 的硅 钢 片的应用 ， 大大 降低 １ ． １ ． １ 有功 损耗 了配电变 压器运行过 程中的空载损耗 。 ３ ． ５ 布置新 结构 。 除 了应用 新型材 料、 新型加 工工 艺等技 术手段 之 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 。 外， 还 可以 通过 采用新 的结 构布置 形式等 手段 来降低 配 电变 压器运 行 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 中的损耗 。 目 前 的研究 热点主要集 中在两个方面 ： 采 用新型绕组 结构 和 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 采 用新 型线圈布置方 式 。 耗 和磁滞 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 ①采用新型绕组结 构 传 统 的绕组 结 构具 有损 耗过 大、 抗谐 波干扰 能力差 等缺 点 ， 通过 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 。 研 究， 可以根据 不同的配 电电压等级 选择新 型绕组结 构 ， 如采 用 自 粘 型 进 而实现对 绕组损耗 的控制 ， 以提高 配电变 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 换位导 线来控制 漏磁走 向， 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 压器的运 行效 益 。 ②采 用新 型线圈布置方 式 耗， 称之 为铜损 。 根 据涡流 的流 向， 合理选 用横向或者纵 向线圈布置形式 ， 以控制涡 １ ． １ ． 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 流损耗 降到最小 ， 从而 降低配电变压器的运行损耗 。 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 结柬 语 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 为了保 证 国民经济 的可持续 发 展 ， 在 当前 能 源供应 十分 紧张 的情 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 ， 况下， 唯有大 力推 进节能 ， 而 配电变压器的节 能又是 输配 电网节能 的重 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 中之重 。 要认真做 好配变 的节 能还涉 及到许多方面。 对运行 部门来说 ， 是与负载 电流 有关的 ， 负载电流越 大， 这部 分损耗就 越大 。 如 何做 好 变压 器的经济运 行， 在 规 划设计 时 如何正 确选 择变压 器的台 数和 容量 等。 必须做好产 品的优化设计， 在 生产过 程 中采用先进 的工艺 ２ ． 变 压器 节能 降 耗存 在 的 问题 ２ ． １ 变压 器容量选择 不够合 理主要 存在两种情况 ： 等。 （ １ ） 容量过大 。 负载 率低 ， 即所谓的 “ 大马拉 小车 ” 。（ ２ ） 容量过小 ， 过负荷运行， 即 、 马拉大车 ” ， 故障 频繁。 危及供 电、 供 水安 全。 ２ ． ２ 三相电流不平 衡较为严重 长 期以 来 ， 由于企 业对 变压 器三相 负荷 不平 衡的运 行 管理 不够重 视， ＿直没有一 个考核管 理办法。 由于三相 电流不平 衡， 造成线损增加 、 变压 器发 热、 故 障率 增加 等现 象 ， 降低了变压 器利用率 ， 威 胁供 水安全
变压器节能技术探讨
马东 大庆油田工程有限公 司 黑龙江大庆
【 摘 要】变 压 器经济运 行与否是 由 所 带负 荷大小、 本身能耗 功率 以及
１ ６ ３ ０ ０ ０
３ ． 变压器的节能技术措施
变压器磁 化过程中引起的空载 无功损耗等因素决定的。 根据近 几年 国内 外 ３ ． １ 合 理选择变压 器容量 对高耗 能变压器节能技 术理论的研究， 依据 吐哈 油田实际， 利 用变压器综合 变压器最 佳经济容量 的计算 与负荷的 大小 、 状态、 性 质、 变压 器的 损耗 技 术、 等效损 耗与波动系数相配合技术方案对各类不同负荷性质 变压 过 载能 力及制造 厂家的工艺水平 、 材料 等诸多因索有关 ， 是 一 个复杂 的 器经济运行工 况进行调整， 从 而达到节能减排 效果最大化 。 课题。 因此 在设计 过 程 中考虑 的出发 点和 要求 不 的选 择也 会有所 不 同。 一 般情 况下， 当变 压 器的负 载 损耗 等于 空 载 损耗 时， 变压器的功 率损耗 最小 ， 运行 效率最高 。 但对 于一 些新型 变 变 压器是 输变 电系统中的主要设 备之一 ， 尽管 它的效率 很高 ， 但由 压 器。 由于 空载 损耗很 低 ， 若单纯 追求 最高效 率 。 容 易造成 “ 大 马拉小 于 它的总 容量大 （ 一 般情况下 变压 器的总容 量为发 电容量的５ － ７ 倍） ， 加 车” 。 上在输 配 电系统中变 换级 次多， 损 耗可占线路总 损耗 的ｌ ７ ％。 中小 型配 ３ ． ２ 新 型导线 的应用 。 配电变压 器的导 线可 以采 用无氧铜 ， 以降低 电变压 器虽 然单台容 量小 ， 但数 量 多。 当今推 广使用 低耗 能变 压器 ， 改 线 圈内阻， 从而有 利于 降低 配 电变压 器运 行中的铁损和 铜损 ， 进而降低 造高耗 能变压 器， 这是 节能挖 潜、 提高经济效 益的有 效途径 。 配 电变 压器的运行 损耗。 