關(guān)于建筑配電變壓器的節(jié)能研究

【摘 要】配電變壓器是應(yīng)用最廣泛的電力基礎(chǔ)設(shè)施，它的數(shù)量比較繁多，對(duì)于節(jié)能減排有十分重要的意義。提高建筑變壓器的性能、降低電能損耗是實(shí)現(xiàn)提高供電效率的重要工作，也是降低企業(yè)的成本、提高經(jīng)濟(jì)效益的方法，本文主要闡述建筑配電器的節(jié)能技術(shù)的研究。

【關(guān)鍵詞】配電變壓器；節(jié)能；電力設(shè)施

一、建筑配電變壓器的損耗分析

建筑配電變壓器大多是雙繞組變壓器，電能損耗主要有有功功率損耗、無(wú)功功率損耗和綜合功率三種。有功功率損耗主要由變壓器鐵芯內(nèi)部激勵(lì)電流引起磁通變化產(chǎn)生的空載損耗和負(fù)載電流在經(jīng)過(guò)線圈產(chǎn)生的負(fù)載損耗組成；無(wú)功功率損耗一般是變壓器通過(guò)電磁感應(yīng)的無(wú)功負(fù)載產(chǎn)生的損耗，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于有功功率損耗；綜合功率是由變壓器的有功功率損耗和因抵消無(wú)功功率是供電網(wǎng)產(chǎn)生的有功功率損耗之和。

二、建筑配電變壓器的節(jié)能措施

無(wú)功損耗可以通過(guò)低壓無(wú)功補(bǔ)償方式，減少線路損耗，提高功率因素，減少線路和變壓器的電壓損失，減少變壓器的銅耗和提高配電設(shè)備的供電能力；有功損耗分為鐵耗和銅耗兩種，鐵耗又叫空載損耗，其大小與鐵質(zhì)材料有關(guān)，與負(fù)載大小無(wú)關(guān)，基本上是不變的。銅耗的大小與電流平方成正比，當(dāng)負(fù)載電流為額定值時(shí)，將銅耗成為短路損耗。有功功率損耗可以表示為：△P=Po+β2Pk，△P：有功功率損耗，kW；Po變壓器空載損耗，kW；β變壓器負(fù)載率，%；Pk：變壓器短路損耗，kW。當(dāng)Po=β2Pk時(shí)候，也就是銅耗和鐵耗向同時(shí)候，變壓器的損失率為最低。（1）合理選擇建筑配電變壓器的型號(hào)。變壓器的鐵耗發(fā)生在變壓起到鐵芯內(nèi)，是由交變的磁力線通過(guò)鐵芯產(chǎn)生的渦流帶來(lái)的損耗。在鐵芯中加入少量的硅和鋁可以增大鐵芯的導(dǎo)磁率和電阻率，降低渦流損耗。目前的變壓器基本上采用非晶態(tài)磁性材料作為變壓器的鐵芯材料，例如我國(guó)現(xiàn)在大規(guī)模使用的S1I型變壓器。由于現(xiàn)在生產(chǎn)廠商的技術(shù)水平的差異，生產(chǎn)的變壓器的性能參數(shù)不符合要求，尤其是空載損耗過(guò)大必將導(dǎo)致?lián)p耗過(guò)大，在安裝變壓器查看變壓器的性能參數(shù)是否滿足建筑內(nèi)多用電要求，并做好耐壓絕緣處理。選用低損耗的變壓器是節(jié)能的基礎(chǔ)條件。（2）合理配置變壓器。一般變壓器的空載和短路損耗之比大約為0.25～0.35之間，當(dāng)變壓器的負(fù)載率在50%～70%之間，變壓器的運(yùn)行效率最高。根據(jù)建筑用電量的需求計(jì)算出負(fù)荷的變化范圍，合理配置變壓器數(shù)量和容量，隨著變壓器容量的增大，節(jié)能效率也就越明顯，（變壓器的容量過(guò)大，負(fù)載率較低，不經(jīng)濟(jì)劃算，如果電容率較小，電路處于過(guò)負(fù)荷運(yùn)行，變壓器可能出現(xiàn)故障危及供電安全）。這樣達(dá)到了提高運(yùn)行效率和降低變壓器損耗的目的。（3）正確合理地安裝變壓器。配電變壓器應(yīng)該設(shè)置在建筑物用點(diǎn)的中心位置，隨著供電半徑的加大，在配電網(wǎng)中的電流也就越大，也就會(huì)加大損耗。盡量避免低壓長(zhǎng)距離供電。例如在新建的水廠房應(yīng)該將變壓器和配電中心安置在反沖洗泵房附近，滿足反沖洗水泵和鼓風(fēng)機(jī)等主要用電設(shè)備的需求，同時(shí)可以將一些不能停電的電力設(shè)備的用電線路集中到一臺(tái)變壓器上裝用供電，不需要用電時(shí)候停用其他變壓器，有利于節(jié)電。（4）優(yōu)化變壓器的運(yùn)行。一是合理調(diào)整變壓器的電壓。變壓器的空載損耗與通過(guò)電壓的平方成反比。一額定電壓下的損耗為基準(zhǔn)，一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)運(yùn)行電壓，對(duì)不同負(fù)載率的總損耗的增加和減少是不同的。當(dāng)變壓器處于空載運(yùn)行，運(yùn)行電壓會(huì)升高，空載損耗在所有損耗中的比例會(huì)增加，因此必須通過(guò)調(diào)整分接開(kāi)關(guān)來(lái)降低輸入電壓，在不影響供電質(zhì)量的前提下，降低空載消耗；在滿載狀態(tài)下，運(yùn)行電壓必然會(huì)降低。二是調(diào)整三相負(fù)荷平衡。由于不平衡電流的存在，在增加變壓器損耗的同時(shí)加大了低壓線路的損耗。在三相負(fù)荷不平衡時(shí)，在低壓側(cè)會(huì)產(chǎn)生零序電流，而高壓側(cè)則沒(méi)有零序電流的產(chǎn)生，零序電流產(chǎn)生的零序磁通在變壓器內(nèi)通過(guò)時(shí)發(fā)熱，增加損耗。主要表現(xiàn)形式為附加鐵損、附加銅損和線路損耗。三相電流不平衡程度越大，其零序電流也就越大，有功功率損耗越大。要及時(shí)調(diào)整負(fù)荷的接入方式，使變壓器的三相電流趨于平衡。（5）增加無(wú)功補(bǔ)償提高功率因素。配電變壓器的效率不僅與有功功率的變化有關(guān)，還與功率因素的變化有關(guān)。功率因素較低時(shí)，變壓器的效率也就很低。根據(jù)電力學(xué)知識(shí)，對(duì)變壓器提供無(wú)功補(bǔ)償可以提高功率因素，大大減小了無(wú)功功率的傳輸，實(shí)現(xiàn)在變壓器上的損耗的降低。這種措施一般在功率因素較低時(shí)候才用。由于無(wú)功補(bǔ)償提高了變壓器的負(fù)載能力，還實(shí)現(xiàn)了輸電質(zhì)量的提高。（6）建筑物內(nèi)用戶的節(jié)能。建筑內(nèi)配電變壓器的節(jié)能不只是體現(xiàn)在變壓器的節(jié)能，還包括用戶節(jié)能，降低電壓在線路中的損耗，實(shí)現(xiàn)變壓器的功率損耗的降低。用戶使用節(jié)能用電設(shè)備，減少變壓器的負(fù)載，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。

參 考 文 獻(xiàn)

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