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变压器节能原理及使用选择探讨

时间:2017-11-17 10:38:58 点击:81

  随着我国电力事业的不断发展,节能减耗已经成为电力工作的一个重点环节。从国内许多统计资料看,我国近年来电网损耗占到了供电总容量的7-8?,而其中的主要电路损耗来源于变压器。由此可见,降低变压器的损耗可以在宏观上很大程度的减少我国总体电网损耗。因此,如何使用和选择变压器,使其发挥节能减耗作用,成为电力工作的一项重任。

  配电电力变压器是一种静止的电气设备,是用来将某一数值的交流电压(电流)变成频率相同的另一种或几种数值不同的电压(电流)的设备。当一次绕组通以交流电时,就产生交变的磁通,交变的磁通通过铁芯导磁作用,就在二次绕组中感应出交流电动势。二次感应电动势的高低与一、二次绕组匝数的多少有关,即电压大小与匝数成正比,其主要作用是传输电能,我国变压器的总损耗占系统总发电量损耗的70%左右,由此可推算出损耗每降低一个百分点,每年就能节约近百亿度电,因此,降低变压器损耗势在必行。

  根据一般学术划分,变压器的损耗主要分空载损耗和负载损耗及其它损耗三部分。

  一.空载损耗:

  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,两者分别称为铁损,铜损。通常由于空载电流小到铜损可以忽略,也就是说空载损耗主要来源于铁损。

  二.负载损耗:

  此损耗是指变压器初、次级线圈中电流在电阻上产生的铜损耗及励磁电流在励磁电阻上产生的铁损耗。当电流为额定电流时,后者很小,可以忽略,该损耗主要是电流在初、次级线圈电阻上产生的铜损。

  三.附加损耗:

  此损耗包括附加铁损及附加铜损,由于这两种损耗数量很小,又难以测定,可以不计。总之,变压器的损耗主要是不变损耗和可变损耗。

  综上所列,减少变压器损耗可以从以下两个方面入手:

  首先,可以采用先进材料、工艺、设计方法降低空载损耗,也可通过改进铁心结构降低空载损耗。空载损耗也就是上文提及的铁损,主要发生在变压器铁芯叠片内,是因交变的磁力线通过铁芯产生磁滞及涡流而带来的损耗。

  国外原始的变压器铁芯的材料是易于磁化和退磁的软熟铁,目的是克服磁回路中由周期性磁化所产生的磁阻损失以及铁芯由于受交变磁通切割而产生的涡流,当时变压器的整个铁芯是由铁线束制成,而不是由整块铁构成。

  1900年左右,经多方研究发现在铁中加入少量的硅或铝可大大降低磁路损耗,增大导磁率,且使电阻率增大,涡流损耗降低。后来,经多次改进,用0.35mm厚的硅钢片来代替铁线制作变压器铁芯。

  近年来,世界各国都在积极研究生产节能材料,变压器的铁芯材料已发展到现在最新的节能材料――非晶态磁性材料,如2605S2,非晶合金铁芯变压器便应运而生。使用2605S2制作的变压器,其铁损仅为硅钢变压器的1/5,铁损大幅度降低。这一系列技术的推广将在很大程度上降低铁损。

  其次,要求供电设计施工人员要尽可能的利用所学知识,在选择使用变压器的时候,灵活应用先人计算公式,选择合适的与线路匹配的变压器,杜绝大马拉小车的情况出现,这样就降低了负载损耗。结合我国的地域广阔,使用电力变压器的客户不同,笔者建议应该因地制宜,针对生产工业区、城市生活区及农业用电区,根据各自不同的用电情况,科学合理的规定对应配送电设备;根据上述降低损耗经验,使用对应的变压器设备。

  期望在未来的几年里我国能逐步完成新型节能变压器的推广完善,使我国的电力输送节能走上一个新的台阶。

作者:编辑部 来源:中国变压器网
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