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节能变压器范文1
在电网整个线损中配电变压器的损耗占较大比例，降低配电变压器的损耗是降低电网线损的有效途径。经调查大多数农村电网中的变压器长期处于轻载或空载状态，在负载率较低的农村电网中使用S9型变压器不能充分发挥其应有的节能效果。因此，针对农村电网负载率低的特点，开发出与S9型变压器成本相当的、适合农村电网低负载率场合使用的系列变压器，应用到城市电网和农村电网建设与改造中，达到了投资一定，运行成本降低较大的效果。本系列农用变压器的开发具有以下创新：
（1）充分考虑农村电网负载率：
为了掌握农村负载率的情况，我们对部分地区进行了调查，结果表明：吉林省乡镇企业较发达的地区，年负载率最大也不会超过15%，一般年负载率在6%～9%；吉林省农业地区，年负载率最大不会超过6%，一般年负载率在3%左右。考虑到发展的因素，吉林省农村电网的负载率在相当长的一段时期内不会超过20%.长春市扬家线的负载率在18%左右。因此，农用变压器技术条件的编制、系列设计、技术经济分析等，均采用20%的年负载率进行计算的。为吉林省农村电网负载的发展留有足够的空间。
（2）农用变压器的损耗参数的设置：
通过进行农村电网负载率的调查，结合变压器性能参数的优化设计，以与S9型变压器制造成本持平做为约束条件，以保证损耗比值、最低运行损耗为目标函数。确定了SN9系列变压器的技术条件。其中空载损耗较S9型变压器降低了约20%～25%，负载损耗较S9增加了约10%，使损耗比（负载损耗/空载损耗）提高到7左右。其它性能参数保持了S9型变压器的性能参数。本技术条件的采用使SN9变压器在50%以下负载率的条件下较S9型变压器都是节能的，且负载率越低节能效果越明显。
（3）先进的设计技术：
SN9系列农用变压器，除了在性能参数上具有上述特点，在产品设计上也采用了新的结构技术和设计方法。利用CAD进行优化电磁计算，在规定的性能参数要求内达到经济指标最优；充分发挥了系列设计的优势，考虑了标准零部件的采用和互用，提高了原材料的利用率；在结构设计中重点考虑了农用变压器的使用环境，提高了农用变压器的过载能力、抗过电压能力；提出了重点工序的工艺要求，既保证了农用变压器生产工艺技术与S9型变压器的接轨，又保证了生产工艺技术的先进性。
（4）全密封技术：
在开发普通型SN9系列变压器的基础上，开发了SN9-M型产品。与普通型变压器相比，全密封变压器的可靠性、使用寿命、运行维护等方面占有明显优势。SN9-M在内部结构上采用了简单有效的器身防松、固定方式，采用新型结构的波纹油箱。另外在密封胶件防紫外线、油箱膨缩特性等采取了特殊的结构，保证了全密封变压器膨缩器的膨缩量能满足变压器油在-40℃～+85℃之间温度内体积的变化。目前许多全密封变压器忽略了膨缩特性的校核、没有控制注油温度，使全密封变压器的实际膨缩量超过了油箱膨缩器的弹性变形范围，导致了油箱的开焊、膨胀器的永久变形。在进行全密封变压器设计时，不但要使油箱的散热面满足温升要求，更重要的是还要使油箱的膨缩量能满足所用油在125℃温差范围内体积的变化量。通过对全密封变压器油箱的膨缩特性进行试验研究，建立校核膨缩量的计算公式，使设计、结构、工艺成为有机的整体。SN9-M全密封农用变压器就是在进行了上述试验研究的基础上开发的。
节能变压器范文2
电力变压器自1881年发明至今已经有一百多年。目前大多数情况下，电能的电压等级自发电站到用户至少要经过5级变压器，方可输送到低压用电设备（380V/22 0V）。虽然变压器本身效率很高，但因其数量多、容量大，总损耗仍是很大的。据估计，我国变压器的总损耗占系统发电量的10%左右，如损耗每降低1%，每年可节约上百亿度电，因此降低变压器损耗是势在必行的节能措施。变压器应选用节能型的，以减少铁芯的涡流损耗和漏磁损耗，同时要将变压器的负载率提高到41%-63%，总损耗最小，具体数值随着变压器的不同而不同。住宅小区为提高变压器运行期整体效率，其变压器的计算负荷率应该高于最佳负荷率，80%-85%最为合适。变压器节能技术器的台数多、容量大，统计结果表明，发、供、用电过程中变压器在传递功率过程中，自身要产生有功功率损失和无功功率消耗。多级变压电网中变压变压器的电能损失约占整个电力系统损失的30%，因此采取技术措施来降低其损失足节约能源的重要手段。
二、变压器节能存在问题
