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高能耗干式變壓器的節能改造研究

韋天祥廣西百色百礦集團有限公司

摘 要：針對高能耗干式變壓器的節能改造，結合實(shí)踐，做了簡(jiǎn)單的論述，總結了節能改造策略，共享給相關(guān)人員參考。從節能改造實(shí)際來(lái)說(shuō)，為降低設備運行能耗，要選擇新型節能型干式變壓器，采取諧波降耗等措施，減少能源消耗，提高運行效益。 關(guān)鍵詞：高能耗；干式變壓器；節能改造；經(jīng)濟效益

前 言

基于干式變壓器運行原理了解，其主要性能指標包括空載損耗和負載損耗等變量相關(guān)。在實(shí)際運行中，通過(guò)調整干式變壓器繞組參數和電流密度等，實(shí)現較佳匹配，進(jìn)而減少干式變壓器空載損耗以及負載損耗。在進(jìn)行節能改造時(shí)，對干式變壓器裝置，采取有效的降能耗措施，提升干式變壓器的性能水平，實(shí)現經(jīng)濟運行。

1 改造原則

煤礦供電系統改造中，高能耗干式變壓器改造，要堅持相應的具體。具體如下：①在改造實(shí)踐中，全面貫徹各項方針政策以及法規，依據煤礦安全設計相關(guān)規范以及技術(shù)規程，開(kāi)展改造設計。②基于小工程量、低改造成本、高效率原則，做好供電現狀的調查，對可利用的干式變壓器設備，進(jìn)行技術(shù)改造或者更換，提高運行效率。③對制定的干式變壓器優(yōu)化改造方案，要進(jìn)行合理性和經(jīng)濟性的論證分析，確保供電系統運行的安全性、可靠性、經(jīng)濟性以及穩定性。

2 高能耗干式變壓器的節能改造分析

2.1 技術(shù)改造思路 通過(guò)對煤礦企業(yè)使用的高耗能干式變壓器，進(jìn)行性能指標的調查以及分析，明確因為干式變壓器裝置的容量不同，而且生產(chǎn)廠(chǎng)家不同，加之使用的圖紙不同等，多重因素的影響下，使得干式變壓器裝置的原始參數差距較大，比如鐵芯材質(zhì)等。以 S11 型干式變壓器為例，在進(jìn)行降耗改造時(shí)，重點(diǎn)從電磁重新設計以及絕緣部分等入手，對可以再利用的鐵芯和油箱等，要積極利用，降低改造成本。通過(guò)對構件進(jìn)行改造，提升機械強度以及穩固性[1。

2.2 節能改造方案

從干式變壓器節能改造實(shí)踐來(lái)說(shuō)，多采取以下改造措施：①只改繞組。若鐵芯材質(zhì)能夠達到使用要求，經(jīng)過(guò)性能試驗后，重新對干式變壓器繞組進(jìn)行相應的設計，將鋁線(xiàn)圈增匝，給替換為銅線(xiàn)圈。不僅能夠增加高壓繞組的匝數，以及低壓繞組的匝數，減小磁通密度，較終達到干式變壓器空載損耗指標。②既改造線(xiàn)圈，同時(shí)又改造部分鐵芯。從煤礦使用的干式變壓器實(shí)際來(lái)說(shuō)，部分干式變壓器裝置鐵芯材質(zhì)比較差，加之鐵損以及銅損較大，只進(jìn)行繞組改造，無(wú)法達到低損耗運行的標準。為降低損耗，實(shí)現節能降耗運行，必須要同時(shí)改造主級鐵芯，進(jìn)而實(shí)現節能降耗運行。③陣容改造。從使用的干式變壓器來(lái)說(shuō)，部分干式變壓器主主變設計相對緊湊，鐵芯窗口大小無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際需要，經(jīng)過(guò)計算很多無(wú)法改造成同容量的干式變壓器，但是能夠改造為下一容量的干式變壓器。舉例來(lái)說(shuō)，原來(lái)使用的是 S9-8000kVA 型干式變壓器裝置，可改造為 S11-6300kVA 型號干式變壓器裝置。不僅可以達到干式變壓器負荷需求，還能夠實(shí)現調換使用。

