绿色建筑节能变压器的选型分析

田正稳

【摘  要】当前，我国人们的生活水平已经有了显著的提升，大量规模化以及规范化的小区开始涌现出来，空调设备的数量也在持续性的增多，电气设施的数量越来越大，加剧电能损耗问题的严重性。现阶段，建筑节能已经成为了社会各界所关注的焦点，需要在确保人们用电安全的前提条件下，提升其用电的安全性，尽可能的节约电能资源，减少各类损耗，切实的提高经济收益。本文主要就绿色建筑设计节能变压器的选型进行探究，分析当前我国绿色建筑设施中节能型变压器的选型要求。

【关键词】建筑节能;变压器;功率损耗

引言：建筑节能就是强化用能的管理力度，尽可能的降低资源能源的损耗，不论是生产环节还是消费环节都需要调控好电能的损失度，合理化的调配资源，设定好节能的重心。站在能源消费的层面上分析，调整好能源效率，使得其可以更好的给终端用户们提供高品质的能源服务，控制好消耗的能源比数量，降低建筑设施消耗的能量数值。以建筑设施材料以及设备等层面入手，合理的选用节能变压器，促进其更为合理的开展绿色建筑设计工作，提升节能变压器使用的经济合理程度。

1选择变压器的规范依据

指导绿色建筑设计的规范主要有：《绿色建筑评价标准》（GB/T50378-2014）（以下简称GB/T50378），《江苏省绿色建筑设计标准》（DGJ32/J173-2014）（以下简称DGJ32/J173）。对变压器选择提出要求的规范还有《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2015）（以下简称GB50189）。GB/T50378第5.2.12条第1款将采用节能型变压器作为绿色建筑评价的一个得分项，并非严格要求的控制项。但DGJ32/J173第10.4.1条要求绿色设计中，变压器应采用低损耗、低噪声、国家认证机构确认的节能产品;GB50189第6.2.3条要求公共建筑的变压器能效值应不低于GB20052中节能评价值。据此可以得出：新建绿色建筑采用的变压器应为节能型。