目前节能变压器推广起来有一定难度，最为关键的是技术层面存在一些缺陷。对企业而言，需要增加成本；对用户而言，价格太高。业内人士认为，目前主要是缺乏节能配电变压器的统一定义和界定标准。需统一节能配电变压器的定义，界定清楚其实质性技术指标，这些指标要尽可能的量化、细化，尤其要具有可操作性。进一步完善目节能变压器国家标准，跟上国际步伐。不可否认，节能型变压器迎来前所未有的发展机遇，具有巨大的市场需求，从企业层面来说，要做好打持久战的心理准备，练好内功，向产业上下游延伸，从提供差异化产品和特色服务入手为用户提供优质服务和切实使用方案，由原来的单一产品供应商向用户的综合服务供应商转变，从而提高产品的附加值和企业利润，实现企业的可持续发展；从国家层面来讲，要进一步完善节能变压器的各项国家标准和价格补贴制度，制定统一的国家标准，并及时将其他行业制定的实用性、针对性强的节能标准上升到国家标准并予以强制执行，加大国家标准与价格补贴的落实力度。
三、变压器节能措施
根据我在《电机原理及拖动》的知识我认为变压器的节能措施有以下几种：
1.采用静止无功补偿器（SVC）提高功率因数.降低变压器绕组损耗。在电力系统中，用户由于大量采用感应电动机和其他感应用电设备，大部分的用电设备都是感性设备，（电压超前电流）需要系统供给大量的无功功率，这些无功功率经多级线路和变压器的输送与转化，又会造成无功功率损失，使电网无功功率短缺，这不但降低了发供电设备的供电能力，造成电网中电压的波动，也增大了电能损失。采用SVC装置，可弥补传统无功补偿设各的缺陷，使无功损耗大幅降低。电力系统很多负载都是阻感负载，如交流异步电动机、电力变压器等。异步电动机和变压器所消耗的无功功率在电力系统所提供的无功功率中占很大比例，电力系统中的电抗器和架空线、电力电子装置等非线性装置等也要消耗无功功率。相控电力电子装置工作时，基波电流滞后于电网电压，要消耗无功，系统无功功率不平衡引起系统电压偏离标称值，无功补偿除了能减少电压偏差、抑制电压波动外，还能阻尼系统振荡、改善电力系统动态特性、提高电力系统稳定性、进行功率因数校正、提高电能质量达到节电目的等。无功补偿能给大型电力用户带来明显的经济效益，它通过提高功率因数，使得负荷电流下降，大大减少了传输线路的有功损耗。在新建企业的配电系统设计中，通过无功补偿设备的合理使用，在不增加供电设备投入的情况下，可满足一定限度负荷增长的要求。预计达产时年产值逾亿元，年利润1000-1200万元。随着电力电子技术、微处理技术和控制技术的发展，柔流输电系统facts（f1exible ac transmi s sion system）的出现，为电力系统急待解决问题提供了新的手段或策略。静止无功补偿器（svc）作为facts家族的成员之一，对电力系统性能的改善也已取得了可喜的成绩
2.实行经济调度，提高变压器运行效率，实现经济运行。为实现经济调度，常根据负载率选择变压器容量：根据实际需要.采用并列、解列等运行方式，减少冷却装置消耗的功率，将冷却器分组控制和辅机变速运行。实践证明使用变压器经济运行，可使变压器能耗下降10%以上。
3.铁芯损耗的控制
变压器损耗中的空载损耗，即铁损，主要发生在变压器铁芯叠片内，主要是因交变的磁力线通过铁芯产生磁滞及涡流而带来的损耗。
最早用于变压器铁芯的材料是易于磁化和退磁的软熟铁，变压器铁芯是由铁线制成，而不是由整块铁构成，为了克服磁回路中由周期性磁化所产生的磁阻损失和铁芯由于受交变磁通切割而产生的涡流。用线束制作的铁芯可有效减少涡流路径的截面积。
四、节能变压器的结论
节能变压器范文3
[关键词]节能型；变压器铁芯材料；激光切割
引言
变压器中的硅钢片的性能好坏不仅仅是影响到电能的损耗，还关系到电机和变压器的性能、体积、重量和各种各样的材料的节约，所以说硅钢片的剪切工艺非常的重要，硅钢片的剪切是利用激光切割的，但是切割的过程中产生硅钢片的毛刺会影响电磁的特性、电机输出功率、发电机寿命，叠片的时候毛刺会造成片间搭接短路引起漩涡损耗的增加，我们要通过改善激光切割工艺，减少硅钢片毛刺，降低损耗。
一、变压器铁芯材料的发展
