變壓器損耗的分類
變壓器損耗是變壓器質量指標之一。變壓器損耗包括空載損耗和負載損耗。
(1)空載損耗,又稱鐵損。它是由勵磁電流在變壓器鐵芯中產生的交變磁通引起的。鐵損又分為渦流損耗和磁滯損耗。渦流損耗是交變磁通在鐵芯中產生的感應電流引起的熱損失,其大小與鐵芯材料的電阻率和鐵芯厚度有關。非晶合金電阻率約為130μΩ·cm,標準厚度0.28mm,矽鋼帶電阻率為60μΩ·cm,標準厚度0.2~0.3mm。用上述兩種材料做成相同容量的變壓器,非晶合金比矽鋼帶的渦流損耗可降低一半以上。磁滯損耗是在交變磁場作用下使鐵芯的磁疇周期性旋轉引起的鐵芯發熱損耗。其大小與鐵芯材料、鐵芯的結構、加工工藝及加工質量等因素有關。
(2)負載損耗,又稱銅損或短路損耗。它包括由電流在繞組直流電阻上產生的損耗、繞組的渦流損耗以及漏磁場在繞組和金屬部件中產生的雜散損耗。銅損除與繞組所用的導電材料有關外,還與繞組導線的截面積、絕緣結構、繞組繞制方式、金屬部件材質性能、漏磁通的禁止方法等因素有關。
變壓器的節電技術
變壓器的節電技術主要分為設計製造方面和生產運行方面兩部分。
(1)設計製造方面的節電技術是利用新型電磁材料、新型的生產工藝開發研製出高效節能變壓器,用以更新改造低效變壓器。
(2)在生產運行方面的節電技術則是利用新的技術手段或加強運行管理,使變壓器經常保持在高效區運行。
變壓器經濟運行
在滿足供電對象用電需求和安全的條件下,採取技術或管理措施,使變壓器處在電能損耗最低狀態下運行,稱為變壓器經濟運行。變壓器的電能損耗除與變壓器性能、容量和台數有關外,還隨著負荷的變化而變動。當變壓器的空載損耗等於負載損耗時,變壓器效率最高,即變壓器的能量損耗所占的比重最小。因此,合理地選擇變壓器運行方式和按變壓器經濟運行條件調整用電負荷,可以降低變壓器的損耗,實現節約用電。
對兩台或兩台以上並列運行的變壓器,要按並列運行變壓器的技術性能參數,來選擇變壓器的最佳運行方式;對幾台並列運行的變壓器,要按每台變壓器的技術性能參數,並以總損耗最小的原則,合理地分配各台變壓器的負荷;對季節性運行的變壓器,非生產季節應停止運行,不能停運的,應配用小容量變壓器或變容量變壓器;對平均負荷率小於30%的變壓器,在進行技術經濟評價後,可更換為相應容量的節能變壓器。
採用節能變壓器
採用新材料、新結構、新工藝製造的節能變壓器,其損耗比一般低效變壓器小,因此又稱低很耗變壓器。生產低損耗變壓器是世界各國變壓器發展的一種趨勢。這不僅僅是世界性能源緊張,節能的需要,也是技術進步、產品更新換代的必然結果。以10 kV中、小型變壓器為例,一些國家同類產品性能數據的比較見表。中國生產的S7、S9系列變壓器相對於S3標準系列來說,屬於節能型變壓器。
非晶合金變壓器
80年代初在美國發展起來的一種新型低損耗變壓器。所謂“非晶合金”就是使熔化的合金材料急速冷卻,在它還未來得及結晶時就已固化,原子呈不規則排列,沒有一般金屬的晶體結構。這種合金含鐵80%,含矽、硼20%,具有較高的機械強度、韌性和較強耐蝕性及獨特的磁特性,具有高導磁率、高電阻率。在相同的磁密下,用非晶合金做成的變壓器的鐵損要比傳統的矽鋼片變壓器低65%~75%。非晶合金變壓器還具有過負荷能力大,溫升低、噪聲小的特點。中國冶金研究院20世紀80年代末研製生產出非晶合金,上海冶金設備廠利用國產的非晶合金生產出50kV·A變壓器,已在河北涿州市投入商業化試運行。