2什么变压器才是节能型

多数绿色设计方案均说明“选用符合《三相配电变压器能效限定值及能效等级》GB20052-2013（以下简称GB20052）中节能评价值要求的变压器”。此说明泛泛而谈，对变压器的损耗水平代号及对应电压等级都未明确，难以对后续设计、采购等起到指导作用。江苏地区民用建筑有多种高压供电电压等级，对应的变压器可能有10kV/0.4kV、20kV/0.4kV、35kV/0.4kV、35kV/10kV等，而GB20052仅针对10kV/0.4kV配电变压器的能效等级作了规定。可见对于高压供电不是10kV的建筑，无法按照GB20052的要求选择和采购节能型变压器。GB50189第6.2.3条针对全国的普遍情况作出了规定，但对于20kV或35kV电压等级供电时，此规定不够完善，但其要求采用节能型（符合节能评价值）变压器的指导思想却是非常清晰的。DGJ32/J173第10.4.1条的规定则比较准确，具体实施时可重点把握“国家认证机构确认的节能产品”这个关键。因此，必须要经过国家认证机构认证的能效2级或以上的配电变压器符合绿色建筑设计及评价标准要求。通过检索，中国质量认证中心提供节能变压器认证工作并出具能效等级认证证书，可作为实际工程的使用依据。通过www.cqc.com.cn网站CQC自愿性产品认证证书查询页面，可以方便地查询到变压器是否具有有效的节能认证证书。由T/CEEIA258可知，变压器能效标识为：能效1级-NX1、能效2级-NX2、能效3级-NX3，其中能效1级损耗值由计算结果可知：选用方案A（能效1级）的配电变压器最经济。办公建筑的负载特性决定了配电变压器的最大负载利用小时数较低（多数民用建筑均具有这样的特点），配电变压器的TOC值主要由初始投资和空载损耗决定，应选用满足负载需要的容量较小的配电变压器，变压器的能效等级应优先选用1级。本例未将非晶合金干式变压器列为比较项，如有条件采用非晶合金变压器，则TOC值可进一步降低，计算方法类似。进一步利用计算软件的高级计算功能，可以绘制TOC值与单位电量电费、贴现率、运行年限、负载增量、高峰负载年平均增长率、不同行业计算值及变压器售价范围的关系曲线。运行年限n与TOC的关系曲线，运行年限越长，能效1級变压器的TOC值经济指标越好。配电变压器能耗较大的一个原因就是三相负荷不平衡。实践表明，在三相负荷平衡情况下，配电变压器的负载损耗最低;在三相负荷不平衡情况下，三项损耗总和就是配电变压器的总能耗，特别是在三相负荷不平衡状态达到最大程度之后，变压器损耗会是其处在平衡状态下的三倍。同时，在三相负荷不平衡情况下，不但会加大配电变压器能耗，还会使一次高压侧线路的损耗加大。分析实际运行调查结果可知，在最大不平衡状态下，配电变压器的高压线路电能损耗会提升12.5%。变压器的能效等级在《三相配电变压器能效限定值及能效等级》GB 20052-2013中规定。公共建筑常用的干式变压器，损耗与能效等级对照表见表1。为了改善配电变压器运行条件，还应该促进负载功率因数的提升。这主要是因为若功率因数过低，那么在经过电压器后，无功电流会增加，对有功电流的产生进行限制，并使低压配电变压器负载功率与运行效率降低。因此，可以利用无功补偿来处理配电变压器的二次侧，并以运行设备功率因素提高为前提，将低压配电变压器无功电流降到最低，以此来促进其运行效率与负载功率的提升。在实际工作中，若配电变压器处在有着较差通风效果且温度过高的环境中，那么就会严重影响其运行效率，并加快低压配电变压器绝缘老化速度，会缩短變压器使用年限。因此，要想将变压器作用充分发挥出来，促进环保、节能目的的实现，就必须对低压配电变压器工作环境进行改善，保证温度处在合适范围内，并具有较好的通风性。

3选择变压器容量

对上述的数据信息内容进行分析，遵守最不利的原则，选用科学的公式推算出负荷的数值。一般有四种节能变压器，如图1.2。以其得到的负荷数值为基准，选择变压器的容量，并对其补充后的功率因素进行调整，依据经济负荷率的75%去确定变压器的容量。想要更好的降低变压器的损耗，且其容量过大，那么就应当使用多台变压器，科学化的划分好分配的负荷数值，最大限度的降低变压器台数，使用大容量的变压器。并就负荷率数值确定变压器的容量，要尽可能的使用新型的技能产品。设定好损耗的指标数值，减小设备使用以及制造的成本费用，就其变压器的负荷能力以及防火性等因素进行探究。

结语：在绿色建筑设计过程中，相关的工作人员必须要正确的了解并分析节能变压器的相应认证标准，选用更具节能特性的认证证书产品参数。要调控好节能变压器的能效能级，确保其设备使用的效应，并就能效技术的经济评比去确定，借助计算软件，精确的比较出TOC的数值，防止其产生主观性的猜测。在绿色建筑评价时期，还需要对各类建筑设施都设置好参评项，这样可以防止其产生片面理解等的问题，将变压器设置到合理的评价建筑设施中，不可将其设置为不参评项目。与此同时，还应当注重变压器负荷率数值的调整，要尽可能的提升负荷率，从而更好的降低变压器的损耗数值。

参考文献：

[1]本报记者于海江;节能变压器改造缘何缓慢[N];中国电力报;2014年

[2]MEB记者贾美姿;面临新机遇节能变压器备受关注[N];机电商报;2014年

[3]本报记者于海江;节能变压器将进入大规模推广阶段[N];中国电力报;2012年

[4]记者桑学勇 通讯员王剑波;黑龙江公司在全省更换节能变压器[N];国家电网报;2011年

（作者单位：江苏亚威变压器有限公司）