降低10kV配电变压器损耗的方式探析

蔺金泉

摘要：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。10kV配电变压器的运行时间长，损耗占近一半的电力系统总损耗。因此，相关工作人员应注重对10kV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10kV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10kV线路供电的可靠性、安全性和节能经济性有积极意义。

关键词：10kV配电变压器;电力系统;节能技术

引言

在整个电力系统中，变压器占有重要地位，变压器不仅可以改变电压电流的大小，而且还能完成传输功率、改变相位的任务。变压器性能的优劣程度直接影响电力系统安全稳定性，在电力系统的所有损耗中，变压器损耗所占的份额尤其突出，根据相关资料表明，在我国10kV配电变压器损耗的电能约为30TWh～50TWh，占发电总量的4%～5%。且有大部分没有达到寿命年限的变压器因工作环境恶劣，内部元件老化严重，造成损耗大幅增加，由此所带负载能力也随之下降。目前，判断变压器是否处于高损耗状态的方法是对开路损耗和短路损耗的离线检测，不仅浪费资源，且受环境因素影响有诸多不便。针对这一问题，在线检测开路损耗和短路损耗及谐波损耗不仅仅可以节约能源、提高供电效率、保护生态环境，还可以及时发现潜在的故障避免事故发生，以保障电网安全稳定运行。

110kV配电变压器损耗试验中的无功补偿的相关概念

在开展配电变压器损耗试验的过程中，调压器的输出容量与电源的输出容量主要与有功分量与无功分量共同组成，在实际应用中，如果将调压器与试验过程中的测量仪表对于容量的影响予以忽略，那么配电变压器的消耗容量就等于电源与调压器的输出容量，在开展配电变压器负载试验与空载试验的过程中，对相关数据进行简单分析发现，电源输出容量与调压器的容量一大部分都消耗在了感性无功分量之上，其中只有很少一部分为有功分量，因此，要想有效的减少配电变压器损耗对实验设备及电源的容量需求，就需要减少调压器与电源的视在电流输出，而这可以通过开展感性无功分量补偿来实现。在具体的应用中，通常是采用合适的三相电容器与配电变压器并联的方式来有效实现感性无功的补偿，在实际运行过程中，电容器组所发出的容性无功电流能够有效实现负载试验与空载试验中配电变压器自身所发出的感性无功电流的补偿，这对于降低调压器与电源的输出容量具有非常重要的作用，通常情况下，无功补偿装置中所应用的电容器组的接线方式有两种：①△连接，也就是我们通常所说的三角形连接;②Y连接，也就是星形连接方式，在对不同的配电变压器开展无功补偿的过程中，由于其自身容量的差别，以及空载参数与负载参数的不同，这使得其最终所开展的补偿容量也具有一定的差别，在实際应用过程中，可以根据实际的需求来对两组独立电容器组的相关参数予以合理确定，并要对其接线方式予以合理安排，为了对该问题进行详细说明，例举某电容器组的参数及处于400V电压作用之下的补偿容量进行分析。在开展无功补偿过程中，所选择的两组电容器，依据实际的补偿容量需求，可以选择各种不同的连接方式，表2所示是集中电容器的组合方式，其中表中的N表示的含义是：没有将该组电容器接入到试验回路中。

2降低10kV配电变压器损耗的方式探析

2.1注重新材料与新工艺的应用

在设计10kV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10kV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10kV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10kV配电变压器中的应用，可以有效减小10kV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10kV配电变压器的理想材料。此外，无氧铜材料在10kV配电变压器的应用可以增强10kV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10kV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10kV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10kV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0.14mm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防止并联谐振

无功补偿应采用欠补偿的方式。这是因为若采用过补偿，则电容器的容抗和配电变压器感抗并联，对电源端而言，为容性负载，有可能和调压器的感抗构成LC回路，产生容升现象甚至是串联谐振，对试验设备和试品将会造成损伤。因此在确定补偿容量时，根据实践，补偿度控制在50%～80%为宜。

2.3检测方法

变压器损耗测试方法总体上分为以下四种：（1）采用开路、短路试验方法测量变压器铁耗与铜耗，但是这种方法不能用于在线测试，而且这种方法还受到电源容量限制，如果电源容量较小，试验的电压波形会产生较大的失真，测量会产生很大的误差;（2）测量变压器的一次侧和二次侧的输入与输出功率表，通过做差求得变压器的功率损耗，这种在线方法只能测量出总损耗而不能得到变压器铁耗、铜耗的具体值，即不能分出铁耗与铜耗;（3）用求和的方法在线测量，这种方法的原理简单、精度准确，但是算法本身很复杂;（4）针对谐波损耗，依据变压器T型等效电路推导出谐波计算公式，但高压侧电流参数测量难度大，计算复杂。

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10kV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。虽然随着科学技术不断进步，10kV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10kV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10kV配电变压器安全稳定运行，同时还应尽量降低10kV配电变压器的能源损耗，进而实现节能降耗的目标。

参考文献：

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