浅谈低压配电变压器节能关键技术

宛立达

（大庆油田装备制造集团，黑龙江 大庆 163000）

电力系统的发展在当今社会的应用中尤为广泛，已经遍布了人们生活的大小角落。如今科技产品、电子产品的广泛应用对电力系统带来了不小的发展压力，如何秉承我国绿色节能环保可持续的发展思想，在电力系统的核心技术中不断改革创新，使城市供电更为稳定，使断电应急预案更为全面便利，成为我国当前电力系统发展的首要任务。而本文则会重点对电力系统核心技术——低压配电变压器的关键技术进行分析，希望能够总结出低压配电变压器的主要发展方向，为相关的专业工作者提供参考依据。

1 低压配电变压器的主要作用与发展历程

1.1 低压配电变压器在电力系统中的主要作用

变压器在我国电力系统的建设发展中应用非常广泛，它的安装使用可以有效地降低电力系统的电能损耗，而在众多变压器当中，属低压配电变压器的应用最为广泛。应用变压器的最终目的是实现我国电力系统的更好平稳发展，所以首先在变压器的应用上，我们便应该重视变压器的运转损耗，降低变压器的损耗，而后保证电力系统的稳定运行，最后才能提升我国电力系统的运转质量。据不完全统计，变压器在电力系统中工作运转时，所消耗的电能可达到整个电力系统发电量的10%左右，这种现象不仅仅存在于我国，在其他各国电力系统的发展中，如何降低变压器的电能损耗都是一个不小的难题。低压配电电压器是目前应用最广泛的变压器之一，针对电力系统的产能分析，低压配电变压器可以轻松地使用大部分的电力系统，变压器在电力系统的主要作用是起到一个电力存储、电力容器的作用，为了降低变压器在电力系统运作中的核心成本，不少国家开始尝试推导变压器在工作时的电磁原理，在这一方面小有所成的国家最早的当属美国，通过对变压器运转的工作分析，将短路阻抗、涡流损耗和短路机械力进行数字化计算，从而推导出非晶合金材料，这一材料则是在美国诞生的。通过这一材料，美国成功地实现了在电力系统运作中非晶合金变压器的转换与应用。

1.2 低压配电变压器在我国的发展历程

低压配电变压器在我国电力系统运转成品降低的工程上大体可分为3 个阶段，整合3 个阶段的整体内容来看，控制电力电能损耗，实现电力系统的节能发展一直是我国一贯的发展方向。在20 世纪80 年代中期，是我国电力系统变压器应用所经历的第一阶段，当时由国家政府推出的S7 系列低损耗配电变压器为主要应用，将我国原电网中的B1300-73 和JB500-64 标准的高能耗变压器进行淘汰，并且是下达政府文件的强制性更改，完成了我国低损耗变压器转换的第一阶段。第二阶段具有标志性的全国推行的两网改造计划，它是由1998 年正式推出并执行的，用全新的S9 系列取代了先前的S7 系列，实现了我国低压配电变压器的又一个低损耗的转换，这一阶段诞生了非晶合金变压器、卷铁芯变压切、全密封变压器等科技产物。对比前后2 个阶段的转换，它们已经成功地将低压配电变压器的电能损耗降低了8%～15%。而第三阶段，则属于现阶段科技高速发展，各类系统日益更新的新时代，目前市场已经成功推出S10、S11 的全新节能系列，并且相应的可行性数据已经从实验中得到，可以正式投入使用，是迈上了降低低配电压变压器损耗的另一个新台阶。

2 低压配电变压器节能的关键技术分析

随着我国经济科技的不断发展，我国低压配电变压器的运转损耗问题已经成功度过了3 个改革时期，成功地完成了从最初高损耗变压器到现阶段的低损耗变压器的损耗转换，尽管只是几个百分比数据的改动，但它在电力系统所节约的电能则是一个庞大的数据。据不完全统计，全国低压配电变压器的成功转换，所节省的电能可供一个城市10 年的生活用电损耗，所以低压配电变压器的节能改进对于具有非常重要的战略地位，它是我国未来电力系统发展的主要工作与方向。本文将围绕节能材料与节能运行两方面分析低压配电变压器的主要节能技术，与读者共同了解我国现阶段低压配电变压器节能技术。

