论低损耗节能型变压器在大港油田电力系统中的节能效果
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摘 要：降低变压器损耗以提高变压器效率，是节约电能的关键环节之一。我国最早的中小型变压器耗能多，不节能，并且质量较差，其损耗比国际先进水平高出很多。所以，使用低损耗变压器，对于实现旧变压器的更新换代，具有重大意义。为了降低变压器的电能损耗，达到最佳经济运行的目的，作者主要从降低空载损耗，改变铁芯结构，降低负载损耗，改进绝缘结构，合理选择变压器的运行方式可达到节能降耗的目的这几个方面进行论证。加强节能型低损耗变压器在油田电力系统中的应用，不仅能为油田节约了大量的资金，而且可以确保油田供电运行的连续可靠运行。
关键词：节能型变压器；损耗；油田；电力系统
中图分类号：TE43 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2012）35-0162-02
变压器是输变电系统中的主要设备之一。它是一种静止的电器，其原理是在共用的铁芯上绕着两个或两个以上的线圈，通过电磁感应的作用，把某一种等级的电压与电流改变成另一种等级的电压与电流的装置。其作用是升高电压，远距离输送电能，当电能输送到用电地区后，变压器又可以把电压降低，为满足用户需求，将电能送给用户。变压器的总容量很大，一般情况下，其总容量为发电容量的6倍左右。由于容量大，且运行中的变压器技术指标落后，故并不能满足供电系统的要求，其损耗几乎达到线路总损耗的18%～20%，降低变压器损耗以提高变压器效率，是节约电能的关键环节之一。使用低损耗变压器，对于实现旧变压器的更新换代，具有重大意义。
而如何能够降低变压器的电能损耗，达到经济运行的最佳状态呢，文章从三个方面予以论述。
1 降低空载损耗，改变铁芯结构
虽然变压器的空载损耗仅占总损耗的三分之一，但它不随负载而变化。这对于中小型变压器降低空载损耗就更为明显。一般规定变压器的空载损耗Po=KcPcGc。因此，若要降低空载损耗必须降低铁芯的重量Gc，单位的损耗Pc和工艺系数Kc，还需要采用性能很好的硅钢片。故我们可采用单位损耗较小的优质冷轧硅钢片降低变压器的空载损耗，另外还要降低工艺系数，有效利用硅钢片材料的优势性能，尽量使磁通沿着硅钢片轧制方向通过铁芯所有接缝。
2 降低负载损耗，改进绝缘结构
变压器的负载损耗占总损耗的70%～80%，数值很大，一般规定变压器的负载损耗近似为线圈电阻损耗，所以负载损耗为： Pk=KmδGm
降低导线的重量Gm、电流密度δ和与导电率有关的系数Km，也可以达到降低负载损耗的目标 。在此要做到，适当降低电流密度，改善绝缘结构，缩小绝缘的体积，提高线圈填充系数，减小线圈的尺寸，如此以减小损耗。在低损耗变压器中应用圆筒式线圈层间及高、低压间采用瓦楞纸板做油隙的方式，代替撑条来缩小绝缘尺寸，负载损耗大小与铁芯尺寸变化成正比。
3 合理选择变压器运行方式，进一步节能降耗
根据变压器经济运行条件调整用电负荷，合理地选择变压器的运行方式，可以使得损耗最大限度地降低。变压器若为两台或两台以上并列运行，则须依据合理的技术性能参数选择运行方式，并以总损耗量最小的原则，合理分配各台变压器的负载。季节性运行的变压器，应在非生产季节停止运行，即便因特殊情况不能停运，也应配用小容量变压器或变容量变压器；变压器平均负荷率若小于30%，则经过严谨的技术经济评价工作后，可更换为相应容量的节能变压器。
3.1 节能型、非节能型变压器在功率损耗上的对比
现以容量较小的节能型、非节能型变压器为例，通过比较就可以看出短路损耗与空载损耗有所不同，具体数据对比如表1所示。