早期的变压器铁芯采用的是低碳钢的材料，现在使用的硅钢片有两种规格，一种是零点三五毫米硅钢片和另一种是零点五毫米硅钢片，跟低碳钢相比，硅钢片的电阻几乎不变，只是将整块的铁芯分割成许多金属薄片，并且薄片之间是绝缘的，这样就提高了磁性材料的利用率，增加交流抗阻，降低铁芯的涡流损耗。硅钢片的发展经历了三个阶段，早期的是热轧硅钢片，它的含硅量低，损耗高，在二十世纪四十年代左右就出现了冷轧无取向硅钢片，这种硅钢片含硅量高，而且损耗低，一推出就得到广泛的应用，随着研究的不断深入，科学界发现铁的结晶方向容易磁化，1934年美国采用冷轧和高温热处理结合的方法使得硅钢片中的晶体沿着方向有规律的排序，使得它具有优良的磁性，并且逐步向工业化生产，虽然到目前为止硅钢片的铁损较大，铁芯容易饱和，但因为它的生产工艺相对简单，成本不高，所以现在硅钢片仍然是电力变压器比较常见的铁芯材料。
二、硅钢片的剪切要求
发电机、变压器、电动机上用的硅钢片的毛刺对它的电磁性有影响，硅钢片的毛刺会影响电磁的特性、电机输出功率、发电机寿命，叠片的时候毛刺会造成片间搭接短路引起漩涡损耗的增加，同时要降低叠片填充系数，所以要保证剪切后的硅钢片基本上没有毛刺。硅钢片经过冲压剪裁会产生内应力，导致晶粒变形磁导率下降，比铁损增加，所以要保证消除内应力，保证原有性。硅钢片在剪切的范围内不允许带有材料的表面有绝缘损伤，片料边缘不能有损伤，因为会影响铁芯的质量。剪切以后的硅钢片必须没有明显的波浪，否则硅钢片会严重变形，磁畴结构被破坏，损耗会增加。
硅钢下料工作一般在机械压力机上利用冲压磨具进行，硅钢片的冲压磨具是有凹凸磨具组成，安装在冲压机上，将硅片冲压成电机或变压器的定子和转子的铁芯片上，刃口部分要承受冲击力、剪切力、弯曲力，同时又受到硅钢片的挤压和摩擦，硅钢片的表面有特殊涂料，这样又加强了刃口的摩擦和磨损，造成磨具制造间隙过大，当磨具制造间隙过大时，在冲裁的时候硅钢片会受到挤压产生变形，冲片的边沿就会形成毛刺。硅钢片的冲模的正常失效主要的原因就是刃口的磨损，而且磨具制造的花费高，研制周期长，这就引起了一种新的切割技术的，那就是激光切割。
三、激光切割
激光切割是一个热作用的过程，操作的难易程度由材料的物理性能决定，与机械性能没有直接的联系，激光切割是一种不用接触的加工方法，没有冲击的加工过程，不存在刀具的磨损和断裂，材料受力变形等等问题。激光切割硅钢片技术可以简化冲片的步骤，减少生产工序降低生产成本，容易实现生产工程的自动化，能够满足硅钢片剪裁的要求，增加铁芯的有效导磁面积，减少涡流漏磁的损失，改善性能，减少硅钢片毛刺，降低损耗，从而达到降低铁芯损耗，进而降低电力变压器的损耗。但是利用激光切割还需要解决的问题是挂渣，硅的存在将会导致切割速度的降低和底边容易形成挂渣现象，因此要考虑切割效率和尺寸精度控制，下面我们就硅钢片进行激光切割工艺的实验研究。
3.1实验方法
激光切割硅钢片工艺的实施主要目的是解决挂渣问题，达到剪切工艺中产生毛刺的问题，所以实验针对熔渣形成的原因进行设计。我们根据硅钢片的特性，激光切割试验用高压供气系统，气体喷嘴的压强超过两千五百千帕，气流量超过每小时八十立方米，实验的固定功率在三千瓦，分别用氧气和纯度高的氮气辅助切割，先固定辅助切割气体，分别改变切割速度和输出功率，最后用电子探针监测。
3.2实验的结果
经过实验发现，用氧气辅助切割的时候无论采用什么样的切割速度和输出功率都会产生严重的挂渣，用高纯度氮气辅助切割的时候，输出功率相对固定时，随着切割速度的提升，能够得到光滑没有熔渣的切口，切割速度相对固定时，随着激光输出功率的增加，也能够得到光滑没有熔渣的切口。
3.3产生结果的原因
经过电子探针的检测之后发现，熔渣的成分主要是二氧化硅和铁硅氧化物，实验能够表明切割过程中的硅元素容易和氧气化学作用下生成二氧化硅和铁硅氧化物，二氧化硅的密度比氧化铁密度低就会在熔融区形成一个表面层，熔融态的氧化物具有强大的粘滞系数形成熔渣之后不容易被切割气体吹走，导致表面层严重的挂渣，这样硅钢片的毛刺就会增加，损耗增大，那么铁芯的损耗就会增大，最后电力变压器的损耗增加，没有起到节能的作用。
用高纯度的氮气复制切割硅钢片的时候，氮气能够阻隔氧气，这样就没有办法生成二氧化硅，高纯度的氮气能够吹走熔融态的残渣，就能够有一个精细的切口，不会有挂渣形成，但是因为用这个方法会使得高压的气体消耗量非常大，氮气的成本又非常高，生产成本就会增加，所以应该采取其他的手段防止硅氧化物的形成，或者在形成硅氧化物之后能够吹走熔融态的硅氧化物。这个实验做完之后对它的尺寸进行检测测量，尺寸的精度完全满足要求，所以说激光的切割精度容易控制，减少了硅钢片的毛刺，降低了损耗，降低了铁芯的损耗，能够使得变压器更加的节能。
四、总结
