淺談變壓器的節(jié)能降耗與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

摘 要：近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，一些高耗能，維修費(fèi)用高的變壓器逐漸被經(jīng)濟(jì)運(yùn)行好，維修費(fèi)低的變壓器所替代。針對(duì)當(dāng)前變壓器的電能浪費(fèi)的嚴(yán)重，及變壓器的過負(fù)荷帶病運(yùn)行等情況，本文著重的對(duì)變壓器的耗能高及利用低的原因剖析和解決的辦法.

關(guān)鍵詞：變壓器；高耗能；變壓器油；經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-3520（2014）-07-00-02

一、簡(jiǎn)單的說明變壓器高耗能的各種原因

用電的過程——廣義電力系統(tǒng)中的各種電器設(shè)備（包括發(fā)電機(jī)`變壓器等）電能消耗約占發(fā)電量的28%～33%。我國(guó)每年就有3000多億kw.h的電能損耗。在運(yùn)行的電氣設(shè)備中，相當(dāng)于及格中等用電量的省的用電量之和。因此節(jié)電潛力非常之大，同時(shí)也說明我國(guó)電網(wǎng)線損率過高。

造成我國(guó)電網(wǎng)損耗大的主要原因是，我國(guó)城鄉(xiāng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和企業(yè)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中及電網(wǎng)運(yùn)行管理中科技含量太低。一方面我國(guó)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)落后，網(wǎng)架薄弱，電網(wǎng)中中小型老舊高能耗變壓器擁有量打，缺乏調(diào)節(jié)能力，造成事故率高，線損率高；其次電網(wǎng)運(yùn)行管理落后，強(qiáng)調(diào)安全運(yùn)行，忽視經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；另外陳舊的觀念和粗放性管理促成線損率過高。變壓器在整個(gè)電力系統(tǒng)中是一種應(yīng)用廣泛的電氣設(shè)備，一般來(lái)說。從發(fā)電`供電一直到用電，需要經(jīng)過3-5次的變壓過程，其自身要產(chǎn)生有功功率和無(wú)功消耗，變壓器的電能損失約占發(fā)電量的10%左右，我國(guó)全年變壓器的電能損失約為1100億kw.h，變壓器損耗電能大，是由于我國(guó)的城鄉(xiāng)電網(wǎng)中和企業(yè)電網(wǎng)中老的高耗能變壓器數(shù)量太大的緣故，老舊變壓器，造成我國(guó)電網(wǎng)線損率過高。其中主要的原因是我國(guó)普遍存在資金短缺以及耗能設(shè)備更新觀念落后，管理落后和技術(shù)經(jīng)濟(jì)決策失誤所造成的。

二、變壓器的使用誤區(qū)分析

變壓器處于低效運(yùn)行工況的使用誤區(qū)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（一）電網(wǎng)中電力設(shè)施的技術(shù)更新步伐沒有跟上，系統(tǒng)中老舊變壓器只有到無(wú)法繼續(xù)使用才進(jìn)行更換更新，，而且變壓器起的綜合檢修維護(hù)力度沒有跟上，使得變壓器在帶病低效工況下長(zhǎng)期運(yùn)行，造成巨大電能損耗和巨大的浪費(fèi)。

（二）變壓器的使用，往往只考慮選用一次性投資成本較低的設(shè)備，而忽略日常運(yùn)行耗能高，維修費(fèi)用高，等是造成變壓器巨大損耗電能的原因。

（三）變壓器的調(diào)度運(yùn)行模式較為單一，即配電系統(tǒng)中只要是一臺(tái)變壓器能夠承擔(dān)的負(fù)荷，就不會(huì)選用兩臺(tái)變壓器運(yùn)行，沒有考慮配電經(jīng)濟(jì)調(diào)度模式。凡是小容量變壓器能夠承擔(dān)的負(fù)載回路，即便是變壓器不能處于最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)，也不會(huì)選用大容量經(jīng)濟(jì)運(yùn)行好的變壓器。

