变压器节能降耗的关键技术详解及措施分析
随着城市社会经济的快速发展，能源供需矛盾日益突出，对于供配电系统而言，推进节能降耗技术措施和设备装置尤为重要。变压器是供配电系统中的核心电能分配调度设备，其节能经济调度运行是电网系统节能研究的重中之重，合理采取措施降低变压器能耗是供配电系统的关键。
一、变压器节能降耗的关键技术
1.1 采用新材料
在变压器制造方面采用新型材料代替铝合金或钢铁材料，能够增强变压器抗腐蚀性，减小电阻，从而达到节能降耗的目的。目前主要有两种新型材料比较受欢迎。第一种是无氧铜材料，可以有效的降低配电变压器的线圈的内阻，实现节能降耗的目的。无氧铜材料具有加工工艺简便、取材方便、成本低的特点，同时还有利于增强配电变压器抵抗短路的能力。第二种是采用非晶体合金材料作为配电变压器的磁体材料。非晶体合金材料制作的铁芯可以有效降低电磁的损耗，从而达到提高配电变压器经济性的目的。
1.2 加装自动调压器
变压器的损耗与配电网的电压有着密切的关系，通过在变压器的负载分接头档位上安装对应的补偿电容器的技术手段，能够适量的优化和调整配电网的运行电压。自动调压器是一种利用三相耦合变压器，根据配电变压器的实际输入电压值自动调节变比来保证输出电压稳定的装置，使输入电压值在正常值的3%内自动调节，利用内部相应控制器对整个系统的电压进行实时控制，实现最大量的节能降耗。
1.3 配电变压器的经济运行方式
配电变压器的能耗不仅与配电器的制造材料、加工工艺等有关，而且还和配电变压器的运行方式有很大的关系。因此优化配电变压器的运行方式是配电变压器节能降耗的关键。我国目前采用的仍然是传统的配电变压器的运行方式，这种传统的变压器的运行方式不够合理，导致了变压器的运行能耗很高，达不到经济性的要求。。在实际配电系统中，可以采用无功耗补偿的方式。具体措施为，在配电系统中安装并联变压器无功补偿元件，这样可以提供感性负载所消耗的无功功率。常用的方式还包括，一是配电变压器的分组补偿，在低压安装并联无功耗元器件。二是采取先进的技术手段保持变压器运行时三项符合长期处于平衡的工作状况。此外降低配电变压器运行损耗一个重要技术手段就是通过调整三相负荷的平衡性使配电变压器基本处于平衡。在实际配电变压器中，当三相负荷不平衡时，会导致负序电压，使系统电压发生波动，因此也影响了配电系统的能耗。配电变压器三相不平衡时，不仅增加了自身的能耗，还会增加线路的损耗，因此必须要进行三相电的平衡。
二、变压器节能运行的措施分析
2.1 优选节能经济型配电变压器
在进行配电变压器型号、容量等选型设计过程中，应在技术上可行的基础上，优选控制损耗率较低的节能经济型产品。如：目前工程上应用较成熟的s11、s13节能经济性配电变压器，其同s9系列变压器相比，其控制损耗约降低30%左右，控制电流则降低约40%左右，同时具有过载能力强，综合节能效果较为明显。s13系列的配电变压器，其线损比较小，比较适用于运行负荷波动幅度较大的配电系统，能够满足现代配电系统负荷波动较大的工程领域。
2.2 采用多台配电变压器联合运行节能的调度方式
随着配电网系统规模和容量的不断扩大，系统负荷容量变化也较为频繁，且在各种运行方式下的损耗也有很大差别，最优运行工况点和调度方式也应随其发生改变，以达到节能降耗的目的。
配电变压器在运行过程中，其自身所产生的空载损耗和负载损耗共同形成变压器运行的有功损耗，会随负载变化而发生非线性变化，其中：空载损耗是一个特定的系数，基本不会随变压器负载率的变化而发生变化；而负载损耗则是一随负载波动的变动值，其与变压器负载电流的平方呈正比例关系。在多台变压器联合运行过程中，总有一个最低点是负载系数最低点，也就是配电变压器联合运行的综合功率经济负载系数最低点。要根据配电系统的实际情况，合理计算出变压器的最佳负荷运行工况点和经济负荷区，采取多台配电变压器联合经济调度运行，按照负载从小到大的运行特性，计算出不同负载区域的最佳变压器运行搭配台数和调控运行方式，合理根据综合功率负载关系确定多台配电变压器联合运行的最佳经济运行区域，避免出现“大马拉小车”等称非经济运行工况出现，有效提高配电变压器供电安全可靠和节能经济性。
2.3 调整配电变压器相间不平衡负载率实现节能经济运行
由于配电变压器及其供配电系统中，单相用电负荷所占比例较重，且随着各种节能电气设备、节能灯具等的广泛推广使用，配电变压器，尤其是公用配电变压器其三相负载不平衡度较大，相应引起的损耗较大，这就说明三相不平衡所引起的负载损耗非常大，是变压器节能经济运行研究的一个重点。通过合理的相间负载优化调整，降低三相间负载不平衡度，使配电变压器三相负载几乎接近平衡关系，这样就能获得较好的相间平衡关系，降低配电变压器运行过程中的有功损耗和无功消耗，提高电能分配调度转换效率。
2.4 进行适当无功补偿
从配电变压器运行工况及其与负载间的负荷曲线可知，配电变压器的无功负荷主要集中在轻载或空载运行工况，此时会产生励磁无功，其消耗的无功容量约为配电变压器额定容量的10%～15%。因此，可以采取集中无功补偿措施，通过合理选择svc、svg、tsc等无功补偿装置，将抵押无功补偿电容器通过负荷开关接到配电变压器母线侧，在系统运行在轻载或空载工况时，合理切投电容器来实时进行无功补偿，提高10kv配电系统的功率因素，有效降低配电变压器的运行损耗，同时达到提高端部低压改善电压质量的节能经济效果。
三、结束语
综上所述，在配电网中合理采取优选节能性配电变压器、多台配电变压器联合经济调度运行、优化调整三相负荷、进行适当无功补偿等节能措施，能够降低配电变压器运行损耗，达到节能降耗经济调控运行的目的。
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变压器的损耗与配电网的电压有着密切的关系，通过在变压器的负载分接头档位上安装对应的补偿电容器的技术手段，能够适量的优化和调整配电网的运行电压。自动调压器是一种利用三相耦合变压器，根据配电变压器的实际输入电压值自动调节变比来保证输出电压稳定的装置，使输入电压值在正常值的3%内自动调节，利用内部相应控制器对整个系统的电压进行实时控制，实现最大量的节能降耗。
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