就目前来说，国家倡导节能环保产品，鼓励节能技术的发展，变压器的损耗主要来源于变压器中的铁芯的铁损和绕组的铜损，电机和变压器的性能、体积、重量和各种各样的材料的节约都和硅钢片的切割有关，我们对电力变压器的铁芯材料硅钢片进行激光切割工艺的实验研究，通过改善激光切割工艺，减少硅钢片毛刺，降低损耗，从而达到降低铁芯损耗，进而降低电力变压器的损耗，符合国家节能降耗的政策。使得变压器更具有安全性、可靠性、经济性等特点，能够使得农村等经济不发达地区尽快进行节能降耗变压器更新换代。
参考文献
节能变压器范文4
【关键词】 非晶合金变压器 火电厂 节能
1 引言
十报告中，提出了建设美丽中国的目标，作为发展中的温室气体排放大国，我国应尽早调整战略，走低碳发展道路。开展资源节约活动，节能降耗，推进节约型社会建设。在大力开展电力建设的同时，也要选择节能型设备。变压器作为电力系统中大的耗能设备，努力降低变压器损耗是电力系统节能的一个重要方向。
2 非晶合金变压器的发展应用情况
美国是世界上最早研制和使用非晶合金配电变压器的国家。1982年第一台非晶变压器就正式运行，并批量生产，目前至少有100多万台非晶合金铁心配电变压器挂网运行。为了推广非晶合金配电变压器，美国政府采取了包括“能源之星”计划在内的一系列配套措施。现在，无论在非晶合金配电变压器的生产和应用上，都处在世界上的前列。
非晶合金配电变压器在德国、英国、法国、荷兰、比利时等西欧国家都有大量应用。近年来，出于环境保护和节能的目的，波兰、匈牙利等也大力推广采用非晶合金配电变压器。
亚洲国家中，日本非常重视非晶合金配电变压器的开发和生产，日立公司是世界第一的非晶合金材料生产商。1999年的日本节能大奖和2001年的日本机械工业会长奖都授给了新开发的非晶合金配电变压器。还在1999年把采用非晶合金等损耗更低的配电变压器定为节能型。2005年，日本规定所有配变必须使用非晶合金变压器，在配电领域彻底淘汰相对高耗能的硅钢变压器。印度从1992年就开始批量生产非晶合金配电变压器。在政府资助下，每年向农村电网投入上万台非晶合金配电变压器。印度农村电网中非晶合金配电变压器的拥有量已占配电变压器总量的20%。东南亚的马来西亚、印尼、菲律宾、泰国等国和南亚的孟加拉、尼泊尔等国都在积极推广应用非晶合金配电变压器。有的已向电网投入几万台非晶合金配电变压器，有的每年都要采购上千台非晶合金配电变压器。例如：孟加拉国2003年10月至2004年4月招标的农村用单相非晶合金配电变压器共计10960台。
我国从1998年开始批量生产非晶合金变压器，目前至少有几万台非晶合金变压器挂网运行。随着对节能减排的重视与日俱增和国家鼓励使用非晶合金变压器的具体优惠政策出台，非晶合金变压器近年来的使用量已经开始呈现快速上升趋势。由于看好非晶合金配电变压器巨大市场，国家电网直属综合性科研单位国网电科院通过增发成为了国内最大的非晶合金配电变压器生产商置信电气的第一大股东。与此同时，还与世界第二的非晶合金材料生产商安泰科技共同出资设立合资公司。国网同时与非晶合金配电变压器上下游厂商合作，表明了其加快推广非晶合金变压器的意愿。作为理想的节能设备，非晶合金变压器在国内将具有广阔的应用前景。
3 非晶合金变压器在火电厂的节能应用探究
在《火力发电厂设计技术规程 DL/T 5000-2000 》中第13.3.15：当低压厂用备用电源采用专用备用变压器时，容量为125MW及以下的机组，低压厂用工作变压器的数量在八台及以上，可增设第二台低压厂用备用变压器；容量为200MW的机组，每两台机组宜设一台低压厂用备用变压器；容量为300MW及以上的机组，每台机组宜设一台低压厂用备用变压器。
当低压厂用变压器成对设置时，互为备用的负荷应分别由两台变压器供电，两台互为备用的变压器之间不应装设备用电源自动投入装置。远离主厂房的Ⅱ类负荷，宜采用邻近两台变压器互为备用的方式。采用互为备用的低压厂用变压器不应再设专用的备用变压器。
变压器损耗计算公式
（1）有功损耗：ΔP=P0+KTβ2PK-------（1）
（2）无功损耗：ΔQ=Q0+KTβ2QK-------（2）
（3）综合功率损耗：ΔPZ=ΔP+KQΔQ----（3）
Q0≈I0%SN，QK≈UK%SN
式中：Q0——空载无功损耗（kvar）
P0——空载损耗（kW）
PK——额定负载损耗（kW）
SN——变压器额定容量（kVA）
I0%——变压器空载电流百分比。
UK%——短路电压百分比
β——平均负载系数
KT——负载波动损耗系数
QK——额定负载漏磁功率（kvar）
KQ——无功经济当量（kW/kvar）