从表1数据中看出：在同等容量的情况下，节能型与非节能型变压器的短路损耗，空载损耗有着很大的差别。经计算，200 kVA节能型变压器比非节能型的短路损耗减少483 W，空载损耗减少445 W；250 kVA节能型变压器比非节能型的短路损耗减少684 W，空载损耗减少658 W；315 kVA节能型变压器比非节能型的短路损耗减少717 W，空载损耗减少758 W；400 kVA节能型变压器比非节能型的短路损耗减少504 W，空载损耗减少725 W。这充分说明节能型变压器比非节能型变压器的短路损耗、空载损耗都低，损耗降低数值如表2所示。
短路损耗降低率=（非节能变压器短路损耗-节能变压器短路损耗）/非节能变压器短路损耗*100%。
空载损耗降低率的计算方法同上。
从表2数据中看出：200 kVA变压器节能型的比非节能型的短路损耗降低12.71%，空载损耗降低45.26%；250 kVA变压器节能型的比非节能型的短路损耗降低14.83%，空载损耗降低49.72%；315 kVA变压器节能型的比非节能型的短路损耗降低13.1%，空载损耗降低49.72%；400 kVA变压器节能型的比非节能型短路损耗降低8.0%，空载损耗降低45.31%。
3.2 节能型低损耗变压器在油田各变电所的推广应用
我油田电力系统中有大量的主变压器，主要分布在油田的二十多座变电所，1994年以前全部为非节能变压器，它不仅自身损耗大，还增加了网损，影响了电压的质量。近年来，我油田十分注重供电管理，不断加强了对变电检修人员的技术培训工作，并起到了最佳效果，用我们的技术和实力逐步对分布在全油田二十多座变电所的非节能型主变压器进行了更换，截止目前除港东11万、港炼、枣园、王徐庄等十几座变电所自投产改造时直接为节能型变压器外，现已逐步将港西、西二、羊三木、板桥、王官屯、小集、东二、枣二联、滨南、官八零、中心区等13座变电所的24台变压器全部更换为节能型变压器。
变压器年耗电量损耗计算公式为：
Wy=H（P0+βPk）
式中：H为变压器年运行小时；取8 760 h；P0为变压器空载损耗kW；β为负载系数10 kV为53.4%，35 kV为67.57%；Pk为变压器额定时的负载损耗，kW。
节能型变压器年损耗 Wy=8 760×（4.75+0.6757×27）=149 598 kWh
高损耗变压器年损耗：Wy=8 760×（10.8+0.6757×34）=230 592 kWh
由此计算方法得：一台3 150 kVA的节能型变压器年电能损耗为149 598 kWh，而非节能型变压器年电能损耗为230 592 kWh，相对节能型比非节能型变压器每年要少耗电能80 994 kWh，按每度电为0.48元计算可折合资金38 877.12元，两台就节省资金77 754.24元，所以，24台节能变压器总容量为172 300 kVA，应节省的损耗为
4 430 243 kWh，若每度电按0.48元计算，可节省资金
2 126 516.64元，按变压器使用年限为10 a计算，可节约资金21 265 166.4元。事实证明：节能型变压器的容量越大，台数越多，节能效果就越好，为此，大力推广使用节能型变压器是很有必要的。
非节能型变压器的运行，能造成电能损耗的增大，降低电网的效率，同时也浪费电力资源。而节能型变压器的短路损耗、空载损耗要比非节能型变压器的损耗小的多，自然损耗率就低，因此在电力系统中的节能效果最佳，是我们今后实现节能增效的最佳途径之一。
加强节能型低损耗变压器在油田电力系统中的应用，不仅能为油田节约了大量的资金，而且可以确保油田供电运行的连续可靠运行。只有加强电力资源管理，充分利用现有设备，全面实行对供电系统的高科技管理，彻底实现经济运行，降低变压器损耗，才是节约能耗的重要途径。
参考文献：
[1] 李强，王艳松.节能型配电变压器在油田电网的节能效果分析[J].电气时代，2008，（3）.