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[摘 要]本文以炼铁厂原料区域动力变压器换型改造为例，运用PDCA的方法，达到节能降耗的目的。
[关键词]变压器；铁芯；损耗；节能降耗
中图分类号：TM4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）31-0241-01
0.前言
炼铁厂原料区域电气方面的节能降耗，最明显的是提高电气设备的效率；提高电气系统的功率因数，从而消除无功电流；同时要合理供电，减少线损等。但这些措施我们一直都很重视，现在挖掘的潜力不大。而电力变压器的节能确是很有潜力可挖。今年的研究方向我们将从降低变压器的高损耗入手。
变压器是电力传输及分配系统的关键设备之一，在电能传输、分配和使用过程中起着的关键作用。近年来，随着企业经济效益意识不断的提高，节能变压器更换进度正在加快，特别是配电变压器。降低变压器损耗，提高供配电系统的效率，是现在企业关注的问题。
1、现状分析
原料7#配电室所用两台配电变压器为S7-1600/6型，已运行20年左右，内绝缘有一定程度的老化。电气装备水平已落后于工艺水平，
存在很大的安全隱患：现场渗漏油现象严重，继续运行下去，有可能会出现外部短路、线路故障、过负荷、怪声、喷油等异常，最终导致变压器两侧断路器跳闸，从而影响生产。
由于烧结机、高炉工艺的不断改进，原料系统相应进行了扩展，使原有电气设备负荷增加，电气设备的带载能力加大，势必会降低其使用寿命。同时现有的电气设备缺乏新技术的应用，操作及维修人员对设备的运行及监控不够全面及时，难以对生产中的波动做出快速准确的判断。大修和日常维护工作量都非常大，大修和日常维护费用也非常高。
到1998年底，S7型变压器国家已经宣布取消了，停止生产和销售。国家在2006年7月1日实施的配电变压器的能效限定值及节能评价值》的强制性国家标准，S7系列变压器逐渐被S9系列变压器取代。目前市场上出现比S9系列更节能的产品，如S10，S11系列。
2、对策制定
S7型电力变压器属于高能耗变压器，变压器损耗，主要从变压器铁心材料和结构设计，选择3.0冷轧硅钢片的S7型变压器铁心，结构设计采用斜角接缝工艺，材质差、设计不合理、高损耗。S11型变压器铁芯选用3.0硅钢片，环型无接缝工艺或选用冷轧0.25硅钢片直角接缝工艺，损失约为40%，低于S7式变压器。
为提高供配电系统的效率，同时达到节能降耗的目的，决定对S7-1600/6变压器进行换型改造，改为低损耗的S11-1600/6变压器。
S11型变压器卷铁心改变了传统的叠片式铁心结构，有以下几个特点：
（1）硅钢片连续卷制，铁心无接缝，大大减少了磁阻，空载电流下降了60%～80%，提高功率因数，降低电网线损，提高电网的质量。
（2）连续卷绕充分利用了硅钢片的取向性，空载损失减少20%～35%。
（3）卷铁心经退火工艺后，其导磁性可恢复到机加工前的水平。
（4）卷铁心结构为自然紧固状态，而无需夹件紧固，避免因铁心夹紧所带来的铁心性能恶化，避免损失增加。
（5）卷铁心自身是一个无接缝的整体，结构紧凑，运行时噪音减少到30～45分贝，保护了环境。因此，它非常适合安装和使用在建筑和生活区域。
（6）卷铁心节约加工材料，硅钢片没有横剪工序，其边角废料少，材料利用率比S9型叠铁心变压器要高。
3、方案实施
利用原料供料线检修的机会，对7#配电室两台S7型变压器进行换型改造，本着节约和快速实施的原则，经多次讨论、研究，制定改造方案：
3.1.施工准备
与起重专业人员一起确认吊车及设备进出厂的路线是否通畅；在每一处工作区域周围增加隔离防护；准备好安装需要的工具设备；准备好施工用的电源；工程开工前，组织相关人员，合理分工，并通知厂家来人指导安装。
3.2.到货验收
查变压器主体及附件在运输车上有无移位，碰撞现象，并作好记录；设备外观检查等
