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[摘 要]随着社会经济的不断发展,电气工程等相关技术得到了越来越广泛的应用,因此,电气工程的节能减排技术也得到了越来越广泛的重视。本文即针对配电变压器的经济运行与相应的节能技术做出简要探讨,从而对变压器在电力传输方面的能源损耗问题做出进一步研究,希望能给予相关行业工作人员一定的参考。
[关键词]配电变压器;节能技术
中图分类号:TM73 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)02-0189-01
配电变压器是在电力运输过程中,对不同电压进行相应转化的电气设备,它在电力能源传输过程中扮演着相当重要的角色。更好地控制配电变压器的运行,对于降低整个电气工程系统的能源损耗起着关键的作用。在我国,各类变压器的应用十分广泛。但是,由于变压器的工作周期较长,电压类型较多,在运行期间对源电力有很大程度的损耗,这对我国电力运输业造成了一定程度的影响。
1 配电变压器损耗的原因分析
随着时代的发展,配电变压器在电气设备系统中的使用已经越来越广泛,然而,由于配电变压器在运行过程中需要对多种等级的电压进行转换,所以其相应的能源损失也是不容忽视的。接下来,我们将从有功和无功两个方面对造成配电变压器损耗的主要原因做出简要分析。
1.1 有功损耗的原因分析
一般情况下,配电变压器会处于负载或者空载两种情况。首先,当配电变压器处于负载情况时,相应的铜损耗和铁损耗就是配电变压器运行期间的主要损耗的两个方面。其中,由于相关的电气设备的涡流现象或者是迟滞现象成为造成变压器铁损耗的重要原因,具体的铁损耗情况又与电阻设备的铁芯部分的制作用料有关;而另一方面,由于电气设施中直流电与交流电在运行过程中通过电阻产生一定的热量,又会导致相应的配电变压器的铜的损耗。铜损耗与负载电流的电流强度有关。特别需要说明的是,特殊情况下,配电变电器的电路短路也会造成一定程度的损耗,这种情况通常也被成为铜损。但是,由于变电器的短路电压很小,所以由于短路造成的损失通常情况下被忽略不计。
另外,当配电变压器有空载电流通过时,由于相关的变压器的制作工艺及其使用的材质各有不同,对其中的最初一级的线圈的电阻强度也有不同的影响,于是由相关的物理工程知识可以得知,当电流通过不同的电阻时,其产生的热量也是不尽相同的。当然,当交流电通过配电变压器时,由于设施内部的电子的不规则的热运动,也会对电能造成一定程度的损耗,进而也会对电力能源的传输效率等造成一定的影响,这样的过程即是我们通常所称的磁滞损耗。另外,在配电变压器运行期间,由于变压器的内部线圈呈现环绕状,所以电流随着环绕线圈流动时会呈现涡流状,这时的线圈电阻会使得变压器的铁芯相应地产生热量损耗,这样的损耗我们通常称之为涡流损耗,由磁通密度、相关的电阻率、励磁电流以及交变电场频率等因素决定。
1.2 无功损耗的原因分析
通常情况下,当配电变压器有电流通过时,一部分能量会被用来对相应的变压器磁路进行建立,这时稳定的磁路也会造成一定程度的变压器损耗,这种情况被称为无功损耗。与有功损耗不同的是,这种损耗与变压器的电流没有直接联系,而是由变压器内的线圈的大小直接相关,线圈越大,所造成的无功损失也相应越多。当然,所需建立的磁路也会对功耗造成一定程度的影响。
2 降低配电变压器损耗的途径
2.1 降低空载情况下的变压器损耗
首先,对于降低空载情况下配电变压器的能耗损失,我们主要是通过对变压器相关制作材料的开发和改进来实现。一方面,对于变压器铁芯部分的制作工艺和用材进行改造,可以在一定程度上降低配电变压器的铁损,进而达到空载情况下降低变压器损耗的目的。另一方面,由于配电变压器的电工钢片的厚度等因素对于磁滞损耗和涡流损耗有一定程度的影响,因此,科学地选择配电变压器的材料,例如使用现在世界各国比较流行的磁硅钢片等新型超导材料,就可以有效地控制变压器的电工钢片的制造工艺和成本,对于降低配电变压器的相关损耗同样非常重要。
