10kV配电变压器的节能降损技术措施探究

发表时间:2020/6/3   来源:《中国电业》2020年4期   作者:徐佳佳
[导读] 由于社会的进步,电力建设也逐渐加快了步伐,电力输送系统是人们正常生产、生活的保障

        摘要:由于社会的进步,电力建设也逐渐加快了步伐,电力输送系统是人们正常生产、生活的保障,但是电能损耗严重制约了电力工业的发展。随着可持续发展战略的提出,10kV配电变压器的节能技术措施也逐渐引起了关注,基于此,本文针对其现存问题进行分析,继而提出10kV配电变压器的具体节能技术措施,希望可以对配电变压器的节能化发展有所帮助。
        关键词:10kV配电变压器;节能技术;自动调节能力
         变压器是电力系统中重要的不同电压等级电能转换的主要电气设备,配电变压器经济运行拥有良好的发展优势,然而配电变压器的损耗也是整个电力系统中较为突出的问题。同时,10kV配电变压器产生的损耗大、自动化水平低的问题普遍存在,不利于电力系统的稳定发展,因此对10kV配电变压器进行节能降损处理显得尤为必要。
1.我国10kV配电变压器节能降损技术现状
         当前我国配电变压器大多使用过去的配电技术,只有少数发达地区使用新型节能变压器,极大的减少了配电变压器在运作中的无形损耗,保证电力系统的经济有效运行。
         10kV配电变压器在我国的发展历史较为短暂,从20世纪60年代起,我国电力系统开始发展起来,国家出台一系列政策强制电力系统使用S7系列配电变压器,这种变压器的损耗较过去的变压器损耗较低。直到20世纪末,我国开展电网改造变革运动,用S9系列变压器取代过去的S7系列变压器,然而S9系列变压器损耗仅仅比S7系列变压器减少了8%左右。随着我国经济的不断发展,电力技术较以前有了很大的提高,国内关于节能型变压器的探索研究取得了不错的成效,但是与国外先进的节能降损技术相比,我国配电变压器的节能降损技术仍存在较大劣势,因此需要不断加强对10kV配电变压器的节能降损技术的探究,努力缩小与国际先进技术水平的差距,促进电力系统的发展。
2.10kV配电变压器节能技术应用的现存问题
         现阶段,在我国电网系统中,10kV配电变电器应用广泛,但是在配电变电器的节能方面还存在着很多不足,在一定程度上造成了资源的大量损耗,虽然经过了多代改革,但是还没有达到节能减排的需求,还存在着以下几个方面的问题。
2.1生产工艺落后
         生产工艺落后是当前10kV配电变压器比较显著的问题。对于10kV配电变压器来说,通常情况下,设备的配置是需要十分精密的,因为这不仅仅会涉及到多种的制作材料,在结构的使用和建设方面也有着很多的要求。而材料和结构的配置又是10kV配电变压器节能效果的重要影响因素之一。但是,现阶段,对于10kV配电变压器的生产,很多企业还是通过原有的设备进行一系列的生产以及制造的活动,以至于10kV配电变压器配件的精密度无法满足相应的要求,从而在一定程度上造成了电能的过多损耗。也就是说,生产工艺落后的问题是当下10kV配电变压器节能技术应用过程中,提升节能效果所必须解决的问题。
2.2配电系统自动调节能力低
         配电系统自动调节能力低也同样是现阶段10kV配电变压器节能技术应用过程中所存在的问题。通常情况下,10kV配电系统在运行时,其负荷就会发生一系列变化,从而在一定程度上增加了其电能耗损。在这种背景下,再加上配电系统的自动调节能力不足,从而使得负荷的自动调整性能不高,直接引起了配电变压器节能性能难以提升的问题。简单来说,就是10kV配电变压器运行会产生负荷,而配电系统自动调节能力低,直接导致负荷所增加的电能损耗无法得到有效地控制,从而导致了配电变压器的节能效果无法满足相关要求。
2.3变压器负荷分配问题
         10kV配电变压器节能技术应用过程中,还存在着变压器负荷分配的问题。具体来说,随着我国相关技术的发展与进步,10kV配电变压器的用电负荷在很大程度上得到了提升,但是对于变压器负荷分配来说,还依然是通过原有用电负荷来进行相应的计算,直接引发了配电变压器负载过大的问题。