2.1 低压配电变压器节能材料分析

导磁材料(硅钢片)与导电材料(无氧铜导线或铜箔)是低压配电变压器节能材料的主要构成，节能材料的前身主要是通过薄硅钢片的改进实现变压器节能的目的。现如今最为普遍的是非晶材料，其最初是在20 世纪80 年代正式投入商业使用的，到目前截止已经有几十万台由非晶体合金构成的节能型变压器遍布全球。非晶体合金低压配电变压器因为其工作主体是由非晶体合金构成，所以它具有高磁导率、低矫顽力、高电阻率、铁损率低等优势。与传统的硅钢片低压配电变压器相比，可有效地降低70%～80%的电能损耗，所以它在电力系统的节能省电方面具有不可忽视的重要地位。也正是因为有这种材料的存在，我国的电力系统才能够达到目前这么优秀的产能，响应了国家目前节能的国家政策。

2.2 低压配电变压器节能运行分析

结合之前国内的发展经验分析，低压配电变压器随着运行电压数据的上升，内部由于电压作用的铁损耗也会随之增加，二者之间的比例悬殊较大，运行电压达到5%左右时，内部铁损耗大概在15%左右；而当运行电压达到10%左右时，内部铁损耗则会惊人地达到50%，毫无疑问这将大大提升低压配电变压器的运转成本，与我国推出节能号召相斥。也正是因为低压配电变压器在运转时巨大的成本损耗，所以，配电变压器在实际运行过程中，通过相应设备控制避免其出现过电压运行工况，一方面可以延长变压器使用寿命，另一方面可以降低变压器内部铁损和激磁损耗，保证其高效稳定运行。自动调压器是一种可以自动跟踪配电网输入电压变化（主要由负载波动引起），而保证电压恒定输出的新型变压器，它可以在配电网处于20%波动范围内，对输入电压进行动态实时调节。

举例说明，在设备容量处于正常大小的前提下，如果想要整个电力系统经济运行，那么选择一个变压器便可支撑，如果变压器的数量变为多个，那么整个变电站的负载情况会成倍增加，这时便不完全属于经济运行的范畴，它需要通过人工接入实现变压器投入或切除的2 道工序。在电力系统的运转时，变压器需要根据具体的电力载荷要求进行选择，真正选择好合适的低压配电变压器才可真正实行变压器的经济运行，这样便可达到运转成本低、电能损耗低的基本要求，并且在实际运转时，要根据负荷情况及时地调整变压器的使用程度，例如，在负荷要求满足的前提下，变压器可进行部分暂停使用，以此达到降低运转费用的目的。

当变电站有两台以上不同类型不同容量的变压器，同理可作出在各种运行曲线下变压器的有功损耗，并根据在不同负载的有功功率损耗最低的原则，确定经济运行变压器的方式。

配电变压器三相负荷不平衡也是其产生巨大能耗的主要原因，当配电变压器处于三相平衡负荷运行工况条件下，其负载损耗最小；而当变压器处于三相负荷不平衡运行工况下，其总能耗为三相损耗的总和，尤其当变压器运行在最大三相不平衡状态下，其系统损耗就是平衡负荷时损耗的3 倍。

3 结语

综上所述，低压配电变压器在我国电力系统的发展中应用十分广泛，其在电力系统中的作用主要是电力的容量，通过特殊的压力，将电流压缩储存在其中，对整个电力系统的发展有着重要的存在作用。目前我国也逐渐有了自己的控制损耗的核心技术，无触点自动调压器和三相负载平衡都得到了很好的控制，推进了我国节能变压器的发展，成为当前最有价值的节能技术。