3.3.变压器吊运安装
3.4.变压器附件组装并注油
3.5.试车检查；投入运行前的空载冲击合闸
3.6.试运行
4、技术创新点
4.1.及时对老化变压器做出是否更换的准确判断。不是单纯以消除物理磨损为目的的换型改造，而且还消除了不可见的磨损。只有这样，才能从根本上使设备损耗降低、效率提高，改善技术落后的状况。变压器不是损坏后才更新，而是老化到一定程度，还要有一定剩余值时就要更新。
4.2.合理选择出最适合本厂改造换型变压器的型号。根据目前市场调查，S9、S10系列变压器技术比较成熟，节能效果比S7系列空载损耗降低约40-50%，负载损耗可以降低15%，S11系列变压器负载损耗与S9、S10系列相差不大，空载损耗比S9、S10系列低约30%，所以最终选定低损耗的S11型。
5、实施效果
对S7-1600/6变压器的改造换型实施后：
（1）大容量变压器，更换一次性投入虽多，但净利润较大，特别是更换旧系列的高耗能变压器的更为突出。
（2）降低变压器损耗，油温降低，延长了变压器的寿命。
（3）降低空载损耗，变压器的空载电流和无功损耗也随之降低，从而降低系统的无功功率补偿。
（4）更新变压器可使变压器在最佳负荷率运行。
改造后，解决了旧变压器所存在的安全和设备隐患，延长了维护周期，缩短了维保故障处理时间，增加了设备使用寿命，提高了7#配电室设备运行工艺控制准确性、科学性、可靠性，降低了烧结机停机率、高炉慢风率，保障烧结、高炉系统的顺利生产，达到了节能降耗的目的。
6、效益计算
通过下表我们可以对比一下。
若假定每年每台变压器运行8700h，每度电0.75元，通过图表我们可以计算出一台S11型变压器比一台S7型变压器节约电费为：[（2.56-1.64）+（16.5-14.5）]*8700*0.72=18290.88元
两台S11型变压器年节约电费约：36581.76元
更换两台S11型变压器成本约15万元。
仅通过节能降耗一项，大约4年就能收回更换成本，并能创造更大效益。
作者简介
程昊（1982—），男，工程师，现从事电气技术开发应用及管理工作。
[关键词]变压器；铁芯；损耗；节能降耗
中图分类号：TM4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）31-0241-01
0.前言
炼铁厂原料区域电气方面的节能降耗，最明显的是提高电气设备的效率；提高电气系统的功率因数，从而消除无功电流；同时要合理供电，减少线损等。但这些措施我们一直都很重视，现在挖掘的潜力不大。而电力变压器的节能确是很有潜力可挖。今年的研究方向我们将从降低变压器的高损耗入手。
变压器是电力传输及分配系统的关键设备之一，在电能传输、分配和使用过程中起着的关键作用。近年来，随着企业经济效益意识不断的提高，节能变压器更换进度正在加快，特别是配电变压器。降低变压器损耗，提高供配电系统的效率，是现在企业关注的问题。
1、现状分析
原料7#配电室所用两台配电变压器为S7-1600/6型，已运行20年左右，内绝缘有一定程度的老化。电气装备水平已落后于工艺水平，
存在很大的安全隱患：现场渗漏油现象严重，继续运行下去，有可能会出现外部短路、线路故障、过负荷、怪声、喷油等异常，最终导致变压器两侧断路器跳闸，从而影响生产。
由于烧结机、高炉工艺的不断改进，原料系统相应进行了扩展，使原有电气设备负荷增加，电气设备的带载能力加大，势必会降低其使用寿命。同时现有的电气设备缺乏新技术的应用，操作及维修人员对设备的运行及监控不够全面及时，难以对生产中的波动做出快速准确的判断。大修和日常维护工作量都非常大，大修和日常维护费用也非常高。
到1998年底，S7型变压器国家已经宣布取消了，停止生产和销售。国家在2006年7月1日实施的配电变压器的能效限定值及节能评价值》的强制性国家标准，S7系列变压器逐渐被S9系列变压器取代。目前市场上出现比S9系列更节能的产品，如S10，S11系列。
