摘要：電力變壓器是電力系統中最為重要的電氣設備，是電能傳輸分配的樞紐，從發電廠產電、高壓輸電到各個用電單位，都離不開電力變壓器。尤其在高速發展的當今社會，電力成了最主要的動力來源，人們對電力電能的需求仍在不斷增加，對供電質量的穩定性要求也越來越高。特別是對于大型電力變壓裝置來講，高容量能源的供給，將加大變壓設備內各類組件的運行壓力，令設備內部產生一定的能耗現象。因此，在對電力變壓裝置進行設計時，可結合節能環保理念，降低設備運行過程中產生的損耗問題，提高設備利用率。本文分析大型電力變壓器節能技術在設計中的應用。

　　關鍵詞：大型電力變壓器;設計;節能技術;應用

　　引言

　　隨著我國供電系統超高壓、大電網、大容量、自動化的發展趨勢不斷深化，增大了變壓器的工作負荷，導致其在運行中出現了一些問題。電力變壓器在使用中一旦發生故障，則所需的修復時間長，造成的損失和影響也十分嚴重。尤其是隨著一次能源的目益枯竭及社會發展不斷増長的能源需求，在電力變壓器設計中應用科學有效的節能技術顯得尤其重要。通過對變壓器的優化設計，降化材料消耗，降低運營成本，節約能源，提高經濟效益。

　　1.變壓器節能降耗的重要性

　　目前，我國正處在經濟社會發展的重要階段，隨著經濟的快速發展和人民生活水平的不斷提高，工業化、城鎮化進程加快，能源需求將大幅度増加。人均能源資源占有量少、國內保障程度低，從長遠和總量上看能源供給不足是我國的基本國情。變壓器在輸變電行業中的損耗比重大，我國變壓器總損耗占系統總發電量的10%左右，推廣節能型變壓器對于解決電力供應緊張，建立節約型社會意義重大。采用高效節能變壓器和經濟運行節電技術勢在必行。�崳�

　　2.大型電力變壓器設計中的節能技術應用

　　變壓器主要有四個電氣參數-空載電流、空載損耗、短路阻抗、負載損耗。空載損耗和負載損耗關系到其經濟性，短路阻抗則關系到其無功消耗、電壓損失及抗短路能力。文章主要從降噪技術、降損技術、溫控技術三個方面，分析了大型電力變壓器設計中的節能技術應用。

　　2.1降噪技術

　　從大型電力變壓器裝置構造形式來講，噪聲產生因素主要包含設備機械噪音、冷卻噪音兩部分。機械噪音是由于設備內部鋼片與設備框架所產生的共振現象所引起的。冷卻系統所產生的噪音主要是由于以承接系統部件降溫的風扇機構、冷卻機構等出現震動現象，且震動頻率產生的噪聲污染超出固有基頻值，令設備產生周期性或無規則性震動。降噪技術設計過程中，應以下列方案為切入點：

　　(1)對變壓器內原有的鋼片結構進行調換，通過增強介質部件密度，降低裝置電磁影響。例如，采用具有導磁特性的材質，令內部構件在受到電磁作用時，降低材料的伸縮系數，以提高部件的穩定效果，規避共振問題。(2)對變壓裝置內的電磁結構進行優化，通過對鐵芯結構進行體積的縱向壓縮，令鐵芯所產生頻率與系統噪聲相隔離。此外，也可通過改變內部導體結構的磁通密度，提高部件的磁密寬度閾值，以保證導體結構在受到頻率作用時，可提高頻率容量值。(3)對裝置內部存在導振的部件進行隔離處理，通過切斷源噪聲傳染源，對噪音傳播起到阻尼的效果。例如，在鐵芯、鋼板、鋼制箱體處添設相應的橡膠墊片，以提高裝置的抗震效果。此外，可對各類機械構件的位置進行確定，分析出不同噪聲源在傳播過程中存在的浮動系數，然后選取優先阻尼點，進一步做出降噪措施，以達到節能環保的效果。

　　2.2降損技術

　　大型變壓器裝置運行過程中，不同運行工況下，其所產生的損耗參數具有一定的差異性。但此類損耗問題的產生點均是由設備本體運行工序的不規范性所導致的，例如，機械部件的損耗影響、電磁影響、構件布局影響等。在對降損技術進行設計時，主要以空載、負載兩種運行工況為主。