上式计算时各参数的选择条件：
（1）取KT=1.05；
（2）对城市电网和工业企业电网的6kV～10kV降压变压器取系统最小负荷时，其无功当量KQ=0.1kW/kvar；
（3）变压器平均负载系数，对于农用变压器可取β=20%；对于工业企业，实行三班制，可取β=75%；
（4）变压器运行小时数T=8760h，最大负载损耗小时数：t=5500h；
（5）变压器空载损耗P0、额定负载损耗PK、I0%、UK%。
由于无功损耗ΔQ比有功损耗ΔP小很多，为方便计算对比，我们以有功损耗ΔP代替综合功率损耗ΔPZ（见图1）。
从图1中可以看出非晶变压器比传统SCB12型，SCB10型变压器效率更高，是一种高效节能变压器。下面我们通过计算来看看非晶变压器的节能效果。
根据《火力发电厂设计技术规程》规程，在现代火电厂中，单独设置的低压厂用备用变压器（实际上在一般电厂中都处在热备用状态）全年大部分时间都是处于空载运行方式，因此（以1000KVA/10（6）KV-0.4KV配电变压器SCBH15与传统SCB10对比）：
非晶SCBH15全年损耗：365×24×0.55=4818（度）
传统SCB10全年损耗：365×24×1.77=15505（度）
非晶SCBH15全年损耗比传统SCB10全年损耗少10687.2（度），20年少21.37万（度）。
当低压厂用变压器成对设置，互为备用的负荷应分别由两台变压器供电的情况下《在火电厂中，380伏工作A（B）变，380伏公用A（B）变，380伏制冷A（B）变，380伏排水A（B）变，380伏脱硫、硝A（B）变，380伏除尘A（B）变，380伏除灰、渣A（B）变，380伏化学A（B）变，380伏燃料A（B）变，380伏循环水泵房A（B）变等都是属于这种情况》：这时每台变压器的实际负载率在40%以下，还是以1000KVA/10（6）KV-0.4KV配电变压器SCBH15与传统SCB10对比为例：
非晶SCBH15全年损耗：365×24（0.55+1.05×0.4×2×7）=56327（度）
传统SCB10全年损耗：365×24（1.77+1.05×0.4×2×8.13）=75329（度）
非晶SCBH15全年损耗比传统SCB10全年损耗少19002（kwh），20年少38万（度）。
由上述计算可以看到，假如在一个火电厂使用非晶合金配电变压器的话，一年将比传统配电变压器节省几十万度的电量。因此值得大力推广使用（见图2）。
4 非晶合金变压器在火电厂中应用前景
在火电厂中非晶合金变压器至今没有得到充分应用的原因主要有：（1）容量小；（2）抗短路能力；（3）在我国应用时间短。（4）成本高。
由于非晶合金片材长度的限制以及变压器本身结构的因素，非晶合金变压器在产品容量上无法做大，目前国内非晶合金干式变压器最大容量做到了2500kVA，世界上最大容量的非晶合金变压器容量为5000kVA，已满足了火电厂厂用低压变压器要求。在抗短路能力方面，大容量非晶合金干式变压器生产工艺难度大、承受短路能力相对偏弱、由于非晶合金铁心极其敏感，其结构上的特殊性决定了非晶合金干式变压器的受力不如传统的变压器好。因此，“承受突发短路能力试验”成了制约非晶合金变压器的生产制造及销售推广的瓶颈。国内公司试制的2500千伏安非晶合金变压器。已经通过国家变压器质量监督检验中心的包括“短路承受能力试验”在内的全套例行、型式、特殊试验，取得试验合格证书。非晶合金铁心配电变压器在国外早已使用并取得了成功经验，我国的产品制造技术已基本成熟，产品可靠性有保障，完全可以满足用户需要。应用非晶变压器符合国家政策导向。由于铜价和硅钢的价格上涨，而非晶合金材料的价格波动较小及实现规模化生产后带来的产品成本降低，使得两者的价格差距迅速缩小，也有利于推动非晶合金变压器代替常规变压器的使用。另外，财政部 、发改委和工信部联合了《节能产品惠民工程高效节能配电变压器推广实施细则》，其中能效一级的干式非晶变补贴标准为40元/kVA。以一级能效的315kVA非晶变为例，市场价格约为4.5万元/台，而补贴金额为9450元/台，为产品价格的21%。因此，在财政补贴后，阻碍非晶变推广使用的最大障碍（价格高于S11型变压器约10%-30%）得到根本解决，考虑到使用过程中节能效果，更加突出了非晶变的经济性。可以预见，非晶合金变压器在火电厂中的应用将越来越广范。
节能变压器范文5
关键词：功率因数；力调电费；生产成本；空载补偿
