广东新昇电业科技股份有限公司528137
摘要；随着我国国民经济的发展，社会主义市场经济不断完善带动了我国各个行业的迅猛发展。但是在发展过程中，也消耗了大最资源对生态环境造成了不小的污染。因此在当前经济快速发展的背景下节能、减排成为当前社会发展中最热门的词汇成为世界各国经济发展的目标之一。节能经济发展的提出，对我国现阶段电力行业的发展产生了深远的影响这其中就包括节能变压器在电力系统中的应用与发展。本研究以节能变压器为线索进行探索通过分析节能变压器的特点、结构及使用过程中存在的缺陷提出了如何优化节能变压器的使用。
关键词：节能变压器；结构特点；分析；措施
降低变压器损耗已是我国节能工作的当务之急。2006年,国家标准《配电变压器的能效限定值及节能评价值》发布并实施。我国电网损耗占供电容量7.7%,其中变压器损耗占60%左右。2005年全国变压器产量已达200GVA,因此采用节能变压器将产生很大的效益。变压器节能有4条途径可供选择:(1)降低空载损耗。采用性能优良的硅钢片或非晶合金片和阶梯接缝。改进铁心结构和工艺,降低工艺系数。不叠上铁轭硅钢片不涂漆处理,剪切毛刺控制在0.03mm以下。(2)降低负载损耗。采用比电解铜导电率高的无氧铜杆拉拔的导线,提高导电系数。适当降低电流密度,改善绝缘结构、采用半油道、预制绝缘件、绕组整体套装、自粘线、自粘纸,缩小绝缘体积、提高绕组填充系数,减小绕组尺寸来减小负载损耗。(3)降低其他部件损耗。改进铁心结构:改进结构,设计中控制绕组漏磁通,调整安匝平衡,以降低油箱等结构件的杂散损耗。用波纹油箱、片式散热器代替管式散热器,提高散热效率。(4)利用工作机械的工作特性来降低损耗。如果将容量随着变压器负载大小同步改变,消除和减小“大马拉小车”现象,就能降低损耗。由于负载的变化,使工作机械的工作电压忽高忽低,很多时候使机械脱离了高效工作区。如果电压随着负载的变化而调整,使工作机械始终保持在最高效率附近,能耗减少。按照上述4条途径可生产出通过材质、部件结构和工作原理节能的变压器共3类13种变压器。如措施组合,节能会更多。
1.我国节能变压器发展现状分析
我国变压器的发展经历了几个阶段，国家在节能方面的重视从未发生过改变。上世纪80年代中期，我国政府强制性地采用S7系列低损耗配电变压器在全国范围内淘汰正在电网运行的JB1300-73和JB500-64标准的高能耗变压器。从1998年开始，我国政府又不惜代价地在全国推行两网改造，用S9系列配电变压器取代S7系列。与S9一样，作为第七代节能产品的还有非晶合金变压器、卷铁心变压器、全密封变压器等。
但这先后两次全国大规模的更新换代，新产品仅比老产品降低空载损耗约8～15%。目前市场上已出现了比S9系列更节能的产品，如S10、S11系列等。节能在变压器领域仍在继续。由于节能经济的提出以及国家产业政策向节能产业的倾斜，节能型变压器市场变得乐观起来。
2.变压器的工作原理
变压器自身的效能和工作原理众所周知。亊实上变压器自身的运作原理主要是通过电池感应的技术原理来实现电流输出工作。在变压器的结构中通常都是将髙压的绕组以及低压的绕组分开在两边其中又根据所连接不同来区分不同的绕组名称，与电源所直接连接的叫作初级绕组，而与负载所直接连接的称之为次级绕组。初级和次级这两组绕组之间只有磁性的耦合关系，没有任何电能上的联系。而当初级绕随接连接上变电压时可以产生交变电流并且根据电感生磁和磁感生电的感应原理，交变电流能够直接将铁芯中的电流电压改变到与之相同的理论变成交变磁通交变磁通在运行的过程中直接与初级绕组和次级绕组之间产生相同的频率从而能够感应到电势在这个过程中如果改变了初级绕组和次级绕组的匝数就可以直接改变次级绕组附带的电压如果在次级绕组之上直接连接上负载，就可以使得交流正常输入，这样就使得在配电变压器中实现了不同等级的电压等级电能的向外传递。