　　(1)在對空載工況下進行降損設計時，應先對鐵芯連接形式進行改變，確保鐵芯介質的導磁方向具有一致性，以此來降低傳輸過程中的反向損耗，通常情況下，連接縫的對接角度以45º最佳(通過實踐表明，45º的連接縫比90º連接縫的損耗率低2.5%);鐵芯焊縫處應采用五級接法，提高不同構件之間的融合度，降低損耗率;在對夾緊方式進行確定時，可采用黏帶法對部件進行捆綁處理，以此來規避因擊穿問題所造成的畸變現象;在對磁通密度進行選擇時，應以經濟成本為基準，盡量保證空載工況下，設備所呈現出損耗率與磁密達到一定線性關系(1:1.252)，進一步降低磁密的影響;在實際制造過程中，應保證設備構件的完整性，不得出現刮蹭現象，以避免產生因形變所造成的內應力畸變問題。

　　(2)在對負載工況下進行降損設計時，應先對線圈繞組結構進行優化處理，適當增大線圈的流通量，保證線圈通電所產生的磁通力與整個系統所產生磁通力達到一個均衡值，這樣一來，通過磁力的分化效果，可有效避免裝置運行過程中產生局部過熱的現象。但在此過程中應注意的是，不同電壓屬性的繞組結構存在差異性，這就需要按照實際組織結構設定出針對性的改進措施，以提高系統的傳輸性能。

　　為保證降損設計方案的可實施性，可利用軟件對變壓裝置進行參數界定，通過模擬仿真確定出不同荷載工況下，機構部件所產生的磁力系數，然后通過調整內部構件的位置(漏磁流量、線感電流等)，分析出不同傳輸模式下，構件所存在的導磁能力，將優化后所產生的模擬參數與設計參數進行比對，如果差異值在浮動范圍內，則代表當前優化工序具備可行性。如果存在參數不匹配的問題，則需更改設計方案，然后通過方案認證，查證出當前操控行為的合理性，進一步提高降損設計的精準度。

　　2.3溫控技術

　　變壓器裝置長時間工作狀態下，內部組件將產生嚴重的升溫現象，當內部溫度值高于系統極限值以后，必然加劇變壓器裝置的壽命損耗率。通常來講，影響設備升溫的主要元素包含繞組部件升溫、油體傳溫兩部分。對于此，針對變壓器裝置溫度升高問題來講，則需進行溫度降低的控制，令變壓器裝置內系統溫度變化值滿足實際運行指標，以提高設備的使用壽命。

　　在實際設計過程中，可針對繞組的熱驅特性，對溫度提升點進行控制。可通過采用“六度原則”(六度原則是指變壓器裝置內部構件的絕緣老化速率，當繞組部件在85～135℃區域之間，溫度遞升5℃時，則內部構件的絕緣老化速率將提升一倍)，對當前設備進行模擬仿真，令變壓器裝置運行過程中產生的數據變化值精準的映射到模式性，以得出不同狀態下，系統溫度與構件磨損度之間的線性關系，然后制定相應的解決措施，分析出不同模擬狀態下，變壓器裝置在溫度極限值下所能達到的最大運行速率。

　　此外，還可采用外部降溫設備，對繞組構件的熱源產生點進行物理降溫，令燃組構件的運行符合內在參數值，以提高實際使用壽命。在對大型變壓器裝置進行降溫處理時，考慮到構件在整個裝置中的格局分布，除采用物理降溫外，還可通過磁屏蔽技術，對變壓器裝置內的各類金屬部件進行磁感應屏蔽，以避免因磁通現象所產生的局部發熱問題。

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　　3.結語

　　總之，目前大型電力變壓器在電力系統中的應用極其廣泛，造成的電能損耗的情況十分普遍。因此，開展電力變壓器經濟運行，降低變壓器損耗，是實現電力系統經濟運行的重要環節和節約電能的重要手段之一。必須予以高度關注，通過科學有效的設計方法，加大節能技術的應用，促進我國電力事業的進一步發展。

　　參考文獻：

　　[1]鄧行行.525kV變壓器節能及綜合性能優化設計研究[D].重慶大學,2019.

　　[2]黃榮鑫.控制變壓器的優化設計及其節能運行的研究[D].揚州大學,2017.

　　[3]李巖.大型電力變壓器線圈電磁力和局部過熱問題研究[D].沈陽工業大學,1995.

　　作者：曹陽 楊穎