降低10kV配电变压器损耗的方式探析

陈楚达

（中国移动通信集团广东有限公司，广州 510000）

0 引言

配电变压器是电力系统中非常重要的电压转换设备，是电力系统中电能消耗较大的设备之一。10 kV 配电变压器的运行时间长，损耗占近一半的电力系统。因此，相关工作人员应注重对10 kV 配电变压器技能技术的研究，有针对性地制定科学合理的节能降损技术措施，为10 kV 配电网规划、技术升级改造和电容无功补偿提供良好的参考依据，这样会更好地促进电力系统的经济运行，对增强10 kV 线路供电的可靠性、安全性和节能经济性有积极意义。

1 我国10 kV 配电变压器发展历程探析

伴随着电力事业的快速发展，配电变压器也在不断发展。从20 世纪50 年代至今，10 kV 配电变压器历经了几个不同的发展阶段。在20 世纪50 年代，由于我国技术落后，10 kV 配电变压器的电能损耗较大，而且这一阶段大概持续了20 年之久。随着科学技术不断发展，10 kV 配电变压器的技术得到了很大提升，电力系统不断完善，10 kV 配电变压器研发设计和制造水平得到显著提高。20 世纪60 年代后期，国家相关部门要求10 kV 配电网必须使用S7 系列的变压器产品。与之前的变压器相比，其电能损耗降低了很多。到了20 世纪末期，我国加大对电力系统的改造力度，用更为先进的S9 系列变压器替代了原有的S7 系列变压器，进一步降低了变压器的电能损耗。在科学技术快速发展的背景下，10 kV 配电变压器的技术也更加成熟，若想有效降低10 kV 配电变压器的电能损耗，必须要加大对相关技术的研究力度，不断完善10 kV 配电变压器节能降耗的研究理论，进而在10 kV 配电变压器节能技术方面取得更大突破，为我国电力事业发展作出贡献［1-3］。

2 降低10 kV 配电变压器损耗的有效方式

2.1 注重新材料与新工艺的应用

在设计10 kV 配电变压器的过程中，相关科研人员和生产企业要积极引进新材料，以代替原有的变压器材料，不断地降低10 kV 配电变压器的电力能源损耗。在实践中发现，用两种材料能够有效降低10 kV配电变压器的能源损耗，其理由如下。首先，无氧铜材料。无氧铜材料在10 kV 配电变压器中的应用，可以有效减小10 kV 配电变压器的线圈内阻，以实现节能降耗的目的，而且无氧铜材料的取材非常便捷，有利于加工，整体的成本较低，是10 kV 配电变压器的理想材料。此外，无氧铜材料在10 kV 配电变压器的应用可以增强10 kV 配电变压器抵抗短路的能力，对电力系统的安全稳定运行有很大的积极作用；其次，非晶体合金材料。科研人员和变压器生产企业可以采用非晶体合金材料作为10 kV 配电变压器的磁体材料。非晶体合金材料制作的铁芯相对于原材料制成的铁芯而言，能够大大降低电磁能源损耗，进而实现10 kV 配电变压器的节能降耗目标。与此同时，企业需要引入新工艺生产10 kV 配电变压器，并将现代电子计算机技术应用到配电变压器生产制造活动中，将加工精度控制在0.14 mm 以内，有效降低配电变压器在空载时的电能损耗，同时也可以采取新型的线圈布置模式，有效调整涡流的大小，从而实现降低损耗的目的。同时，运用新型绕组结构，可以有效防止出现漏磁现象，从而达到节能降耗的目的。

2.2 科学分配变压器的负载

如今，10 kV 配电变压器在节能方面取得了显著的发展成就，其中基本方法便是在电力系统中推广使用S12、S11 等高效能低损耗的配电变压器，技术人员在实际调度的过程中，需要充分考虑电力系统负荷的变化特性，科学地选择变压器容量、台数和调度模式，亦可以利用动态无功补偿的装置来提高10 kV配电变压器的功率因数，这也是10 kV 配电变压器节能降耗的主要措施之一，在提高10 kV 配电变压器综合利用水平方面有着很大的积极作用［4-5］。在具体的工作实践中，10 kV 配电变压器通常是由几台变压器同时并列进行供电，也就是配电网供电系统中配电变压器有功功率与无功功率总损耗才是所有变压器损耗的总和，若是在供电系统中保持电力负荷总量不变，而且变压器的运行方式也保持不变的情况下，变压器之间负载量的分配方式不同，那么配电变压器有功功率与无功功率总损耗也会不同。因此，在多台变压器并列运行的情况下，技术人员需要对变压器之间的总负载进行经济分配，促使每个变压器都处于最优的运行状态，将10 kV 配电变压器的总有功功率损耗与无功功率损耗降到最低，以此来提高10 kV 配电变压器运行的经济性。