三、對(duì)變壓器節(jié)能降耗的幾種方案進(jìn)行優(yōu)化比選

在新時(shí)期，在城鄉(xiāng)電網(wǎng)的改造中，我們要也運(yùn)用知識(shí)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)，加速老舊變壓器的更新?lián)Q代，要運(yùn)用科學(xué)的決策?，F(xiàn)代化耗能設(shè)備管理的決策要求人們必須從產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)觀念轉(zhuǎn)變?yōu)樯唐方?jīng)濟(jì)中的競(jìng)爭(zhēng)觀念，競(jìng)爭(zhēng)的規(guī)律就是優(yōu)勝劣汰；耗能設(shè)備管理的科學(xué)理論的主要基礎(chǔ)是從經(jīng)濟(jì)觀念出發(fā)，把產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)的物質(zhì)磨損觀念轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)磨損觀念。耗能設(shè)備的經(jīng)濟(jì)壽命是指耗能設(shè)備在制造過程中，不僅要考慮設(shè)備的物質(zhì)磨損，更主要的是技術(shù)磨損來(lái)確定設(shè)備的使用年限。耗能設(shè)備的技術(shù)磨損是指耗能設(shè)備在使用過程中，一旦社會(huì)上制造出的新設(shè)備，其技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)效益已比原設(shè)備繼續(xù)使用優(yōu)越時(shí)，就應(yīng)該按技術(shù)磨損進(jìn)行優(yōu)化必選更新設(shè)備。

當(dāng)前，我國(guó)老舊變壓器更新?lián)Q代時(shí)，對(duì)老的變壓器淘汰要做到劣中汰劣，對(duì)新型變壓器的選型要做到優(yōu)中選優(yōu)，不要單獨(dú)立足于變壓器資金投入少，更要充分考慮到運(yùn)行中的節(jié)電效果，因此不應(yīng)選擇投資少能耗高的S7型變壓器，應(yīng)選擇投資大節(jié)電效果好點(diǎn)的S9型和非晶態(tài)變壓器，由于節(jié)電效果好，多話的投資能很快回收。

四、變壓器的運(yùn)行管理

（一）變壓器油應(yīng)盡量避免與空氣直接接觸，變壓器油與空氣接觸會(huì)加速有的氧化，生成酸性的氧化物，空氣中的濕度會(huì)是有受潮，降低擊穿電壓，增加介質(zhì)損耗值，加速有的劣化速度。

（二）油在運(yùn)行中應(yīng)嚴(yán)格控制溫度，溫度高會(huì)加速油質(zhì)劣化，3》變壓器油應(yīng)避免陽(yáng)光直射，因?yàn)樽贤饩€的作用會(huì)增加有的氧化速度，變壓器油不應(yīng)裝在透明容器內(nèi)。4》對(duì)充油設(shè)備進(jìn)行檢查，經(jīng)常檢查其嚴(yán)密性`油枕`呼吸器的情況以及油量有色是否正常。5》運(yùn)行中的變壓器補(bǔ)油時(shí)應(yīng)注意幾點(diǎn)；1》35kv及以上變壓器應(yīng)補(bǔ)入相同牌號(hào)的油，并作耐壓試驗(yàn)。2》10kv及以下變壓器可補(bǔ)入不同牌號(hào)的油，但應(yīng)做混油耐壓試驗(yàn)。

五、配電變壓器降耗的技術(shù)措施

（一）選用高科技為基礎(chǔ)的自動(dòng)調(diào)壓器。眾所周知，配電變壓器有功損耗與配電網(wǎng)電壓的平方成正比，從大量實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，當(dāng)配電變壓器運(yùn)行過電壓水平達(dá)到 5%時(shí)，其內(nèi)部鐵損將會(huì)增加 15%，而當(dāng)變壓器過電壓水平達(dá)到 10%運(yùn)行時(shí)，其內(nèi)部鐵損則會(huì)增加高達(dá) 50%以上，且變壓器空載電流也會(huì)大幅度提升，自動(dòng)調(diào)壓器在配電網(wǎng)中的使用，可以有效改善電力用戶電能綜合質(zhì)量水平，保證其高效穩(wěn)定的生產(chǎn)。將自動(dòng)調(diào)壓器與無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置相互配合使用，將會(huì)取得非常好的節(jié)能降耗效果，從而有效地提高生產(chǎn)企業(yè)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

