节能型变压器原理及应用

引言

        中国变压器的发展经历了几个阶段：上世纪80年代中期，中国政府强制性地采用S7系列低损耗配电变压器在全国范围内淘汰正在电网运行的JB1300-73和JB500-64标准的高能耗变压器。从1998年开始，中国政府又不惜代价地在全国推行两网改造，用S9系列配电变压器取代S7系列。与S9一样，作为第七代节能产品的还有非晶合金变压器、卷铁心变压器、全密封变压器等。

什么是节能型变压器
        节能型变压器是指性能参数空载、负载损耗均比GB/T6451平均下降10％以上的三相油浸式电力变压器(10kV及35kV电压等级)；产品性能参数空载、负载损耗比Gwr10228(组I)平均降低 1O％以上的干式变压器。目前节能型变压器主要有“9”、“10”、“11” 型等系列油浸变压器和“9”、“10”型等系列干式变压器，其中有叠铁心、卷铁心和非晶合金铁心等。
节能型变压器节能原理
        这里主要讲一下变压器增容技术的节电原理。
        变压器增容(节电)技术主要是提高变压器的利用率。具体措施是通过对企业实际用电情况测试，根据电机的实际工作状况，在电机上加装“量身定做”的增容节电器(专有技术)，该增容节电器作用有二：
        1、使用电系统中所有电机的功率因素趋近于1(实际功率因素大于0.98－0.99)，基本取消无功功率；
        2、提高电机的效率η，则电机在相同的输出功率的情况下，有功电能消耗降低。
        通过对系统全面改造，使变压器的视在功率大幅下降，以起到增容的作用，一般情况下，低压(400V)变压器可以增容50%－120%，高压(6KV、10KV)变压器可以增容30%左右。对需要增容的企业而言，其经济意义如下：
        1、避免增容的一次性投资，包括变压器购置费、土建费、配电柜和开关柜购置费、线路改造费以及增容设计费等；
        2、避免了增容变压器的自身电能损耗，同时由于电流大幅下降，减少了线损；
        3、1KVA变压器每年可以节约基本电费180元(基本电费按15元/月KVA计算，如当地收费不同，可以相应调整)。
        对于不需要变压器增容的企业，通过技改后，可以将原先的大变压器更换成小变压器，这样既降低了变压器的电能损耗，又可以节约大量的基本电费。
节能型变压器分类及特点
        节能型变压器可分为：卷铁心配电变压器、单相配电变压器、非晶合金配电变压器和干式配电变压器。
        1.卷铁心配电变压器（SII型）：这种变压器早在6O年代已被一些发达国家所采用，近年来在我国逐渐推广，在国家电网第二期农网改造中尤为突出。卷铁心变压器的优点：降低变压器空载损耗约10%至25％，依变压器容量而变；降低空载电流，一般为叠片铁心的50％；变压器噪音水平显著降低，小型变压器可做到37至42dB，减少对城镇噪音污染。
        2.单相配电变压器（D1O型）：此类变压器多为柱上式，便于安装并靠近负荷中心，通常为少维护的密封式。与同容量三相变压器相比，空载损耗和负载损耗都小，有效材料用量也少，价格低20%至30％。
        3.非晶合金配电变压器：非晶合金配电变压器的空载损耗昆硅钢片的下降70%至80％，至今未全面推广使用的根本原因是价格较高。
        4.干式配电变压器：由于结构简单、维护方便、防火阻燃、防尘等特点，被广泛应用在对安全运行有较高要求的场合。主要有两类产品；环氧树脂干式变压器和浸渍式干式变压器（或称做Nomex纸型）。
节能型变压器的应用
        中国变压器的发展经历了几个阶段：上世纪80年代中期，中国政府强制性地采用S7系列低损耗配电变压器在全国范围内淘汰正在电网运行的JB1300-73和JB500-64标准的高能耗变压器。从1998年开始，中国政府又不惜代价地在全国推行两网改造，用S9系列配电变压器取代S7系列。与S9一样，作为第七代节能产品的还有非晶合金变压器、卷铁心变压器、全密封变压器等。
        但这先后两次全国大规模的更新换代，新产品仅比老产品降低空载损耗约8至15。目前市场上已出现了比S9系列更节能的产品，如S10、S11系列等。节能在变压器领域仍在继续。

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    2005年8月18日，中国国家标准化管理委员会（SAC）颁布了三相配电变压器能效限定值及节能评价值的相关标准。本标准规定了三相配电变压器能效限定值和试验方法。拟定于WTO秘书处分发之日起90天后批准，并于批准日起6个月后生效。
        该标准由全国能源基础与管理标准化技术委员会提出，由中国标准化研究院等单位联合起草。规定了三相配电变压器的能效限定值、目标能效限定值、节能评价值和试验方法。该标准适用于三相10kV，无励磁调压额定容量30kVA至1,600kVA的油浸式和额定容量30kVA至2,500kVA干式配电变压器,不适用于充气变压器。
        该标准主要包括配电变压器能效限定值、配电变压器目标能效限定值、配电变压器节能评价值。
        配电变压器的能效限定值是指在规定测试条件下，配电变压器的空载损耗和负载损耗的标准值。这项定义规定了配电变压器损耗的最大值，即配电变压器的市场准入值。该标准规定的油浸式配电变压器与干式配电变压器的能效限定值相当于现行S9系列产品的损耗水平。换句话说，今后如生产的产品损耗值大于该标准规定值，即属于非法。
        配电变压器目标能效限定值是指配电变压器预期未来的损耗值应降低到的某一水平的损耗值。标准目前规定的目标期限是4年，即4年后损耗应降低到的数值。目标能效限定值的规定，为厂家进一步明确了节能降耗的努力目标。该值实施后，将替代标准中原配电变压器能效限定值。
节能型变压器市场情况
        众所周知，变压器是输变电行业中的耗能大户。据估计，中国变压器的总损耗占系统总发电量的10左右，如损耗每降低1，每年可节约上百亿度电。变压器的节能降耗已是势在必行。

        中国变压器的发展经历了几个阶段，国家在节能方面的重视从未发生过改变。上世纪80年代中期，我国政府强制性地采用S7系列低损耗配电变压器在全国范围内淘汰正在电网运行的JB1300-73和JB500-64标准的高能耗变压器。从1998年开始，政府又不惜代价地在全国推行两网改造，用S9系列配电变压器取代S7系列。与S9一样，作为第七代节能产品的还有非晶合金变压器、卷铁心变压器、全密封变压器等。
        但这先后两次全国大规模的更新换代，新产品仅比老产品降低空载损耗约8至15。目前市场上已出现了比S9系列更节能的产品，如S10、S11系列等。节能在变压器领域仍在继续。
        目前中国的节能型变压器以小型、配电型为主。普通的小型、配电变压器比较便宜，主要应用于农村等经济不很发达地区。而一旦变成节能型的，价格大大提高，这往往不被很看重价格的小电机用户所接受，直接影响到节能变压器的销售。如果生产用于城市、大发电厂等的大型节能型变压器，因为用户认识程度高，有可能推广，但原材料数量有限以及巨大的成本又使得这一想法变得不现实。现实的种种原因使节能型变压器不能大面积的得到推广。