1、关于电力变压器能耗问题的研究摘要：随着我国经济建设的发展,电力工业规模迅速的壮大起来,电力变压器的单台容量和安装容量快速增长，其自身消耗的电量也越来越大，因此有必要采取相应的技术措施来减少变压器的自身损耗。 关键词：能耗；空载；负载；变压器 中图分类号：TM41 文献标识码：A 变压器（Transformer）是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁心（磁芯） 。主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压（磁饱和变压器）等。它可以把一种交流电压、交流电流的电能转换成相同频率的另一种交流电压、交流电流的电能。变压器在电力系统中的主要作用是变换电压,以利
2、于电能的传输。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。 一、变压器空载损耗问题 电力系统中变压器是利用效率最高的电气设备之一，一般中、小变压器都可达 9698。在电力系统中变压器的空载损耗包含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
3、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。其结果都导致变压器成本的增加，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。 二、变压器负载损耗问题 负载损耗是指额定电流下与参与温度下的负载损耗。展开些说，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
4、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、变压器空负载损耗的特征 ：空载损耗，主要是铁损，包括磁滞损耗和涡流损耗； 磁滞损耗与频率成正比；与最大磁通密度的磁滞系数的次方成正比。涡流损耗与频率、最大磁通密度、矽钢片的厚度三者的积成正比。 C：负载损耗，主要是负载电流通过绕组时在电阻上的损耗，一般称铜损。其大小随负载电流而变化，与负载电流的平方成正比；（并用标准线圈温度换算值来表示） 。 负载损耗还
5、受变压器温度的影响，同时负载电流引起的漏磁通会在绕组内产生涡流损耗，并在绕组外的金属部分产生杂散损耗。 变压器的全损耗 = C 变压器的损耗比=C/ 变压器的效率=/（ ） ，以百分比表示；其中为变压器二次侧输出功率 空负载损耗注意的问题 （一）在温度换算时应注意的事项 电阻损耗与温度成正比，负载损耗中附加损耗与温度成反比。所以应将负载损耗分解成二部分后再换算。在温度换算时，对铜导线而言，参考温度应按规定 35 加规定参考温度值计算，测量负载损耗时温度也应加班费 35 后再换算。 （二）空负载测量时应注意的事项 低损耗变压器的负载损耗的功率因数较低，所以测量系统与测量设备与仪表的选取用与以前提
6、到的测量空载损耗的要求相同。 损耗的计算值在实际测量中，所加电流不能低于 50%额定电流。这是新标准的要求，否则实测值不能换算，即使换算也无效。负载损耗的评价值比空载损耗要低些，但负载损耗的绝对值大，如超出同样的百分数，或同样的测量误差，其 Z 绝对值还是大的。 空载损耗与温度基本无关，而负载损耗是温度的函数。 空载损耗是指冲击试验后的实测值，如果硅钢片的漆膜质量不好，冲击试验后空载损耗会增加。测负载损耗时，绕组温度应接近外围温度，在干燥出炉后不久，或注油的油温比室温高时不宜立即测量负载损耗，因为负载损耗是温度的函数。另外，测负载损耗的时间要短，时间一长，绕组温度会变。用作短接绕组的短路工具要
7、有足够的导电截面，短接大电流绕组时必须用螺栓拧紧。否则短路工具联接不好时会在联接处产生局部过热，这部分热量倒涌入绕组时会影响测量精度。 （三）附机的损耗的事项 附机的损耗，不包括在空载损耗与负载损耗中。这种损耗如风扇电机、潜油泵、有载分接开关操动机构中的电机等。这种损耗虽不加考核，但应尽量的低。如强油风冷却器的风机与泵的损耗一般应在散热功率的 5%以下。即 100kW 以下。 五、低损耗变压器技术的使用 （一）使用新材料技术 变压器损耗中的空载损耗，即铁损，最早用于变压器铁芯的材料是易于磁化和退磁的软熟铁。1900 年左右，经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
8、阻率增大，涡流损耗降低。经多次改进，用 0.35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/，铁损大幅度降低。目前推广应用的低损耗变压器，改变了传统的叠片式铁心结构。硅钢片连续卷制，铁心无接缝，大大减少了磁阻，空载电流减少了 6080，提高了功率因数，降低了电网线损，改善了电网的供电品质。连续卷绕充分利用了硅钢片的取向性，空载损耗降低2035。运行时的噪音水平降低到 3045dB，保护了环境。 根据负
9、载曲线进行匹配选择 变压器的节能负荷率与年最大负荷损耗时间有关，按节能负荷率计算变压器的容量，要小于按最佳负荷率所计算的变压器的容量，这样不但年电能损耗小且一次性投资省。根据变压器负载曲线，在的平均负载系数越高，要选用损耗比越小的变压器；否则要选用损耗比越大的变压器。 通过对比分析和计算可以得出 1、负载曲线的平均负载系数越高，为达到损耗电能越小，要选用损耗比越小的变压器；负载曲线的平均负载系数越低，为达到损耗电能越小，要选用损耗比越大的变压器。 2、将负载曲线的平均负载系数乘以一个大于 1 的倍数，通常可取 1-1.3，作为获得最佳效率的负载系数，然后按 b（1/R）1/2 计算变压器应具备的损耗比。 3、对于实际负载，变压器本身应具有较佳的损耗比，而且总损耗最小，即空载损耗与负载损耗之和要尽可能地小。 总之，变压器是大量应用、电力设施的关健设备，其能耗问题一直是各方面技术人员都关心的内容，通过技术变革，变压器能耗下降，能直接带动经济效益的提升和企业产业的升级。