中图分类号：TM4文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)13-3157-02
Applications of Transformer No-load Compensation Energy in the Enterprise
WU Shang-hu1, WU Feng-jie2
(1.Lianchuang Power Engineering Services of Gaoming, Foshan, 528500, China; 2. Laboratory Center of Guangzhou University, Guangzhou, 510006, China)
Abstract: For high voltage power supply high voltage measurement companies, the transformer no-load reactive power loss is usually supplied by the network, affecting transmission capacity, while the low power factor produces high power tariff adjustment. In this paper, automatic load compensation method of low voltage is adopted to reduce the transformer no-load consumption from the grid reactive power, thereby enhancing the power factor, saving production costs.
Key words: power factor; power tariff adjustment; production costs; load compensation
企业在投产时一般根据厂区的总装机容量配置相应的变压器，但在实际的生产过程中，往往由于错峰用电、生产淡季、法定节假日等的影响，造成变压器以空载方式运行。由于变压器空载运行时不能使低压电容柜自动投入补偿，导致需要从电网中吸取过多的无功功率，造成功率因数不及格[1]，产出力调电费，特别对于变压器大容量的用户来说，空载期间每月的力调电费会从几千元到过万元不等，较大增加企业生产成本。
根据用户与供电局签定的《供用电合同》中规定“高压供电的工业和高压供电装有带负荷调整电压装置的用电，功率因数为0.90以上”，“其他100千伏安（千瓦）以上用电（包括大、中型电力排灌站），功率因数为0.85以上”。如果功率因数达不到要求时，将对电网运行造成影响，则电费单中相应包含一项 “调整电费”的内容，其调整金额按照《手册》的调整率计算。
如果能较大幅度地降低调整电费的金额，则可为企业创造一定的经济效益，同时也是企业提倡节能环保的一项有力措施。基于此，本文拟采用低压自动过补偿的方法，以解决高供高计变压器的空载补偿问题，从而提高企业用电的功率因数，减少力调电费，节约企业生产成本。
1 自动控制空载补偿原理
由于低压无功补偿的采样是在配电房的低压柜完成，因此功率因数表所显示的功率因数是低压侧的实时功率因数。常用的无功补偿自动控制器是通过检测低压侧的功率因数大小进行控制，当变压器处于空载运行时，其低压侧的电流为0，功率因数为1，低压补偿柜不动作，造成变压器自身所消耗的无功不能得到补偿，而需要利用其它补偿方法解决[2]。
过补偿是一种常用的变压器空载补偿方法之一，很多人认为过补偿装置的投入会使系统损耗加大，电压升高，特别在轻载及空载的情况下更加明显，但是，实践证明，适量的过补偿却能有效减少变压器自身损耗，从而降低用户力率电费（功率因数调整电费）。
变压器属于理想元件，对同一台变压器，如果将高压侧、低压则分别接电源、负荷，那么其是一台降压变压器，相反，则是升压变压器。根据该原理，对变压器在高压则或低压则进行无功补偿，将取得同样效果，本文采用低压自动过补偿的方法。
通过在低压则添加低压电容器的方法实现[3]，并且该电容器的电源线必须接在原有补偿装置检测用电流互感器之前。工作时，通过检测低压侧的电流，对变压器进行无功补偿，当用电电流小于某一设定值时（如1A）,可认为变压器处于空载状态，空载补偿电容自动投入。相反，当用电电流大于某一设定值时（如10A），可认为企业用电开始正常，空载补偿电容自动切除，从而达到自动控制补偿的效果，而无需理会原来的低压补偿装置，其安装原理图如同1所示。