3 高能耗干式變壓器的節能改造實(shí)例分析 以煤礦版塊實(shí)施 2018 年干式變壓器節能改造項目為例，分析高能耗干式變壓器的節能改造，做如下論述：

3.1 使用新型節能型干式變壓器

為提高干式變壓器裝置的運行效率，降低能源消耗，提高節能效率，采取更換高性能干式變壓器裝置的方式，能夠獲得不錯的效果。使用此類(lèi)低消耗的裝置，減少設備空載運行時(shí)的負載損耗和漏磁損耗等，進(jìn)而減少繞組生產(chǎn)的損耗。從當前使用的干式變壓器裝置來(lái)說(shuō)，具有高效率和低損耗優(yōu)勢的設備，主要為非晶合金鐵芯干式變壓器設備。在實(shí)際應用中，能夠減少干式變壓器設備鐵損，進(jìn)而降低了設備的能源消耗。此干式變壓器節能改造項目中，使用了大量的新型節能設備，具體如表 1 所示。隨著(zhù)干式變壓器制造技術(shù)水平的不斷提升，越來(lái)越多的高性能干式變壓器設備進(jìn)入市場(chǎng)，供使用單位選擇。

以 S11 系列干式變壓器為例，相比目前使用的 S7-S9 干式變壓器，在節能將損耗方面，其有著(zhù)極大的優(yōu)勢，空載情況下，可以降耗 30%，而且承載能力更強，空載電流可以下降 40%，有著(zhù)很好的節能降耗效果。

3.2 優(yōu)化干式變壓器運行方式 為提高干式變壓器運行的效率，降低能耗，需要優(yōu)化干式變壓器運行方式。在具體改造中，要做好干式變壓器設備運行負荷范圍的調查統計。根據負荷范圍，來(lái)選擇干式變壓器運行臺數以及容量，進(jìn)而提高設備運行效率，減少電能的使用，降低干式變壓器運行損耗。一般來(lái)說(shuō)，干式變壓器運行負載的范圍處于50~70%，運行效率很高，并且損耗很低。若設備選擇不當，除了會(huì )造成大量損耗，降低設備運行效率。具體來(lái)說(shuō)，若選擇的干式變壓器設備，其容量很小，那么會(huì )增加干式變壓器運行負載，進(jìn)而增加設備運行的損耗[2。若容量很大，極易造成空耗。綜合分析，在選擇干式變壓器以及運行臺數時(shí)，要結合負荷范圍合理選擇。若干式變壓器設備的有功損耗達到較小時(shí)，那么負荷范圍可以接近 50%，此時(shí)設備運行的效率不僅能夠達到較高，而且能源消耗會(huì )很小，處于較佳運行狀態(tài)。除此之外，為保證干式變壓器裝置實(shí)現較優(yōu)運行，可考慮優(yōu)化組織的方式運行，從無(wú)功損耗較少、有功損耗較少、綜合損耗較少方面入手。

3.3 干式變壓器負載的經(jīng)濟分配 一般來(lái)說(shuō)，負荷率變化，會(huì )帶動(dòng)著(zhù)干式變壓器運行損耗。當干式變壓器設備處于低負荷運行，或空載運行狀態(tài)下，損耗以鐵損為主。負荷不斷增加，超過(guò)相應的范圍時(shí)，負載損耗將會(huì )發(fā)揮主導作用。每個(gè)干式變壓器設備，都具有較佳負荷率，實(shí)際運行的過(guò)程中，設備損耗會(huì )達到較低，運行效率會(huì )達到較高，即經(jīng)濟負荷率。從干式變壓器實(shí)際運行來(lái)說(shuō)，無(wú)法確保其始終處于較佳狀態(tài)，因此不需要刻意要求負荷率保持穩定，只要其處于相應的經(jīng)濟范圍內即可，保證運行效益。

3.4 實(shí)施諧波降耗

從影響干式變壓器損耗的因素來(lái)說(shuō)，既包括內在因素，也包括外業(yè)因素，以諧波為主。一般來(lái)說(shuō)，諧波含量越低，那么對干式變壓器損耗就越小，相反則越大，因此為實(shí)現干式變壓器節能減損，采取控制諧波的方法，能夠獲得不錯的效果。使用濾波器，可以減少 10%左右的損耗，提高干式變壓器設備的運行效益[3。

4 結束語(yǔ)

綜上所述，對高能耗干式變壓器設備，進(jìn)行節能改造，能夠減少運行能耗，提高設備的運行經(jīng)濟效益。在具體實(shí)踐中，結合干式變壓器的實(shí)際情況，采取相應的節能改造措施，比如更換高性能干式變壓器等，提高運行效率，減少能源消耗，實(shí)現經(jīng)濟效益目標。

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