降低云峰樓中繼泵站變壓器損耗的途徑

摘 要：中繼泵站對(duì)熱電聯(lián)產(chǎn)供熱企業(yè)供熱運(yùn)行期間起重要調(diào)峰作用，變壓器是中繼泵站內(nèi)最為重要的電力設(shè)備。而在非供暖期或未運(yùn)行的情況下降低變壓器的空載損耗及負(fù)載損耗有重大經(jīng)濟(jì)意義，變壓器的空載損耗主要是鐵損， 而負(fù)載損耗主要是銅損，本文探討了相關(guān)降低變壓器空載損耗及負(fù)載損耗的相關(guān)途徑。

關(guān)鍵詞：中繼泵站；變壓器；降低損耗；途徑

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.08.116

1 引言

我們國(guó)家要?jiǎng)?chuàng)建節(jié)約型社會(huì)，所以節(jié)能、環(huán)保、高效成為了供熱企業(yè)發(fā)展新方向。目前我公司東北郊供熱管理一處設(shè)有中繼泵站3個(gè)，其中變壓器屬于泵站電力體系中不可或缺的設(shè)備，減少損耗和噪音污染能夠?yàn)楣犭娏ο到y(tǒng)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。要想實(shí)現(xiàn)環(huán)保、節(jié)能減排的目標(biāo)，對(duì)變壓器生產(chǎn)企業(yè)和使用人員而言，就應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)和使用低能耗、低噪音的設(shè)備。本文以我公司云峰樓中繼泵站為例，探討相關(guān)減少變壓器出現(xiàn)損耗的適宜方法。

2 降低變壓器的空載損耗的意義

空載損耗是變壓器必不可少的參考條件之一，如果變壓器開(kāi)始運(yùn)行，不管負(fù)荷的大小，空載損耗皆為定值，因此此參數(shù)和變壓器端接的負(fù)荷大小并沒(méi)有關(guān)系。目前，云峰樓中繼泵站使用的是10KV的變壓器，在非運(yùn)行期每月電損約為1300kw/h，月支出電損資金約 1190元，如果按照一臺(tái)變壓器使用壽命為30年，運(yùn)行 30年電損資金約為 42.8萬(wàn)元，由此可見(jiàn)，若能降低變壓器的損耗，可以達(dá)到良好的經(jīng)濟(jì)節(jié)約效果。要降低變壓器的空載損耗，一方面要從生產(chǎn)工藝上進(jìn)行改進(jìn)，另一方面通過(guò)工作原理實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

3 空載損耗降低的主要途徑

要想減少空載損耗，就應(yīng)當(dāng)對(duì)其構(gòu)成和影響因素有一個(gè)清楚的認(rèn)知。而對(duì)于以上影響因素，需要施行有效的方法，完成降低空載損耗的目的。變壓器的空載損耗基本上涵蓋了磁滯、渦流以及附加因素等諸多方面的損耗。（單位：瓦特W）。

（1）磁滯損耗。鐵心內(nèi)部產(chǎn)生的磁滯損耗在所有的空載損耗中占據(jù)的比例是由鐵心的材質(zhì)決定的，因此它是一個(gè)變量（冷軋硅鋼片是 25%-50%）。磁滯損耗常規(guī)的計(jì)算方式：

（2）渦流損耗。根據(jù)電磁感應(yīng)定律的原理，當(dāng)交變磁在硅鋼片內(nèi)進(jìn)行流通時(shí)會(huì)存在感應(yīng)電勢(shì)，進(jìn)一步促進(jìn)感應(yīng)電流的產(chǎn)生，依據(jù)焦耳定律得到計(jì)算公式：

（3）鐵心附加損耗。鐵心產(chǎn)生的附加損耗源于以下因素的影響：

1）材質(zhì)特征：例如硅鋼片的方向特征、加工特性與絕緣膜的特征等。2）設(shè)計(jì)構(gòu)造：例如心柱狀的鐵軛是不是存在沖孔 、角部接縫的結(jié)構(gòu)（對(duì)接 、搭接 、多級(jí)搭接 ）、鐵心整體是否緊固等。3）工藝品質(zhì)。例如沖剪加工的精確程度及毛刺的大小 、硅鋼片運(yùn)輸及疊裝環(huán)節(jié)是否輕拿輕放與疊裝質(zhì)量等。