2、对策制定
S7型电力变压器属于高能耗变压器，变压器损耗，主要从变压器铁心材料和结构设计，选择3.0冷轧硅钢片的S7型变压器铁心，结构设计采用斜角接缝工艺，材质差、设计不合理、高损耗。S11型变压器铁芯选用3.0硅钢片，环型无接缝工艺或选用冷轧0.25硅钢片直角接缝工艺，损失约为40%，低于S7式变压器。
为提高供配电系统的效率，同时达到节能降耗的目的，决定对S7-1600/6变压器进行换型改造，改为低损耗的S11-1600/6变压器。
S11型变压器卷铁心改变了传统的叠片式铁心结构，有以下几个特点：
（1）硅钢片连续卷制，铁心无接缝，大大减少了磁阻，空载电流下降了60%～80%，提高功率因数，降低电网线损，提高电网的质量。
（2）连续卷绕充分利用了硅钢片的取向性，空载损失减少20%～35%。
（3）卷铁心经退火工艺后，其导磁性可恢复到机加工前的水平。
（4）卷铁心结构为自然紧固状态，而无需夹件紧固，避免因铁心夹紧所带来的铁心性能恶化，避免损失增加。
（5）卷铁心自身是一个无接缝的整体，结构紧凑，运行时噪音减少到30～45分贝，保护了环境。因此，它非常适合安装和使用在建筑和生活区域。
（6）卷铁心节约加工材料，硅钢片没有横剪工序，其边角废料少，材料利用率比S9型叠铁心变压器要高。
3、方案实施
利用原料供料线检修的机会，对7#配电室两台S7型变压器进行换型改造，本着节约和快速实施的原则，经多次讨论、研究，制定改造方案：
3.1.施工准备
与起重专业人员一起确认吊车及设备进出厂的路线是否通畅；在每一处工作区域周围增加隔离防护；准备好安装需要的工具设备；准备好施工用的电源；工程开工前，组织相关人员，合理分工，并通知厂家来人指导安装。
3.2.到货验收
查变压器主体及附件在运输车上有无移位，碰撞现象，并作好记录；设备外观检查等
3.3.变压器吊运安装
3.4.变压器附件组装并注油
3.5.试车检查；投入运行前的空载冲击合闸
3.6.试运行
4、技术创新点
4.1.及时对老化变压器做出是否更换的准确判断。不是单纯以消除物理磨损为目的的换型改造，而且还消除了不可见的磨损。只有这样，才能从根本上使设备损耗降低、效率提高，改善技术落后的状况。变压器不是损坏后才更新，而是老化到一定程度，还要有一定剩余值时就要更新。
4.2.合理选择出最适合本厂改造换型变压器的型号。根据目前市场调查，S9、S10系列变压器技术比较成熟，节能效果比S7系列空载损耗降低约40-50%，负载损耗可以降低15%，S11系列变压器负载损耗与S9、S10系列相差不大，空载损耗比S9、S10系列低约30%，所以最终选定低损耗的S11型。
5、实施效果
对S7-1600/6变压器的改造换型实施后：
（1）大容量变压器，更换一次性投入虽多，但净利润较大，特别是更换旧系列的高耗能变压器的更为突出。
（2）降低变压器损耗，油温降低，延长了变压器的寿命。
（3）降低空载损耗，变压器的空载电流和无功损耗也随之降低，从而降低系统的无功功率补偿。
（4）更新变压器可使变压器在最佳负荷率运行。
改造后，解决了旧变压器所存在的安全和设备隐患，延长了维护周期，缩短了维保故障处理时间，增加了设备使用寿命，提高了7#配电室设备运行工艺控制准确性、科学性、可靠性，降低了烧结机停机率、高炉慢风率，保障烧结、高炉系统的顺利生产，达到了节能降耗的目的。
6、效益计算
通过下表我们可以对比一下。
若假定每年每台变压器运行8700h，每度电0.75元，通过图表我们可以计算出一台S11型变压器比一台S7型变压器节约电费为：[（2.56-1.64）+（16.5-14.5）]*8700*0.72=18290.88元
两台S11型变压器年节约电费约：36581.76元
更换两台S11型变压器成本约15万元。
仅通过节能降耗一项，大约4年就能收回更换成本，并能创造更大效益。
作者简介
程昊（1982—），男，工程师，现从事电气技术开发应用及管理工作。