2 空载补偿容量确定
空载补偿容量的确定有两种方法如下[4] 。
1) 通过变压器说明书中技术数据计算空载补偿容量
根据变压器空载无功损耗计算公式
Q0 = I0%*Sn(Kvar)（1）
式中：Q0――空载无功损耗(Kvar)
I0%――变压器空载电流百分比
Sn――变压器额定容量(KVA)
根据变压器说明书的相关技术数据可查询到空载电流百分比I0%与变压器额定容量Sn，从而得到其空载无功损耗Q0，即空载时需补偿的容量。
如某变压器生产厂家部分产品的技术参数如表1所示。
表1 变压器技术参数表
由公式（1），型号为SCB10-800/10的变压器，其空载时需补偿的容量Q0=1%*800=8（Kvar）。
2) 通过可调电容器现场确定补偿容量
安装完空载补偿系统后，将空载补偿电容换成可调的电容[5]，通过不断调节电容器的容量，同时，利用高压计量表实时监测高压则的功率因数，当高压侧功率因数为1时，所调节的电容器容量就是该变压器的空载补偿容量。
3 工程实例
大工业用电企业总电费由电度电费、基本电费、调整电费三部分构成。其中电度电费=有功用电量×电费单价，按照每月有功电量多少收取，是不能减少的；基本电费即容量费，按照企业变压器容量大小收取，是不变的；而调整电费=（电度电费+基本电费）×调整系数，因此要减少企业总电费，必须减少调整电费金额。这就要求提高企业用电功率因数，从而减小调查系数。
对某大工业用电企业在使用空载无功补偿前后的调整电费进行比较，如表2、表3所示。考核功率因数（力率）为0.90，力调电费为正时，该企业电费受罚，为负时，电费受奖。计费容量为1000KVA，基本电费为18000元。从表2，2007年3月―2008年2月期间，该企业每月的功率因数都在0.90以下，达不到供电考核要求，造成力调电费的总金额高达49147.20元，即平均每月受罚金额4095.60元。2008年3月对该企业安装空载补偿装置后，如表3所示，功率因数达到0.90以上，达到供电考核要求，力调电费由受罚变成受奖，2008年3月―2009年2月期间，力调电费总金额为-1836.45元，即每月受奖金额153.04元。由此可见，该企业安装空载补偿装置后，每月可节约电费支出4248.64元。
调整系数：根据用户实际功率因数，通过《广东省变压器损耗及功率因数计算方法和查对表》查对所得的数据。正数表示增收，负数表示减收。
4 结束语
变压器空载补偿在高压计量企业节能应用中发挥重要作用，特别是高压计量的大工业用电企业，可有效提高其功率因数，降低力调电费，经实践证明，是减少企业经营成本及推广节能环保的一项有力措施。
参考文献：
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[2] 罗学森.巨典矿业公司高压电容器无功补偿的缺陷及改进方法[J].广西电力,2006(6):36-39.
[3] 张永刚,李普恩.大型变压器温升试验补偿电容器塔的设计[J].电器制造,2009(11):58-59.
[4] 王晓刚,李儒,蚁松. 大型电力变压器空载试验电源问题浅探[J].变压器,2003(6):29-31.
节能变压器范文6
【关键词】变压器 ； 节能降耗； 技术； 节能运行 ； 措施
随着城市社会经济的快速发展，能源供需矛盾日益突出，对于供配电系统而言，推进节能降耗技术措施和设备装置尤为重要。变压器是供配电系统中的核心电能分配调度设备，其节能经济调度运行是电网系统节能研究的重中之重，合理采取措施降低变压器能耗是供配电系统的关键。
一、变压器节能降耗的关键技术
1.1采用新材料
在变压器制造方面采用新型材料代替铝合金或钢铁材料，能够增强变压器抗腐蚀性，减小电阻，从而达到节能降耗的目的。目前主要有两种新型材料比较受欢迎。第一种是无氧铜材料，可以有效的降低配电变压器的线圈的内阻，实现节能降耗的目的。无氧铜材料具有加工工艺简便、取材方便、成本低的特点，同时还有利于增强配电变压器抵抗短路的能力。第二种是采用非晶体合金材料作为配电变压器的磁体材料。非晶体合金材料制作的铁芯可以有效降低电磁的损耗，从而达到提高配电变压器经济性的目的。
1.2加装自动调压器
