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如何降低變壓器損耗？變壓器與變壓器節(jié)能經(jīng)濟(jì)評價
發(fā)布時間：2025-11-23 來源：合肥仁楷智能 瀏覽次數(shù)：182變壓器的損耗主要包括空載損耗、負(fù)載損耗、介質(zhì)損耗和雜散損耗，由于后兩者值較小，通常不予計算。
1、空載損耗
空載損耗主要是鐵芯損耗，包括磁滯損耗和渦流損耗，俗稱鐵損，其值與鐵芯的磁通密度、材料特性、厚度、形狀、工藝等因素相關(guān)。只要變壓器投入運行，維持勵磁，就會產(chǎn)生鐵損，鐵損接近于固定值，不論負(fù)荷大小、有無，該損耗都將發(fā)生。
2、負(fù)載損耗
負(fù)載損耗是由于負(fù)載電流在線圈內(nèi)發(fā)生的損耗，故稱為“銅損”，其值與負(fù)荷率的平方成正比。
降低變壓器損耗的措施
1、選擇高效、低損耗的節(jié)能變壓器。配電變壓器二十余年的發(fā)展，伴隨著對節(jié)能降耗不斷追求，隨著鐵芯材料和工藝的進(jìn)步，空載損耗大大降低，最有價值的高效變壓器有以下幾種：
①變壓器采用非晶合金鐵芯材料，此種材料具有軟磁特性，磁化功耗小，鐵芯片厚度大幅減小，使空載損耗大幅降低，僅為同容量電工鋼帶變壓器的一半左右，節(jié)能效果十分顯著。
②制作工藝進(jìn)步最明顯的是立體卷鐵芯變壓器，特點是三相鐵芯柱呈等邊三角形排列，鋼帶不間斷連續(xù)繞制，鐵芯不需切割，縱、橫向無接縫，磁路縮短，且三相磁路對稱，磁路連貫無氣隙，節(jié)省了材料，降低了鐵損。
③新型硅橡膠澆注包封干式變壓器(江蘇大航有能輸配電有限公司研制的SJCB14型)具有高能效、高過載能力、低噪聲(≤50dB)、低局部放電、耐氣候、綠色環(huán)保(主材回收容易)等優(yōu)點，同時具有體積較小(節(jié)省占地)、重量較輕的特點，其能效達(dá)到了最新的國家能效標(biāo)準(zhǔn)GB20052-2020《電力變壓器能效限定值及能效等級》,是有價值的節(jié)能新產(chǎn)品。
2、設(shè)計中選擇合理的變壓器容量，使變壓器承載的負(fù)荷在適當(dāng)?shù)乃?，即保持合理的?fù)荷率。由于負(fù)載損耗和負(fù)荷率的平方成正比，負(fù)荷率降低會使負(fù)載損耗大幅下降，有利于節(jié)能。然而過低的負(fù)荷率將加大變壓器容量及其設(shè)備費，同時增加空載損耗，應(yīng)進(jìn)行全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。此外，還要考慮負(fù)荷計算的準(zhǔn)確性，以及不同行業(yè)、不同負(fù)荷性質(zhì)、年負(fù)荷變化狀況、日負(fù)荷曲線等多重因素對變壓器負(fù)荷率的影響。通常條件下，負(fù)荷率不應(yīng)高于80%，也不宜低于40%。
3、在工廠區(qū)、城市工業(yè)區(qū)和開發(fā)區(qū)，大型公共建筑的變電站設(shè)有兩臺及以上變壓器的，各段低壓母線間應(yīng)裝設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)；各鄰近變電站之間，宜裝設(shè)低壓聯(lián)絡(luò)線，以便在長假期、雙休日、工廠檢修期、季節(jié)性負(fù)荷的停用期，切除部分變壓器，以減小空載損耗。
4、對于運行中的老舊配電變壓器(如在20世紀(jì)投入運行或出廠的)，其空載損耗和負(fù)載損耗遠(yuǎn)大于近年研制生產(chǎn)的節(jié)能、高效變壓器，應(yīng)經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)核算、比較后進(jìn)行技術(shù)改造或予以更換。用更換后變壓器損耗降低的電能費和維修費(如20年的累積費用)來補(bǔ)償變壓器的購置費和安裝費以及資金利息等，是合理的技術(shù)改造方案。
配電變壓器節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)
新建、改建、擴(kuò)建工程及節(jié)能改造中，新設(shè)計和改造更新的變壓器應(yīng)選用節(jié)能型產(chǎn)品，符合GB20052-2020的規(guī)定，優(yōu)先選用非晶合金鐵芯材料的產(chǎn)品，至少應(yīng)采用2級能效的節(jié)能型變壓器，有條件時宜選用1級能效超低耗的產(chǎn)品。
變壓器節(jié)能技術(shù)和經(jīng)濟(jì)評價
在新設(shè)計的工程或技術(shù)改造中，為了節(jié)能，只簡單地選用節(jié)能型變壓器是不夠的，還必須計算其經(jīng)濟(jì)效益。也就是說，只求節(jié)能而不考慮費用的觀點是不可取的。應(yīng)該進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)綜合性評價，即“全壽命周期的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較”方法，優(yōu)選既節(jié)能、又經(jīng)濟(jì)合理的方案，綜合計算變壓器的投資(包括購置費、安裝費等)和壽命期內(nèi)的運行維護(hù)費(主要是變壓器電能損耗費)之總和，選取較低值者。這種評價方法對于選用高效、節(jié)能型變壓器和降低變壓器負(fù)荷率方案比較，都是適用的。
節(jié)能型變壓器降低損耗計算示例
1、以10/0.4kV、1600kVA油浸變壓器為例，其空載損耗值按GB20052-2020的規(guī)定，摘錄2級能效和3級能效最大值列于表1
表1 1600kVA油浸式變壓器的空載損耗(最大值)
從表2可知，2級能效非晶合金干式變壓器比3級能效電工鋼帶干式變壓器的損耗減少3050-1000=2050(W)，每年減少電能損耗2050×8760=17958000(Wh)=17958(kWh)，20年累計節(jié)電359160kWh；以0.6元/kWh計，可節(jié)省215496元，幣購買2級能效的非晶合金干式變壓器增加的購置費高得多。
從表1的空載損耗(最大值)可知，2級能效的非晶合金油浸式變壓器比3級能效的電工鋼帶變壓器減少1640-630=1010(W)，每年減少空載損耗電能1010×8760=8847600(Wh)=8847.6kWh，20年累計節(jié)電176952kWh。若以0.6元/kWh計，不計算未來電價增值，可節(jié)省106171元，比1600kVA非晶合金油浸式變壓器購置價與同容量電工鋼帶油浸變壓器購置價之差高得多。證明該方案既節(jié)能又省錢。
2、以10/0.4kV、2000kVA干式變壓器為例，其空載損耗值按GB20052-2020的規(guī)定，摘錄2級和3級能效(最大值)列于表2。
表2 2000kVA干式變壓器的空載損耗(最大值)
從表2可知，2級能效非晶合金干式變壓器比3級能效電工鋼帶干式變壓器的損耗減少3050-1000=2050(W)，每年減少電能損耗2050×8760=17958000(Wh)=17958(kWh)，20年累計節(jié)電359160kWh；以0.6元/kWh計，可節(jié)省215496元，幣購買2級能效的非晶合金干式變壓器增加的購置費高得多。
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