张朋朋 王海入
华信咨询设计研究院有限公司 浙江杭州 310052
摘要：随着我国电力产业的不断发展，配电变压器已经基本普及，但是有关于配电变压器的具体实施技术还不完善，并且相关的理论研究还仅仅停留在初级水平，变压器在运行过程中会出现能源损耗的现象，因此，对配电变压器节能降损技术进行相关研究具有重要意义。
关键词：配电变压器；节能降耗；技术
引言
现如今节能与环保越来越受到各国的重视，我国的《节能减排“十二五”规划》详稿中也明确要求“十二五”期间要降低电力变压器的损耗，其中空载损耗降低10%~13%，负载损耗降低17%~19%。2013年，国家标准化管理委员会发布了GB20052—2013《三相配电变压器能效限定值及能效等级》公告，并于同年10月1日实施。加上近年来国网对配电变压器需求多为节能型产品，节能型配电变压器已成为市场主流需求。
1配电变压器节能降耗现状
配电变压器是整个配电系统中最重要的组成部分之一，具有着极其重要的作用，但同时也是整个能源转化过程中电力损耗最大的一个环节，因此降低配电变压器的能源损耗是目前急需要解决的任务。现阶段我国大部分的配电变压器还采用老旧的配电技术，只有部分经济发达的地区使用了国际上最新的节能型变压器，节能变压器相比较传统的变压器在能源利用以及能源转化率方面有着巨大的优势。我国传统的配电变压器的发展历经了以下的阶段，在20世纪60年代后期，当时的我国还在工业建设初期，电力转化系统上的发展才刚刚起步，出于安全性和经济效益来说我国大部分地区都采用了S7型号的配电变压器，相较于50年代的高能耗变压器其优点不言而喻。
2配电变压器节能降耗技术对策
2.1优化负载方案
优化变压器之间的负载方案是配电变压器的节能技术的重要环节。现阶段，对于配电变压器的设计、装配来说，通常是需要多台变压器联合使用的，不仅仅是为了提升供电容量，还是为了维持配电系统的稳定性，但是在一定程度上引起了配电网的节能问题。而要想提升这种模式下的节能能力，可以进行变压器组间的负载情况的转变。具体来说，在进行配电变压器组的设计以及分配的过程中，有根据相关的节能要求，进行负载方案的优化，从而降低配电变压器组的能量损耗。例如，在并列式配电变压器组的设计过程中,首先，要根据进行两台变压器的分别损耗的计算，再根据分别损耗，进行综合损耗的计算，得出相应的损耗关系，从而进行经济运行方案的确定与优化。
2.2设置自动调压器
在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。
2.3平衡三相负荷
在配电变压器的实际运行过程中，一旦变压器三相负荷出现不平衡的现象，就会使得变压器三相压差处于较高水平，进而会有负序电压的产生，使整个系统电压变的极不稳定，影响配电系统的稳定运行。当变压器中的电流过大时，相应的铜损就会增加，并且当三相负荷发生不平衡的现象时，其中形成的漏磁通会流经相关设备，使得内部产生热量，增加内部能量损耗。在三相负荷处于平衡状态时，相关变压器设备损耗最小，当三相负荷处的不平衡处于最大状态时，其损耗就是平时损耗的三倍左右。因此，在对配电变压器进行设计施工时，应该重视配电器的负荷情况，科学设计线路排布方案，使得设备运行时三相负荷尽量可以长期处于平衡状态，并且配电变压器的位置应该尽量选择在三相负荷的中心位置。在配电变压器的后期运行维护中，应该通过网络化的监控系统对监测的电路系统进行实时监测，一旦出现三相负荷不平衡现象，相关工作人员应该及时对出现的问题进行分析总结，汇报上级，第一时间提出解决方案，并且加以解决，以免出现更大的损失。对配电网络中出现的大容量电气设备，应该选用特殊的变压器设备，同时采取上述的无功补偿装置，加大整个系统的运行功率，保证系统安全稳定的运行，减少运行中电能的损耗。
2.4引入新材料及提升制造工艺
当前我国的配电变压器虽然已经进行多代发展，但是相较于发达国家，节能性能还是存在较大不足，造成这种现象的原因可以分为材料制造落后以及制造工艺落后两个方面。当前的配电变压器使用材料容易被腐蚀，并且电阻较大，这种材料极大增加了配电变压器的能耗，所以需要进行新材料的引进。当前应用和研究较为广泛的材料包括无氧铜和磁体材料，其中无氧铜是在源头上降低了配电变压器的能量损耗，通过降低线圈数量的方式，磁体材料则是通过铁芯来降低配电变压器的电磁损耗，达到提升节能能力的目的。另外在配电变压器生产过程中，各零部件的生产参数能够对变压器的节能效果形成很大影响，所以要提升节能能力，需要优化现有的生产工艺，降低零部件的生产误差，满足提升节能能力要求。
2.5无功补偿提高变压器负载功率
整个配电系统中存在许多感应电气设备，此类设备在运行过程中需要一定的无功功率保证系统内的电磁平衡。整个配电系统中无功容量的降低，会使得配电变压器的损耗增加，产生较大的电能损失。针对这一情况，相关工作人员可以使用无功补偿装置，例如常用的SVC、SVG等，从而可以保证整个配电系统无功区域的平衡，使得电网中的电流减低，进而减少配电变压器的电能损耗。在变压器允许的电压范围内，将调压设备和无功补偿装置结合使用，可以最大限度的发挥二者的使用效果，最大程度的减少配电变压器节能效果。
结语
配电变压器运行过程中产生的能耗占整个电网运转系统中能耗总量的45％左右，能源损耗过于巨大，因此，在对设备进行施工，选材的过程中必须要严格且准确，并结合最新的技术方案，使我国的变压器即使在长期的工作中，也可以达到提高性能、降低能耗的期望。
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