变压器的损耗与配电网的电压有着密切的关系，通过在变压器的负载分接头档位上安装对应的补偿电容器的技术手段，能够适量的优化和调整配电网的运行电压。自动调压器是一种利用三相耦合变压器，根据配电变压器的实际输入电压值自动调节变比来保证输出电压稳定的装置，使输入电压值在正常值的3%内自动调节，利用内部相应控制器对整个系统的电压进行实时控制，实现最大量的节能降耗。
1.3配电变压器的经济运行方式
配电变压器的能耗不仅与配电器的制造材料、加工工艺等有关，而且还和配电变压器的运行方式有很大的关系。因此优化配电变压器的运行方式是配电变压器节能降耗的关键。我国目前采用的仍然是传统的配电变压器的运行方式，这种传统的变压器的运行方式不够合理，导致了变压器的运行能耗很高，达不到经济性的要求。。在实际配电系统中，可以采用无功耗补偿的方式。具体措施为，在配电系统中安装并联变压器无功补偿元件，这样可以提供感性负载所消耗的无功功率。常用的方式还包括，一是配电变压器的分组补偿，在低压安装并联无功耗元器件。二是采取先进的技术手段保持变压器运行时三项符合长期处于平衡的工作状况。此外降低配电变压器运行损耗一个重要技术手段就是通过调整三相负荷的平衡性使配电变压器基本处于平衡。在实际配电变压器中，当三相负荷不平衡时，会导致负序电压，使系统电压发生波动，因此也影响了配电系统的能耗。配电变压器三相不平衡时，不仅增加了自身的能耗，还会增加线路的损耗，因此必须要进行三相电的平衡。
二、变压器节能运行的措施分析
2.1优选节能经济型配电变压器
在进行配电变压器型号、容量等选型设计过程中，应在技术上可行的基础上，优选控制损耗率较低的节能经济型产品。如：目前工程上应用较成熟的S11、S13节能经济性配电变压器，其同S9系列变压器相比，其控制损耗约降低30%左右，控制电流则降低约40%左右，同时具有过载能力强，综合节能效果较为明显。S13系列的配电变压器，其线损比较小，比较适用于运行负荷波动幅度较大的配电系统，能够满足现代配电系统负荷波动较大的工程领域。
2.2采用多台配电变压器联合运行节能的调度方式
随着配电网系统规模和容量的不断扩大，系统负荷容量变化也较为频繁，且在各种运行方式下的损耗也有很大差别，最优运行工况点和调度方式也应随其发生改变，以达到节能降耗的目的。
配电变压器在运行过程中，其自身所产生的空载损耗和负载损耗共同形成变压器运行的有功损耗，会随负载变化而发生非线性变化，其中：空载损耗是一个特定的系数，基本不会随变压器负载率的变化而发生变化；而负载损耗则是一随负载波动的变动值，其与变压器负载电流的平方呈正比例关系。在多台变压器联合运行过程中，总有一个最低点是负载系数最低点，也就是配电变压器联合运行的综合功率经济负载系数最低点。要根据配电系统的实际情况，合理计算出变压器的最佳负荷运行工况点和经济负荷区，采取多台配电变压器联合经济调度运行，按照负载从小到大的运行特性，计算出不同负载区域的最佳变压器运行搭配台数和调控运行方式，合理根据综合功率负载关系确定多台配电变压器联合运行的最佳经济运行区域，避免出现“大马拉小车”等称非经济运行工况出现，有效提高配电变压器供电安全可靠和节能经济性。
2.3调整配电变压器相间不平衡负载率实现节能经济运行
由于配电变压器及其供配电系统中，单相用电负荷所占比例较重，且随着各种节能电气设备、节能灯具等的广泛推广使用，配电变压器，尤其是公用配电变压器其三相负载不平衡度较大，相应引起的损耗较大，这就说明三相不平衡所引起的负载损耗非常大，是变压器节能经济运行研究的一个重点。通过合理的相间负载优化调整，降低三相间负载不平衡度，使配电变压器三相负载几乎接衡关系，这样就能获得较好的相间平衡关系，降低配电变压器运行过程中的有功损耗和无功消耗，提高电能分配调度转换效率。
2.4进行适当无功补偿
从配电变压器运行工况及其与负载间的负荷曲线可知，配电变压器的无功负荷主要集中在轻载或空载运行工况，此时会产生励磁无功，其消耗的无功容量约为配电变压器额定容量的10%～15%。因此，可以采取集中无功补偿措施，通过合理选择SVC、SVG、TSC等无功补偿装置，将抵押无功补偿电容器通过负荷开关接到配电变压器母线侧，在系统运行在轻载或空载工况时，合理切投电容器来实时进行无功补偿，提高10kV配电系统的功率因素，有效降低配电变压器的运行损耗，同时达到提高端部低压改善电压质量的节能经济效果。
三、结束语
综上所述，在配电网中合理采取优选节能性配电变压器、多台配电变压器联合经济调度运行、优化调整三相负荷、进行适当无功补偿等节能措施，能够降低配电变压器运行损耗，达到节能降耗经济调控运行的目的。
参考文献：