2.2 降低负载情况下的变压器损耗
另外,对于有负载电流通过配电变压器的情况,主要会由于电阻的原因而造成电流通过时的一些热损耗。因此,研究并开发新型的低电阻材料对于降低负载情况下的变压器损耗十分重要。通常地,变压器的内部导体部分的制造会选择无氧铜这样的低电阻材料,这样不仅可以减少配电变压器负载时的损耗,并且对于减少变压器运行过程中的短路现象也有积极的作用。当然,负载情况下也会导致一些附加损耗,这时一般采用优化配电器的结构和材料等方式达到降低损耗的目的。
3 配电变压器运行期间的节能技术
随着电气设备的逐渐普及,配电变压器的使用越来越广泛,因此,综合考虑实际情况,合理选择并配置各类配电变压器以节省系统运行过程中的能源消耗具有很重要的意义。下文就将从几方面分别对配电变压器的节能技术做出简要分析。
3.1 合理调整配电变压器的容量
因为配电变压器的无功损耗与变压器的容量有直接关系,所以,合理选择与安排变压器的容量对于节省配电变压器运行期间的能耗至关重要。根据实际电气系统的相关情况选择容量大小合适的配电变压器,既可以避免变压器容量过大时造成的空载情况下的损失,也可以避免变压器容量太小而导致的负载情况下的相应损失。因此,综合考虑实际情况,合理调配配电变压器的使用容量,在变压器节能过程中扮演着重要的角色。
3.2 合理安排配电变压器的数量
合理安排配电变压器的数量是减少变压器运行的过程中电能损失的可行的办法。虽然增加变压器的数量可以在工作情况相同时提高电力运输的能力,但是变压器的成本费用相应变多了。所以,实际的运用中,应该以实际的用电需求为依据,准确判断不同用电需求下的用电级别,结合电力建设中投入的计划资金,在达到需要的安全标准的情况下,合理安排变压器的数量,实现减少电能的损耗的目的。
3.3 提高配电变压器的运行功率
在对配电变压器的最有利的工作条件下,利用变压输送的电功率和用电设备本身消耗的电功率成正比例的科学关系,在用电设备本身消耗的电功率的一定范围内,提高使变压器输送的电功率,从而达到变压器节能的目的
3.4 增加节能型变压器的运用
提高电力的运输效率,更好的节约电能,可以从不同的方面进行。增加节能型变压器的运用,也是一个很可行的方式。节能型变压器消耗的能源量比普通变压器低,又能够在运行中表现出很好的工作效率,所以运用节能型变压器不仅可以很好的降低电能的损耗,还增强了电能的利用率。在现今制造节能型变压器的材料中,性能价格都很好的新的材料是一种非晶体的合金材料,这种材料薄厚适中,磁性能好。用这种材料制备出的铁芯,降低变压器的电能损失,节约电能。
3.5 科学优化变压器的工艺结构
虽然节能变压器的使用越来越广泛,但是,如今还有许多高能耗的配电变压器仍在使用之中。因此,利用现有技术,对这类传统变压器的工艺结构进行优化对于变压器的节能使用意义重大。通常地,我们会对变压器的电容进行合理调整,并且采用绕组法以及配备新型低电阻材料的铁芯等方法来达到降低变压器能耗的目的。
4 结语
在电力的运输过程中,配电变压器起着对能量进行转换的重要角色,是一种很重要的电能转换设施。影响电能运输效率的主要原因是损耗的产生,其中很大一部分原因是配电变压器所产生的损耗。要降低配电变压器的损耗,就要提高变压器节约能源的技术。做到优化变压器的结构,合理对配电变压器的容量和数量进行调整和安排或者尽可能地使用节能型变压器之一新的设备。总之,要提高工作的效率,对变压器的成本合理经济使用,达到节能的目的。
参考文献
[1] 庞新春.浅谈变压器经济运行[J].中小企业管理与科技,2012(4):326.
