刘树森++姜广敏
摘 要：变压器是电网的重要设备之一，也是主要耗能设备。采用高效节能变压器已成为电网节能减排的必然。随着电网技术的发展，变压器电压等级已发展到交流1 000 kV，对于330 kV及以上变压器的能耗缺乏具体标准。该文旨在通过研究国内330 kV及以上电压等级变压器设备的制造水平和技术参数，评估变压器的能耗水平，给出节能限额指标，为电网项目节能评估工作提供技术支撑。
关键词：变压器 节能指标 研究
中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）09（a）-0034-03
Investigate of evaluating Values of Energy Conservation for Power Transformers
Liu Shusen Jiang Guangmin
（Panjin Power Supply Company， Panjin liaoning， 124010， China）
Abstract：The power transformer is an important part of the power grid . It is an equipment of high loss in actual operation of power transformers. development trend of wastage reduction technology in power transformers is made a summary.with the development of power system technology， voltage level for power transformers has increased AC1 000 kV，it is short of energy efficiency of power transformers for above AC330 kV. this article investigates the manufacturing technology and equipment parameter of power transformers .It has been given in evaluating values of energy conservation for power transformers， That has good references for the energy conservation of power project.
Key Words：Power transformer； Energy saving index； Investigate
電力能源是经济社会发展重要的物资基础。随着经济不断发展，对能源的需求日益加大，大力推进可持续发展和节能降耗成为经济健康可持续发展的必然选择。我国已将大力开展节能减排、发展低碳经济、调整能源与产业结构作为未来经济发展和社会建设的重要内容。
变压器作为电网的核心组成设备之一，其电能损耗在网损中占有相当大的比重。据估算，变压器的损耗可占电网总损耗40%以上，约占发电量的3%。因而，采用高效节能变压器已成为电网节能减排的必然。
目前，我国已经制定并实施了《电力变压器能效限定值及能效等级》标准，该标准采用空载损耗及负载损耗作为能效的评价指标，因此从节能技术发展方向、角度来看，降低空载损耗是今后变压器节能的主要措施。但该标准仅对35～220 kV变压器能耗进行了规定，对220 kV以上变压器没有涉及。随着电网技术的发展，变压器电压等级已发展到交流1 000 kV，对于330 kV及以上变压器执行标准缺乏具体规定。该文旨在通过统计国内330 kV及以上电压等级变压器设备的制造水平和技术参数，结合在运设备能耗分析结果，研究主变压器的能耗水平，给出节能限额指标，为电网项目节能评估工作提供技术支撑，促进电网设备节能技术的研究和推广应用。
1 变压器的能耗分析
变压器损耗主要包括铁损和铜损两部分，铁损是变压器铁芯和涡流所产生的有功损耗，变压器只要带电即存在铁损，主要与变压器的容量和电压有关；铜损是电流通过变压器绕组电阻时所产生的有功损耗，与电阻和通过电流有关。
根据某电网公司330～750 kV变电站主变压器损耗情况进行统计，发现主变压器损耗是该电压等级变电站设备损耗电量最重要部分，占比约60%～80%。设备能耗情况分析结果如下。
（1）设备选型依据。考虑高电压等级主变压器容量及设备制造尺寸的要求，自耦变压器具有耗材少、造价低以及功率损耗较少等优点，我国330～750 kV电网系统主变压器通常选用自耦变压器，因此选择自耦变压器作为研究对象具有广泛代表性。
（2）设备损耗计算。根据DL/T 686-1999《电力网电能损耗计算导则》，变压器的损耗计算公式如下。
①空载损耗电能。
△A=△P
其中：△A为铁芯的损耗电能，kW·h；△P0为变压器空载损耗功率，kW；Uav为平均电压，kV；Uf为主分接头电压，kV；T为变压器运行小时数，h。
由于△P0由设备制造工艺水平决定，其数值固定不变，因此，设备空载电量损耗与设备空载功率成线性比例关系。
②负载损耗电能。
其中：△Pk1、△Pk2、△Pk3分别为三绕组变压器高、中、低压绕组的短路损耗功率，kW；IN1、IN2、IN3分别为三绕组变压器高、中、低压绕组的额定电流，A；Ijf1、Ijf2、Ijf3分别为三绕组变压器高、中、低压绕组的代表日负荷电流的方均根值，A。
△Pk（1-2）、△Pk（1-3）、△Pk（2-3）分别为三绕组变压器额定容量的高中压、高低压、中低压绕组的短路损耗功率，kW；△Pk（1-2）、△Pk（1-3）、△Pk（2-3）数值由设备制造工艺水平决定，因此，△AR主要由Ijf1、Ijf2、Ijf3三侧实际负荷电流决定。
（3）各电压等级主变压器损耗情况进行统计分析，能耗情况如下。
通过选取四川茂县500 kV变电站、福建漳州500 kV变电站、陕西河寨330 kV和信义330 kV变电站年损耗电量情况，结果如下。
①主变压器损耗占变电站总损耗的比重为60%～80%。
②主变压器空载损耗功率主要由主变压器励磁导纳损耗组成，由于目前各主变压器生产厂家技术水平及制造工艺能力相近，因此主变压器自身空载损耗功率数值相当。
③在同等電压等级及主变压器容量情况下，负载损耗功率通常由实际负载电流水平决定；在同等运行时间内，大容量主变压器年用电量损耗较大。
经调研（表1），国内各主要变压器厂家设备损耗，330 kV、360 MVA主变压器空载损耗功率不大于110 kW，负载损耗功率不大于750 kW；330 kV、240 MVA主变压器空载损耗功率不大于95 kW，负载损耗功率不大于495 kW。
2 能耗指标的合理确定
变压器能耗指标确定的重点是分析设备能耗水平，给出典型设备能耗限制。能耗指标的确定一要考虑到电网建设的成本，不能片面追求高指标，否则会通过电价转移到下游的用电企业，增加有电成本；二是不能降低要求，要考虑当前科技水平下，能耗统计结果、不同厂商制造水平及国内外相关法律法规，使能耗指标具有可操作性、先进性及可持续性。通过能耗指标的强制要求，促进电工行业的技术进步和电网整体能耗水平的不断下降。
经过研究论证，变压器能耗指标确定结果如表2所示。
3 结语
能耗指标本身具有引导和强制作用，开展节能评估可以有效提高节能意识和降低电网的实际能耗水平，同时可以引导工程建设中采用节能型的产品和技术，带动节能产业的发展。目前研究得到的能耗指标还是一个初步的结果，与当前的电网发展水平、设备制造能力、电网投资能力密切相关，随着时间的推移、技术的进步，目前的能耗指标也必须滚动更新，确保指标的先进性。
参考文献
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