例如 ， 目 前 已经投入使用 的高温超导 配 电变压 １ ． 变压 器 的损 耗 器， 就是 采用了超 导线 材取代了传统 的铜芯 线材 ， 从 而降 低了变 压器的 变 压器的基本原 理 ， 当变 压器的初 级绕组 通电后 ， 线圈所产生的 磁 损耗 ， 同时， 还间接提高 了变压器 的抗 短路性 能。 ３ ． ３ 优化磁体 材料 。 配 电变压 器的磁体材 料也可 以进行改 进优化 ， 通在铁 芯流动 ， 因为铁 芯本 身也是 导体 ， 在垂直于磁 力线的平 面上就会 感应 电势， 这个 电势在 铁芯 的断 面上 形成 闭合 回路 并产生 电流 ， 好 像ｐ 以降低 磁滞损耗 。 近年来 ， 研 究颇热 的非 晶合金材料 ， 相较 于传统 的磁 个旋 涡所 以称 为 “ 涡流 ” 。 这个 “ 涡流 ” 使变 压器 的损耗 增加 ， 并且 使 体 ， 具有 更加优 良的磁化 和消磁 性能 ， 利用这一类 材料制作 铁芯 ， 不仅 变压 器的铁芯 发热变 压器的温 升增加 。 由“ 涡流” 所产生 的损耗 我们称 可以明显降低 配电变压 器的铁损， 而且 还能够降低 配电变 压器的无功损 为“ 铁损 ” 。 另外 要绕 制变 压器需 要用大 量的铜 线 ， 这些 铜导 线 存在着 耗 ， 提高 配电变 压器的运行经济效 益。 ３ ． ４ 改进 制造 工艺 。 在制 造工艺 上实施 改进 ， 以降低 配 电变 压器的 电阻 ， 电流流过 时这电 阻会 消耗一定 的功 率 ， 这部分损 耗往往变 成热量 而消耗 ， 我们称 这种 损耗 为 “ 铜 损” 。 所以变 压器 的温升 主要 由铁 损和 运行损耗 。 例如 ， 采用现代计算 机控 制的 数控加 工系统 ， 对变压 器内部 铜损产生 的。 由于变压器存在 着铁损 与铜损 ， 所以降 低变压器的 损耗显 的硅钢 片进行加 工， 从 厚度、 界面 形状 等， 都 完全能够 实现 精确控制 。 得很有必要。 目前的加 工精度 已经达到 ０ ． １ ８ ｍｍ， 如此 薄 的硅 钢 片的应用 ， 大大 降低 １ ． １ ． １ 有功 损耗 了配电变 压器运行过 程中的空载损耗 。 ３ ． ５ 布置新 结构 。 除 了应用 新型材 料、 新型加 工工 艺等技 术手段 之 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 。 外， 还 可以 通过 采用新 的结 构布置 形式等 手段 来降低 配 电变 压器运 行 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 中的损耗 。 目 前 的研究 热点主要集 中在两个方面 ： 采 用新型绕组 结构 和 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 采 用新 型线圈布置方 式 。 耗 和磁滞 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 ①采用新型绕组结 构 传 统 的绕组 结 构具 有损 耗过 大、 抗谐 波干扰 能力差 等缺 点 ， 通过 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 。 研 究， 可以根据 不同的配 电电压等级 选择新 型绕组结 构 ， 如采 用 自 粘 型 进 而实现对 绕组损耗 的控制 ， 以提高 配电变 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 换位导 线来控制 漏磁走 向， 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 压器的运 行效 益 。 ②采 用新 型线圈布置方 式 耗， 称之 为铜损 。 根 据涡流 的流 向， 合理选 用横向或者纵 向线圈布置形式 ， 以控制涡 １ ． １ ． 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 流损耗 降到最小 ， 从而 降低配电变压器的运行损耗 。 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 结柬 语 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 为了保 证 国民经济 的可持续 发 展 ， 在 当前 能 源供应 十分 紧张 的情 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 ， 况下， 唯有大 力推 进节能 ， 而 配电变压器的节 能又是 输配 电网节能 的重 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 中之重 。 要认真做 好配变 的节 能还涉 及到许多方面。 对运行 部门来说 ， 是与负载 电流 有关的 ， 负载电流越 大， 这部 分损耗就 越大 。 如 何做 好 变压 器的经济运 行， 在 规 划设计 时 如何正 确选 择变压 器的台 数和 容量 等。 必须做好产 品的优化设计， 在 生产过 程 中采用先进 的工艺 ２ ． 变 压器 节能 降 耗存 在 的 问题 ２ ． １ 变压 器容量选择 不够合 理主要 存在两种情况 ： 等。 （ １ ） 容量过大 。 负载 率低 ， 即所谓的 “ 大马拉 小车 ” 。（ ２ ） 容量过小 ， 过负荷运行， 即 、 马拉大车 ” ， 故障 频繁。 危及供 电、 供 水安 全。 ２ ． ２ 三相电流不平 衡较为严重 长 期以 来 ， 由于企 业对 变压 器三相 负荷 不平 衡的运 行 管理 不够重 视， ＿直没有一 个考核管 理办法。 由于三相 电流不平 衡， 造成线损增加 、 变压 器发 热、 故 障率 增加 等现 象 ， 降低了变压 器利用率 ， 威 胁供 水安全
