降低云峰楼中继泵站变压器损耗的途径

摘 要：中继泵站对热电联产供热企业供热运行期间起重要调峰作用，变压器是中继泵站内最为重要的电力设备。而在非供暖期或未运行的情况下降低变压器的空载损耗及负载损耗有重大经济意义，变压器的空载损耗主要是铁损， 而负载损耗主要是铜损，本文探讨了相关降低变压器空载损耗及负载损耗的相关途径。

关键词：中继泵站；变压器；降低损耗；途径

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.08.116

1 引言

我们国家要创建节约型社会，所以节能、环保、高效成为了供热企业发展新方向。目前我公司东北郊供热管理一处设有中继泵站3个，其中变压器属于泵站电力体系中不可或缺的设备，减少损耗和噪音污染能够为供热电力系统实现可持续发展奠定良好的基础。要想实现环保、节能减排的目标，对变压器生产企业和使用人员而言，就应当生产和使用低能耗、低噪音的设备。本文以我公司云峰楼中继泵站为例，探讨相关减少变压器出现损耗的适宜方法。

2 降低变压器的空载损耗的意义

空载损耗是变压器必不可少的参考条件之一，如果变压器开始运行，不管负荷的大小，空载损耗皆为定值，因此此参数和变压器端接的负荷大小并没有关系。目前，云峰楼中继泵站使用的是10KV的变压器，在非运行期每月电损约为1300kw/h，月支出电损资金约 1190元，如果按照一台变压器使用寿命为30年，运行 30年电损资金约为 42.8万元，由此可见，若能降低变压器的损耗，可以达到良好的经济节约效果。要降低变压器的空载损耗，一方面要从生产工艺上进行改进，另一方面通过工作原理实现节能。

3 空载损耗降低的主要途径

要想减少空载损耗，就应当对其构成和影响因素有一个清楚的认知。而对于以上影响因素，需要施行有效的方法，完成降低空载损耗的目的。变压器的空载损耗基本上涵盖了磁滞、涡流以及附加因素等诸多方面的损耗。（单位：瓦特W）。

（1）磁滞损耗。铁心内部产生的磁滞损耗在所有的空载损耗中占据的比例是由铁心的材质决定的，因此它是一个变量（冷轧硅钢片是 25%-50%）。磁滞损耗常规的计算方式：

（2）涡流损耗。根据电磁感应定律的原理，当交变磁在硅钢片内进行流通时会存在感应电势，进一步促进感应电流的产生，依据焦耳定律得到计算公式：

（3）铁心附加损耗。铁心产生的附加损耗源于以下因素的影响：

1）材质特征：例如硅钢片的方向特征、加工特性与绝缘膜的特征等。2）设计构造：例如心柱状的铁轭是不是存在冲孔 、角部接缝的结构（对接 、搭接 、多级搭接 ）、铁心整体是否紧固等。3）工艺品质。例如冲剪加工的精确程度及毛刺的大小 、硅钢片运输及叠装环节是否轻拿轻放与叠装质量等。

4 生产工艺上降低变压器的损耗

（1）采用有性能保障的硅钢片。通常意义而言，硅钢片性能与单位损耗具有正相关的关联，所以，可以有效降到空载损耗以及铁心质量。选择HI-B类型的高导磁硅钢，其在高斯方位织构度方面有很高的性质。依据磁通密度和磁滞损耗间存在的关联，有效提升其高斯方位织构度和磁导率，则能够实现减少铁损的目标。它的其它特征为由于表面产生了玻璃膜与绝缘涂层，使得其表面获得了大于其自身性能的弹性张力，能够在一定程度上提升它的磁性能，进而降低异常涡流导致的损耗。其能有效促使变压器实现大容量与小型化的兼备，还能够显著减少损耗与消除噪音。

（2）完善铁心构造， 降低工艺系数。1）卷铁心变压器。卷铁心与以往的叠铁心的铁心四角减少大、 小各4个尖角， 故铁重减小。此外，由于卷铁心不具备叠接接缝，连续卷绕又充分利用硅钢片的取向性，且成自然紧固状态，无需夹件紧固，防止夹紧导致的损耗提升，叠装系数提升3%～5%，卷铁心在退火之后更加容易恢复磁性能。卷铁心与叠铁心对比而言，空载损耗通常能够减少20%～35%，空载电流减少60%～80%。2）R 型卷铁心变压器。因其铁心截面占空系数接近 100%， 相同横截面积的 R 型铁心比阶梯形截面卷铁心的周长减少 4% ～ 6%， 节省铜材3%～ 4% ， 比普通卷铁心变压器更节能。3）单相柱上变压器。以容量恒定不变为前提，这种类型的变压器较三相变压器而言铁重轻20% ， 铜重轻10%。特别是选择卷铁心的情况下，产生的负载损耗与空载电流能够依次降低15%与40%。假如利用一线一地制进行供电，还能够额外降低输电导线的损耗。

5 通过工作原理实现节能

（1）调容量变压器调容量变压器是将仪器中常用的换档方法应用于变压器， 变压器本身损耗随容量的增大而增加， 将线圈的绕制和联接方式加以特别而简单的改动， 配上调容转换开关， 使得一台变压器具有 2种额定容量， 从而在使用中就可以根据负载的大小随时变换变压器容量（ 无励磁或有载调节） ， 避免大马拉小车0现象， 达到节能的目的。

（2）工作原理和损耗对比通过调容开关的转换（ 无励磁调节称无载调容变压器， 有载调节称有载调容变压器） 来变换绕组的联结方式， 使绕组一二次侧进行串并联或星角转换， 让电压不变而容量变换。当小档容量时，绕组全部串联， 因为铁损与绕组匝数平方成反比，所以此时铁损只有全容量时的 25%。

6 结论

综上所述，若要降低中级泵站的空载损耗。第一，改变变压器出厂时的工艺，变壓器铁心每层叠片数目的方式，可以减少铁心空载损耗。降低铁心搭接面积，同样能够达到减少空载损耗的目标。采用搭接面积的尺寸，叠片数量，垫块的层级等因素皆和空载损耗的多少有关系，可按照产品的构成来选择搭接面积的尺寸。铁心选择多级接缝能够减少空载损耗，可以按照损耗标准与施工的期限，科学选择结构。第二，在实际应用过程中通过调容量来降低变压器的空载，从而降低变压的损耗，达到高效节能，节省经济损失。

参考文献：

[1]姚志松等.变压器节能方法与技术改造应用实例[M].北京：中国电力出版社，2009.

[2]变压器制造技术丛书编审委员会.变压器铁心制造工艺[M].北京 ：机械工业出版社 ，1999.

[3]马玉秋等.降低变压器空载损耗的新方法.变压器[J].2007.

作者简介：居彤（1989-），男，陕西洛南人，本科，助理工程师，研究方向：集中供热，换热站自动控制，建筑节能。