节能型配电变压器的性能及应用情况分析

王冬梅 车一鸣 宋慧欣

摘 要：变压器是配电网中的重要电力设备，其负荷通常随季节性和时间性变化，所以配电变压器轻载时间长、铁损比重高，节能型配电变压器的推广与使用可有效实现节能降损，有很大的经济意义。文章对几种节能型配电变压器的性能和应用情况进行了分析。

关键词：配电变压器;节能;损耗

配电变压器是电力系统中直接面向终端用户的电力设备，具有数量多、分布广、运行时间长等特点，其损耗大约能占到全网损耗的20% ，所以降低配电变压器的损耗对节能环保具有重大意义。《国家电网公司重点推广新技术目录（2017版）》中要求2019-2021年，在新建和改造项目中，节能型配电变压器的年使用量不低于新增总量的95%。目录中所指的节能型配电变压器主要包括S13型立体卷铁心变压器、立体卷铁心非晶合金配电变压器、永磁真空有载调容调压配电变压器和植物绝缘油配电变压器[1]。

下面是对几种节能型配电变压器的性能及应用分析。

1S13型立体卷铁心配电变压器

S13型立体卷铁心变压器突破了传统的平面式铁心结构，采用三相对称立体式结构，将三个心柱呈等边三角形立体排列，如图1 所示，其性能与传统的平面变压器相比，主要具有五方面的特点。

首先是三相平衡，其铁心由单框片立体三角形布置的三相柱轭组成，三相铁心磁路完全对称且长度最短，三个心柱损耗一致，三相空载电流对称。其次是节能降耗、降低噪音，与同容量的S13叠片结构的变压器相比，其空载电流下降70%以上，噪声下降5-8 dB（A）;三是节省材料、占地面积小，与同容量的S13叠片变压器相比，约节省硅钢片用量20%，节约铜用量2-3%，同时立体卷铁心变压器的油箱采用近似立体三角形结构，比常规长方体油箱占地面积小;四是抗短路能力增强，等边三角形立体结构的铁心稳定性好，铁心机械强度高，三相受力一致，器身能承受突发短路时的冲击力;五是生产效率更高，生产时铁心均在生产线上卷制，无需横向剪切，绕组直接绕制，没有拆插上铁轭进行套装的工序，生产效率比叠铁心变压器高，且有效减少了人为因素对变压器质量的影响[2]。

立体卷铁心变压器，是一种仍选用传统材料，通过结构改进实现高效节能的变压器，生产成本和售价都相对较低，性价比高，得到了市场认可，地位稳固，在电力领域中广泛应用。

2 立体卷铁心非晶合金配电变压器

非晶合金材料性能优异，用其制造变压器能很大程度的降低空载损耗[3]。對于非晶合金变压器，目前市面上应用的多为非晶合金平面卷铁芯变压器，但是平面非晶变压器在制造时，需要消耗大量的非晶合金材料，铁心材料利用率较低，投资高，且其耐受突发短路的能力差，运行时噪音较大，这些因素都会阻碍平面非晶变压器的大规模制造和推广。

立体卷铁心非晶合金变压器结合了硅钢立体卷铁心和平面非晶合金变压器的双重优势，近年来备受关注。其同样采用立体三角形铁心结构并选用超低空载损耗的非晶合金作为铁心材料，具有铁心材料利用率高、体积小、噪音低、漏磁小、损耗低、三相磁路对称、抗突发短路能力强等特点。但由于非晶材料具有坚硬、薄、脆的特点，所以开料和卷制工艺难度大，解决这一技术难题，将能在很大程度上提高非晶合金立体卷铁心变压器的生产效率、降低生产成本，届时立体卷铁心非晶合金配电变压器会在市场上得到更为广泛的应用。

3 永磁真空有载调容调压配电变压器

永磁真空有载调压配电变压器可以实现负荷较轻时，在不停电的情况下，将变压器由大容量调整为小容量运行，从而大幅度降低空载损耗。《国家电网公司重点推广新技术目录（2017版）》将2014版中的“自动调容调压变压器”修改为“永磁真空有载调容调压配电变压器”，因为永磁真空有载调容调压配电变压器有更为显著的优点，其利用永磁真空有载调压开关实现对电压分接头的自动带载切换，具有切换平稳、过励磁幅值小、供电质量高、免维护等优点。

永磁真空有载调容调压配电变压器主要应用于负荷呈交替规律变化、平均负荷率小于25%、短时性或季节性负荷波动大、电压越限时间长的10kV配电台区[1]。

我国自2012年开始对永磁真空有载调容调压配电变压器进行试点应用，其在全国得以普及推广的前景广阔，但作为一种新型配电变压器，学者们对它进行的探索和研究仍在继续。

4植物绝缘油配电变压器

通常我们提到的变压器油都指的是矿物变压器油，由于其优良的电气性能已应用于油浸变压器近百年之久，至今仍为超高压、特高压变压器的理想绝缘。但在倡导“节能环保”、“低碳生活”的今天，矿物变压器油本身存在着不可再生、不能自然降解、易泄露污染环境，闪点低、防火阻燃性差等问题，植物绝缘油配电变压器可很好的解决上述问题，让电力变压器更安全环保，与传统矿物绝缘油变压器相比，其优点主要有以下几点：

一是植物绝缘油的燃点与闪点高，其燃点高达360℃，远高于矿物绝缘油（160-180℃），可大大提升变压器的安全防火性;二是植物绝缘油环保性能优良，它是从植物种子中提炼获得，属可再生资源，并能100%生物降解;三是可降低设备全寿命周期成本，具有良好的经济效益，植物绝缘油可延缓变压器绝缘纸板老化速度，保守估算可延长变压器寿命33%。

植物绝缘油变压器阻燃性好，抗污染能力强，所以在对环保、安全等要求严格的地区，如人员密集区、矿山、海上风电场、地下、水源地等可选用植物绝缘油配电变压器。

5结语

随着时代发展，我国的电力需求不断攀升，与此同时我国电力及输配电行业也取得了长足发展。本文对几种节能型配电变压器的性能和应用情况进行了分析，每种变压器都有自身独特的特点，适用的场所也有所不同，其中S13型立体卷铁心变压器性价比高，已得到广泛认可。随着技术的不断发展，相信我国电力行业在节能降损方面将取得巨大成效。

参考文献：

[1]国家电网公司科技部.《国家电网公司重点推广新技术目录（2017版）》[Z].2017.

[2]王钦波，祝燕清，齐玉明等.S13立体卷铁心变压器技术探讨[J].山东电力技术，2014（3）：46-48.

[3]王金丽，盛万兴，向驰.非晶合金配电变压器的应用及其节能分析[J].电网技术，2008，32（18）：25-29.

作者简介：

王冬梅（1988.10-），女，汉族，硕士，研究方向：变压器节能降损。