2.3 有效应用调压器技术

10 kV 配电变压器的有功损耗与电网电压的平方呈现出正比例的关系，技术人员可以在确保电力系统电压正常的基础上，针对电力系统的电压进行合理优化，有效降低10 kV 配电变压器的电力能源损耗。在实际的操作中，技术人员可以将对应补偿电容器装在变压器的负载分接头档位上，从而实现自动调压的目的。在应用自动调压器技术的过程中，自动调压器可以按照具体的情况针对配电系统的内部电压进行自动调节，并运用三相耦合变压器把输入电压控制在正常电压值的3%，再利用10 kV 配电变压器中的控制器针对系统内的电压实施实时控制的举措，进而在配电的过程中实现节能降耗的目的，而对于配电系统的无功损耗也能够采取配电变压器的方式来降低［6］。与此同时，在实践中发现，过电压是造成 10 kV 配电变压器铁损的主要因素。若是电压超出了额定电压的10%，那么10 kV 配电变压器的铁损值就会增加50%，而且会在很大程度上增加变压器的空载电流值，这就在无形中增加了配电系统的无功损耗。因此，电力企业的技术人员可以利用自动调压器自动控制配电系统的电压，降低配电系统的无功损耗，从而有效提高10 kV 配电变压器的运行效率。

2.4 保证三相负荷实时平衡

若是10 kV 配电变压器的三相负荷处于一种不平衡的状态，特别是配电变压器三相压差过大时，就会产生负序电压，促使供配电系统产生波动，直接影响电压质量与供配电系统的安全性和可靠性。如果10 kV 配电变压器某相绕组中的负荷电流过大，会直接增加该绕组的铜损，增大10 kV 配电变压器的损耗。与此同时，负荷三相不平衡还会导致10 kV 配电变压器内部磁路的不平衡，进而产生大量的漏磁通，在流经铜皮、变压器铁芯夹件等部件的过程中，会产生发热现象，直接增加10 kV配电变压器的电能损耗。从某种程度上来说，10 kV 配电变压器三相负荷不平衡是导致其能量损耗的重要因素之一。因此，相关技术人员在设计10 kV 配电变压器的过程中，必须要注重三相负荷实时平衡的问题，对电力负荷进行充分地统计和分析，从而设计出科学合理且经济的供配电系统布线方案，并采取有效的技术方式，确保三相负荷的实时平衡。此外，变压器尽可能选在负荷的中心位置，在维护期间，相关技术人员需要通过信息化手段，实时监控三相负荷的情况，若是出现不平衡问题，需要及时采取有效措施给予解决。另外，针对10 kV 配电变压器中的大容量单相电气化设备，电力企业可以使用专用单相变压器，将其连接在供配电系统的高压网络上，尽可能提高10 kV配电变压器运行的安全性与稳定性［7］。

3 结语

所谓变压器，就是实现不同电压等级电能相互转换的一种电气化设备，是电力系统中不可或缺的重要组成部分，在电力系统中起着非常关键的作用。但是，在实际的工作中，配电变压器需要消耗大量的电力能源，是电力系统中的电能消耗大户。在城镇化和工业化快速发展的新时期，电力能源的重要性日益凸显，是推动社会经济发展不可或缺的能源，而随着节能环保理念的落实，怎样降低电力系统中的能源损耗已经成了电力行业关注的热点话题。因此，电力企业和相关技术工作者需要意识到10 kV 配电变压器是现阶段电力系统不可或缺的电气化设备，直接影响电力系统运行的安全性与稳定性，同时也是电能损耗较大的电气化设备之一［8］。虽然随着科学技术不断进步，10 kV 配电变压器的设计与制造技术得到很大提升，但是其带来的能源损耗仍然不可忽视。电力企业需要积极引进先进的材料，优化10 kV 配电变压器的性能，尽可能降低由于材料因素而带来的能源损耗，同时还要确定变压器间负载经济分配，采取自动调压器技术，确保配电变压器运行三相负荷实时平衡，保证10 kV 配电变压器安全稳定运行，同时还应尽量降低10 kV配电变压器的能源损耗，进而实现节能降耗的目标。