[2] 李晓亮.供配电变压器经济运行分析[J].电器应用.2013(10):23-24.
[关键词]配电变压器;节能技术
中图分类号:TM73 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)02-0189-01
配电变压器是在电力运输过程中,对不同电压进行相应转化的电气设备,它在电力能源传输过程中扮演着相当重要的角色。更好地控制配电变压器的运行,对于降低整个电气工程系统的能源损耗起着关键的作用。在我国,各类变压器的应用十分广泛。但是,由于变压器的工作周期较长,电压类型较多,在运行期间对源电力有很大程度的损耗,这对我国电力运输业造成了一定程度的影响。
1 配电变压器损耗的原因分析
随着时代的发展,配电变压器在电气设备系统中的使用已经越来越广泛,然而,由于配电变压器在运行过程中需要对多种等级的电压进行转换,所以其相应的能源损失也是不容忽视的。接下来,我们将从有功和无功两个方面对造成配电变压器损耗的主要原因做出简要分析。
1.1 有功损耗的原因分析
一般情况下,配电变压器会处于负载或者空载两种情况。首先,当配电变压器处于负载情况时,相应的铜损耗和铁损耗就是配电变压器运行期间的主要损耗的两个方面。其中,由于相关的电气设备的涡流现象或者是迟滞现象成为造成变压器铁损耗的重要原因,具体的铁损耗情况又与电阻设备的铁芯部分的制作用料有关;而另一方面,由于电气设施中直流电与交流电在运行过程中通过电阻产生一定的热量,又会导致相应的配电变压器的铜的损耗。铜损耗与负载电流的电流强度有关。特别需要说明的是,特殊情况下,配电变电器的电路短路也会造成一定程度的损耗,这种情况通常也被成为铜损。但是,由于变电器的短路电压很小,所以由于短路造成的损失通常情况下被忽略不计。
另外,当配电变压器有空载电流通过时,由于相关的变压器的制作工艺及其使用的材质各有不同,对其中的最初一级的线圈的电阻强度也有不同的影响,于是由相关的物理工程知识可以得知,当电流通过不同的电阻时,其产生的热量也是不尽相同的。当然,当交流电通过配电变压器时,由于设施内部的电子的不规则的热运动,也会对电能造成一定程度的损耗,进而也会对电力能源的传输效率等造成一定的影响,这样的过程即是我们通常所称的磁滞损耗。另外,在配电变压器运行期间,由于变压器的内部线圈呈现环绕状,所以电流随着环绕线圈流动时会呈现涡流状,这时的线圈电阻会使得变压器的铁芯相应地产生热量损耗,这样的损耗我们通常称之为涡流损耗,由磁通密度、相关的电阻率、励磁电流以及交变电场频率等因素决定。
1.2 无功损耗的原因分析
通常情况下,当配电变压器有电流通过时,一部分能量会被用来对相应的变压器磁路进行建立,这时稳定的磁路也会造成一定程度的变压器损耗,这种情况被称为无功损耗。与有功损耗不同的是,这种损耗与变压器的电流没有直接联系,而是由变压器内的线圈的大小直接相关,线圈越大,所造成的无功损失也相应越多。当然,所需建立的磁路也会对功耗造成一定程度的影响。
2 降低配电变压器损耗的途径
2.1 降低空载情况下的变压器损耗
首先,对于降低空载情况下配电变压器的能耗损失,我们主要是通过对变压器相关制作材料的开发和改进来实现。一方面,对于变压器铁芯部分的制作工艺和用材进行改造,可以在一定程度上降低配电变压器的铁损,进而达到空载情况下降低变压器损耗的目的。另一方面,由于配电变压器的电工钢片的厚度等因素对于磁滞损耗和涡流损耗有一定程度的影响,因此,科学地选择配电变压器的材料,例如使用现在世界各国比较流行的磁硅钢片等新型超导材料,就可以有效地控制变压器的电工钢片的制造工艺和成本,对于降低配电变压器的相关损耗同样非常重要。