4 生產(chǎn)工藝上降低變壓器的損耗

（1）采用有性能保障的硅鋼片。通常意義而言，硅鋼片性能與單位損耗具有正相關(guān)的關(guān)聯(lián)，所以，可以有效降到空載損耗以及鐵心質(zhì)量。選擇HI-B類(lèi)型的高導(dǎo)磁硅鋼，其在高斯方位織構(gòu)度方面有很高的性質(zhì)。依據(jù)磁通密度和磁滯損耗間存在的關(guān)聯(lián)，有效提升其高斯方位織構(gòu)度和磁導(dǎo)率，則能夠?qū)崿F(xiàn)減少鐵損的目標(biāo)。它的其它特征為由于表面產(chǎn)生了玻璃膜與絕緣涂層，使得其表面獲得了大于其自身性能的彈性張力，能夠在一定程度上提升它的磁性能，進(jìn)而降低異常渦流導(dǎo)致的損耗。其能有效促使變壓器實(shí)現(xiàn)大容量與小型化的兼?zhèn)?，還能夠顯著減少損耗與消除噪音。

（2）完善鐵心構(gòu)造， 降低工藝系數(shù)。1）卷鐵心變壓器。卷鐵心與以往的疊鐵心的鐵心四角減少大、 小各4個(gè)尖角， 故鐵重減小。此外，由于卷鐵心不具備疊接接縫，連續(xù)卷繞又充分利用硅鋼片的取向性，且成自然緊固狀態(tài)，無(wú)需夾件緊固，防止夾緊導(dǎo)致的損耗提升，疊裝系數(shù)提升3%～5%，卷鐵心在退火之后更加容易恢復(fù)磁性能。卷鐵心與疊鐵心對(duì)比而言，空載損耗通常能夠減少20%～35%，空載電流減少60%～80%。2）R 型卷鐵心變壓器。因其鐵心截面占空系數(shù)接近 100%， 相同橫截面積的 R 型鐵心比階梯形截面卷鐵心的周長(zhǎng)減少 4% ～ 6%， 節(jié)省銅材3%～ 4% ， 比普通卷鐵心變壓器更節(jié)能。3）單相柱上變壓器。以容量恒定不變?yōu)榍疤?，這種類(lèi)型的變壓器較三相變壓器而言鐵重輕20% ， 銅重輕10%。特別是選擇卷鐵心的情況下，產(chǎn)生的負(fù)載損耗與空載電流能夠依次降低15%與40%。假如利用一線一地制進(jìn)行供電，還能夠額外降低輸電導(dǎo)線的損耗。

5 通過(guò)工作原理實(shí)現(xiàn)節(jié)能

（1）調(diào)容量變壓器調(diào)容量變壓器是將儀器中常用的換檔方法應(yīng)用于變壓器， 變壓器本身?yè)p耗隨容量的增大而增加， 將線圈的繞制和聯(lián)接方式加以特別而簡(jiǎn)單的改動(dòng)， 配上調(diào)容轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)， 使得一臺(tái)變壓器具有 2種額定容量， 從而在使用中就可以根據(jù)負(fù)載的大小隨時(shí)變換變壓器容量（ 無(wú)勵(lì)磁或有載調(diào)節(jié)） ， 避免大馬拉小車(chē)0現(xiàn)象， 達(dá)到節(jié)能的目的。

（2）工作原理和損耗對(duì)比通過(guò)調(diào)容開(kāi)關(guān)的轉(zhuǎn)換（ 無(wú)勵(lì)磁調(diào)節(jié)稱(chēng)無(wú)載調(diào)容變壓器， 有載調(diào)節(jié)稱(chēng)有載調(diào)容變壓器） 來(lái)變換繞組的聯(lián)結(jié)方式， 使繞組一二次側(cè)進(jìn)行串并聯(lián)或星角轉(zhuǎn)換， 讓電壓不變而容量變換。當(dāng)小檔容量時(shí)，繞組全部串聯(lián)， 因?yàn)殍F損與繞組匝數(shù)平方成反比，所以此時(shí)鐵損只有全容量時(shí)的 25%。

6 結(jié)論

綜上所述，若要降低中級(jí)泵站的空載損耗。第一，改變變壓器出廠時(shí)的工藝，變壓器鐵心每層疊片數(shù)目的方式，可以減少鐵心空載損耗。降低鐵心搭接面積，同樣能夠達(dá)到減少空載損耗的目標(biāo)。采用搭接面積的尺寸，疊片數(shù)量，墊塊的層級(jí)等因素皆和空載損耗的多少有關(guān)系，可按照產(chǎn)品的構(gòu)成來(lái)選擇搭接面積的尺寸。鐵心選擇多級(jí)接縫能夠減少空載損耗，可以按照損耗標(biāo)準(zhǔn)與施工的期限，科學(xué)選擇結(jié)構(gòu)。第二，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中通過(guò)調(diào)容量來(lái)降低變壓器的空載，從而降低變壓的損耗，達(dá)到高效節(jié)能，節(jié)省經(jīng)濟(jì)損失。

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作者簡(jiǎn)介：居彤（1989-），男，陜西洛南人，本科，助理工程師，研究方向：集中供熱，換熱站自動(dòng)控制，建筑節(jié)能。