（二）無(wú)功補(bǔ)償提高變壓器負(fù)載功率因數(shù)。在配電網(wǎng)系統(tǒng)中有大量感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和其他感應(yīng)電氣設(shè)備，這些設(shè)備在運(yùn)行過程中除了消耗配電網(wǎng)有功電能外，還需要一定量的無(wú)功功率維持系統(tǒng)電磁平衡。采用 SVC、SVG 等無(wú)功補(bǔ)償裝置，可以對(duì)配電網(wǎng)系統(tǒng)無(wú)功進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償，從而實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)區(qū)域無(wú)功的動(dòng)態(tài)平衡，使配電網(wǎng)負(fù)載電流降低，減少變壓器的有功損耗和無(wú)功損耗，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。在配電變壓器允許電壓偏差范圍內(nèi)，選用調(diào)壓與補(bǔ)償電容器相結(jié)合的無(wú)功調(diào)節(jié)措施方案，可以實(shí)現(xiàn)配電變壓器峰谷運(yùn)行工況條件下的逆調(diào)壓節(jié)能運(yùn)行需求。

（三）平衡變壓器三相負(fù)荷

配電變壓器三相負(fù)荷不平衡是其產(chǎn)生巨大能耗的主要原因，當(dāng)配電變壓器處于三相平衡負(fù)荷運(yùn)行工況條件下，其負(fù)載損耗最?。欢?dāng)變壓器處于三相負(fù)荷不平衡運(yùn)行工況下，其總能耗為三相損耗的總和，尤其當(dāng)變壓器運(yùn)行在最大三相不平衡狀態(tài)下，其系統(tǒng)損耗就是平衡負(fù)荷時(shí)損耗的 3 倍。配電變壓器處于三相負(fù)荷不平衡運(yùn)行工況條件下，不僅會(huì)增加自身能耗，同時(shí)還會(huì)增加一次高壓側(cè)線路損耗，據(jù)大量實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，配電變壓器處于最大不平衡運(yùn)行工況時(shí)，其高壓線路的電能損耗會(huì)增加 12.5%。因此，通過調(diào)整配臺(tái)區(qū)的三相負(fù)荷使變壓器基本處于平衡運(yùn)行工況，是降低配電變壓器運(yùn)行損耗的一個(gè)重要技術(shù)手段。此外，運(yùn)行溫度也是影響配電變壓器節(jié)能經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的另一因素，因此，在實(shí)際檢修維護(hù)過程中，要采取相應(yīng)技術(shù)措施降低配電變壓器運(yùn)行時(shí)的繞組溫度，同時(shí)在設(shè)計(jì)施工過程中，要選擇環(huán)境溫度較低、通行環(huán)境較好的配電變壓器安裝地址。

六、變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式

1、保持變壓器的最佳負(fù)荷率，取得最高效率，一般變壓器最高效率運(yùn)行點(diǎn)的負(fù)荷率未65%～75%，2、選用節(jié)能型變壓器，一般情況下，選用節(jié)能型變壓器，其增加的投資部分在3～5年內(nèi)即可收回，3、選用少維護(hù)型變壓器，如油浸密封式`干式變壓器，4、根據(jù)年負(fù)荷曲線峰谷規(guī)律和日負(fù)荷曲線峰谷規(guī)律，采用變壓器并聯(lián)運(yùn)行方式投切變壓器。避免“大馬拉小車”，在一臺(tái)變壓器發(fā)生故障退出運(yùn)行時(shí)，由其他變壓器分擔(dān)負(fù)荷，可以提高供電的可靠性，5、根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)及變化規(guī)律設(shè)置專用變壓器，如工業(yè)企業(yè)中設(shè)置照明專用變壓器，農(nóng)業(yè)中設(shè)置灌溉專用變壓器。

七、結(jié)束語(yǔ)

總之，隨著技術(shù)的越來(lái)越成熟，經(jīng)濟(jì)越來(lái)越好，我們一定能夠吧變壓器的損耗降低到最低點(diǎn)，充分的提高利用率，使變壓器處于良好的運(yùn)行狀態(tài)，最大程度的達(dá)到節(jié)能降耗的效果和經(jīng)濟(jì)效益。