2.2 降低负载情况下的变压器损耗
另外,对于有负载电流通过配电变压器的情况,主要会由于电阻的原因而造成电流通过时的一些热损耗。因此,研究并开发新型的低电阻材料对于降低负载情况下的变压器损耗十分重要。通常地,变压器的内部导体部分的制造会选择无氧铜这样的低电阻材料,这样不仅可以减少配电变压器负载时的损耗,并且对于减少变压器运行过程中的短路现象也有积极的作用。当然,负载情况下也会导致一些附加损耗,这时一般采用优化配电器的结构和材料等方式达到降低损耗的目的。
3 配电变压器运行期间的节能技术
随着电气设备的逐渐普及,配电变压器的使用越来越广泛,因此,综合考虑实际情况,合理选择并配置各类配电变压器以节省系统运行过程中的能源消耗具有很重要的意义。下文就将从几方面分别对配电变压器的节能技术做出简要分析。
3.1 合理调整配电变压器的容量
因为配电变压器的无功损耗与变压器的容量有直接关系,所以,合理选择与安排变压器的容量对于节省配电变压器运行期间的能耗至关重要。根据实际电气系统的相关情况选择容量大小合适的配电变压器,既可以避免变压器容量过大时造成的空载情况下的损失,也可以避免变压器容量太小而导致的负载情况下的相应损失。因此,综合考虑实际情况,合理调配配电变压器的使用容量,在变压器节能过程中扮演着重要的角色。
3.2 合理安排配电变压器的数量
合理安排配电变压器的数量是减少变压器运行的过程中电能损失的可行的办法。虽然增加变压器的数量可以在工作情况相同时提高电力运输的能力,但是变压器的成本费用相应变多了。所以,实际的运用中,应该以实际的用电需求为依据,准确判断不同用电需求下的用电级别,结合电力建设中投入的计划资金,在达到需要的安全标准的情况下,合理安排变压器的数量,实现减少电能的损耗的目的。
3.3 提高配电变压器的运行功率
在对配电变压器的最有利的工作条件下,利用变压输送的电功率和用电设备本身消耗的电功率成正比例的科学关系,在用电设备本身消耗的电功率的一定范围内,提高使变压器输送的电功率,从而达到变压器节能的目的
3.4 增加节能型变压器的运用
提高电力的运输效率,更好的节约电能,可以从不同的方面进行。增加节能型变压器的运用,也是一个很可行的方式。节能型变压器消耗的能源量比普通变压器低,又能够在运行中表现出很好的工作效率,所以运用节能型变压器不仅可以很好的降低电能的损耗,还增强了电能的利用率。在现今制造节能型变压器的材料中,性能价格都很好的新的材料是一种非晶体的合金材料,这种材料薄厚适中,磁性能好。用这种材料制备出的铁芯,降低变压器的电能损失,节约电能。
3.5 科学优化变压器的工艺结构
虽然节能变压器的使用越来越广泛,但是,如今还有许多高能耗的配电变压器仍在使用之中。因此,利用现有技术,对这类传统变压器的工艺结构进行优化对于变压器的节能使用意义重大。通常地,我们会对变压器的电容进行合理调整,并且采用绕组法以及配备新型低电阻材料的铁芯等方法来达到降低变压器能耗的目的。
4 结语
在电力的运输过程中,配电变压器起着对能量进行转换的重要角色,是一种很重要的电能转换设施。影响电能运输效率的主要原因是损耗的产生,其中很大一部分原因是配电变压器所产生的损耗。要降低配电变压器的损耗,就要提高变压器节约能源的技术。做到优化变压器的结构,合理对配电变压器的容量和数量进行调整和安排或者尽可能地使用节能型变压器之一新的设备。总之,要提高工作的效率,对变压器的成本合理经济使用,达到节能的目的。
参考文献
[1] 庞新春.浅谈变压器经济运行[J].中小企业管理与科技,2012(4):326.
[2] 李晓亮.供配电变压器经济运行分析[J].电器应用.2013(10):23-24.