而一旦配电变压器负载过大,不仅仅会造成配电变压器工作状态的不稳定,还会在一定程度上缩短10kV配电变压器的使用寿命,还使得工作过程中的能量损耗进一步提升,无法满足当下节能减排的要求,不利于10kV配电变压器的健康可持续发展。
3.10kV配电变压器节能降损技术措施
3.1新材料的应用和新工艺的改进
         当前我国配电变压器的材料大多使用钛合金或者钢,然而这两种材料极易被腐蚀,电阻较大,无形之中造成了电力的损耗,因此为了尽量降低电能的损耗,需要使用其他新型材料。可以利用无氧铜材料来制作配电变压器,无氧铜能够在很大程度上降低配电变压器线圈的电阻力,达到节能降损的目标。并且无氧铜取材较为方便,成本相对较低,加工过程较为便捷,有助于提高10kV配电变压器抗短路能力。此外,非晶体合金材料制作的铁芯也能极大的降低电磁能的消耗,保证10kV配电变压器的经济性。
         当前我国10kV配电变压器大多采用传统的制造手段,不利于实现配电变压器的节能降损目标。因此在10kV配电变压器制造过程中引进新工艺,可以有效地降低电能损耗。同时,采用现代化极端及技术对变压器进行数据加工,对零件的精确性进行严格控制,对变压器内部结构进行调整,从而优化配电变压器的性能。当前我国10kV配电变压器零件精准度高达0.14mm,能够有效地降低配变变压器的无形损耗。
3.2设置自动调压器
         在10kV配电变压器运行过程中,配电变压器的负载将会对变压器的节能能力造成很大影响,研究结果表明,当配电变压器负载超过额定负载5%时,配电变压器的铁损会极大增加,幅度为15%左右,而当变压器负载超过额定值10%时,变压器的能量损耗将提升50%,所以在进行变压器节能设计时,需要能够使配电系统对变压器的负载进行自动控制,使变压器的负载始终保持在额定电压范围内,目前采用自动调压器实现这一功能。自动调压器工作过程相当于一个三相自耦变压器,使配电电压波动处于20%以内,保证配电系统的稳定性和节能性。另外在自动调压器工作过程中,也能够根据配电网中的负载情况调节主变压器的分接头,使出线电压满足要求,但是需要注意的是,这种方式在当前的发展中存在不足,主要体现在无法满足长距离输电的电压保持要求,导致变压器附近线路的电压较高,而远离变压器的线路电压较低,造成一定程度上的供电质量下降,所以在设置自动调压器时,通常与无功补偿系统相结合,保证配电质量。
3.3确定变压器间负载的经济分配
         由于变压器在运行过程中负担不同电压值,使得变压器有功损耗与无功损耗差异巨大。因此需要对10kV配电变压器的负载量进行合理分配,实现负载电量的最优化,最大程度降低整个配电系统的损耗。同时,在配电系统中使用并联变压器无功补偿元件,对变压器消耗的无功功率进行有效补偿,从而实现配电变压器节能降损的目的。
3.4保证配电变压器三相负荷的平衡
         配电变压器运行三相负荷的平衡性在很大程度上会影响10kV配电变压器的电能损耗,在10kV配电变压器运行时,如果三相负荷不平衡,出现的负序电压会导致整个配电系统的电压波动,当三相负荷某一绕组负荷电量超出正常水平时,会导致绕组出现铜损的情况,增加配电变压器的电能损耗。因此保证配电变压器三相负荷的平衡对配电器电能损耗有着重大影响。当前我国10kV配电变压器保持三相负荷平衡的方法主要有:第一,在负荷中心的区域安置配电变压器;第二,在10kV配电系统的单向电气设备使用单向变压器来控制电压值;第三,采用无功补偿方式并安装消谐设备来维持三相负荷的平衡。
4.结论
         由于10kV配电变压器损耗不断增加,相关电网工作人员应该对完善电网管理制度、协调变电器负载的分配、自动调压器的选用、无功补偿提高变压器负载功率以及平衡三相负荷加以重视,切实有效的改善10kV配电变压器的节能效果。
参考文献
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