火力发电厂变压器节能措施探析

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摘 要：火力发电厂在为社会发展提供更多电力资源的同时，在生产过程中也消耗不少能源资源，而火电厂变压器在节能方面给予新技术的突破，给能源节约带来新的发展机遇，文章主要从电气专业中火力发电厂变压器在电力生产中的节能措施为例，实现火力发电厂能源资源消耗的再度节约研究，以期深化火力发电厂的生产发展，为我国能源开发和能耗节约多作贡献。

关键词：火力发电厂；变压器；能耗；电磁感应；节能措施

引 言：

作为电力资源重要组成部分的火电，其生产发展中该行业电气的能耗节约对我国能源资源的节约利用具有十分重要的发展意义。介于火力发电厂电气能耗探究问题中，变压器的能耗节约探讨具有十分重要的研究价值。变压器是通过其工作原理，改变电流强度，实现电压的高低调节，从而满足电力资源的远距离输送的能源战列发展需要。

火力发电主要以生产交流电的生产发展目标，实现交流电在一定能源发展范围内的有效生产，由此，电力输送是电力生产原地一个重要的内容之一，变压器作为电力输送的重要电气组成部分，在电力输送中扮演着不可替代的角色，我们从变压器的主要工作原理进行概述，实现变压器能耗方面的进一步研究和阐释，从而为我国火力发电厂变压器的能源节约问题的探讨提供有力的科学依据。

一、火力发电厂变压器工作原理概述

变压器的工作原理主要是运用电磁感应的物理工作原理来实现交流电的电压的强弱的转换。变压器的构建由初级线圈、次级线圈、和磁芯（也就是铁芯）等构件组成。变压器的主要功能是：电流变换、电压变换、阻抗变换、隔离、稳压等。变压器在工作中实现一种交流电压、交流电流的电能转换成另外一种交流电压、交流电流的电能，实现电压和电流的有效转换，从而适用于社会中各种电力资源能源用途。变压器在电力能源资源生产中主要用于电压的转换，电压经升压变压器升压后，可以减少线路损耗，提高送电经济性，达到远距离送电的目的。电压经降压变压器降压后，获得各级用电设备的所需电压，以满足用户使用的需要。

二、变压器能耗方面存在的问题

1.变压器空载损耗问题

在火力发电厂中，所有电气在工作中变压器隶属耗电率最高的电气设备，在一般情况下，较小的变压器的耗电率都可以达到96～98%。在电力系统中变压器的空载损耗主要包括铁芯中磁滞和涡流损耗及空载电流在初级线圈电阻上的损耗。前者称为铁损后者称为铜损。变压器的空载损耗主要是铁芯损耗，它由磁滞损耗和涡流损耗组成。磁滞损耗与导磁材料成正比，且与磁通密度的二次方成正比；而涡流损耗与磁通密度的二次方、导磁材料厚度的二次方、频率的二次方和导磁材料的厚度成正比，降低空载损耗就要降低磁通密度，其结果导致导磁材料的重量增加。或者采用高导磁，低损耗的导磁材料，或者采用厚度更薄的导磁材料。这些方面都可导致变压器用电率的增加，从而使变压器的能耗成本增加，然而，过薄的硅钢片又使铁芯的平面度降低导致铁芯的机械强度降低。

2.变压器负载损耗问题

变压器负载损耗方面主要是指额定电流下与参与温度下的负载损耗。具体来说，所谓额定电流是指一次侧分接位置必须是主分接，不能是其它分接的额定电流。对参考温度而言，要看变压器的绝缘材料的耐热等级。对油浸式变压器而言，不论是自冷、风冷或强油风冷，都有是A级绝缘材料，其参考温度是根据传统概念加以规定的，都是75℃。而干式变压器的参考温度都按公式算出，参考温度等于允许温升加20℃，其物理概念是绝缘材料的年平均温度。负载损耗只是衡量产品损耗水平的一个参数，或者说是考核产品合格与否的一参数，而不是运行中的实际损耗值。运行中温度是变量，负载电流也是变量，所以运行中负载损耗不是变压器名牌上标定的负载损耗值，主要是运行温度不等到于参考温度。

三、变压器节能措施

变压器是配电系统的重要设备，其自身要产生有功功率损失和无功功率消耗。它的接线方式、参数选择对功率消耗影响较大。

1.对变压器的总体节能要求措施

主变压器、联络变压器、起动/备用变压器（高压备用变压器）、高低压厂用变压器选用高效、低损耗型变压器。在综合考虑设备选择经济性的情况下，选用节能型变压器，降低变压器本身的铜耗、铁耗。

2.对主变压器的节能控制措施

《火力发电厂设计技术规程》13.1.5条指出主变容量“可按发电机的最大连续容量扣除一台厂用工作变的计算负荷和变压器绕组的平均温升在标准环境温度或冷却水温下不超过65℃的条件进行选择”。发电机的容量是根据汽轮机的容量确定的，其最大连续容量和额定容量之间一般相差5%左右，也就是说主变在额定工况下的负载系数β为0.95。

3.高压厂用变压器（起/备变）的选择措施

《火力发电厂厂用电设计技术规定》5.1.1条指出：“选择厂用电源容量时，应按机组的辅机可能出现的最大运行方式计算”。因此，在厂用变压器容量选择时，应该积极配合工艺专业，对工业专业进行全面了解，实现不可能出现的隐形方式的有效排除，以此达到高变厂变压器的容量的科学选择，达到节能降耗的发展目标。

4.低压厂用变压器的选择措施

在变压器界限组别选择时，宜选用一侧星形、一侧三角形接线，减少三次谐波污染引起的损耗及功率因数的降低。优先采用成对配置、互为备用方式，正常运行时2台变压器各带约45%的负荷，分析可见，正好是经济负载系数。

四、结语

综上所述，文章从当前我国火力发电厂的具体厂内电气能耗情况出发，以火力发电厂变压器能耗及节能措施为例，进行探讨分析，从而达到降低电厂电气的用电率，达到积极响应国家要求的节能减排目标。在以后的电厂电气相关节能减排研究能耗措施中，将更加注重节能效率，不断研发创新节能措施，为我国的节能减排作出更大的贡献。

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