3.节能变压器的节能关键技术分析
变压器的主要损耗分为空载时的损耗和负载时的损耗。我国目前在降低空载损耗的技术方面主要是通过调整铁心结构及制造工艺来达到节能的效果。
（1）叠片式变压器铁心采用全斜无孔不叠上铁轭工艺。卷铁心结构则采用心柱为圆截面或接近圆截面结构。硅钢片用计算机控制下料尺寸，“完全能够做成圆截面”，并且用防渗碳技术对成型铁心进行退火处理工艺，以消除应力；“非晶合金材质的铁心做成圆截面可能比较困难”，可以采用长方形截面、上轭可打开的结构。
（2）虽然变压器节能主要是希望能够节约变压器空载时的损耗，但是仍可以通过漏磁走向的控制降低变压器负载时的损耗。
（3）可采用新型绕组结构、新型导线。根据不同电压等级的绝缘水平采用新型绕组结构，并选用组合导线，如自粘型换位导线、带油道型换位导线。自粘型换位导线是在漆包导线外涂上胶，高温加热后使几条导线粘在一起，从机械的角度上来看，几根导线像一根一样，耐受机械强度大大提高。从材质上看，导线选用无氧铜。
（4）除了采用新型绕组结构、新型导线以外，还可以根据漏磁分布选单根导线尺寸，从而使得横向、纵向涡流损耗降为最低。单纯增加导线截面的方法并不理想。导线截面增加了，电阻是减少了，但是其涡流损耗同时也将增加。所以根据漏磁的大小来选择导线的尺寸是最经济的原则。根据横向漏磁调整单螺旋绕组的换位区、连续式绕组的端部线段采用并联结构、合理布置单独调压绕组位置等工艺的实施都可以得到紧凑可靠的结构，并能够降低损耗。
（5）此外，通过在绕组上下端和箱壁上加装磁屏蔽结构，防止无效换位等手段可降低变压器负载时的杂散损耗。而对于ONAF/ONAN两种冷却方式的变压器，如果都能够按ONAF方式运行，从而使得油温下降，也可以使变压器在低负载率时降低损耗。
4.S11型、S13型、SH15型节能型变压器结构特点
（1）S11系列低损耗配电变压器按铁心材料和结构的不同，分为叠积式铁心结构、非晶合金铁心结构、R型卷铁心结构等三种S11系列配电变压器。其中R型卷铁心结构的包括以下主要结构，其一，铁心：三相R型铁心变压器的铁心结构是由两个长方形其截面为内凸的铁心和包围在其外的截面为外凸的铁心组成的三相带外框双框卷铁心。其二，绕组R型铁心变压器的高低压绕组是在铁心柱上直接绕制的，因此，一般采用层式或螺旋式线圈，层间绝缘全部采用网格点肢纸，绕组同心度好，径向机械强度高。其三，器身采用新的器身绕组端面有效支撑结构，夹件上的吊板和箱盖下的吊板各开可移动的槽孔，解决器身悬空顶箱盖问题。
（2）S11型节能型变压器性能分析，S11型变压器卷铁心改变了传统的叠片式铁心结构，具有以下性能特点；其一，硅钢片连续卷制铁心无接缝大大减少了磁阻空载电流减少了60％-80％，提髙了功率因数降低了电网线损改善了电网的供电品质。其二，连续卷绕充分利用了硅钢片的取向性，空载损耗降低20％-35％。其三，卷铁心经退火工艺后其导磁性能可恢复到机加工前的原有水平。
（3）S13型变压器优于S11型，而SH15型非晶合金变压器又优于S13型变压器，SH15型非晶合金变压器空载损耗降低了75％，空载电流降低了80％，是目前最节能的一种变压器。
结语；对电压器使用经验表月，在传统的变压器输出过程中，会由于自身的束缚性在运转过程中出现大量的耗损，浪费了大量的电力资源因此将变压器加入节能技术理念实施迫在眉睫，节能变压器的出现，解决了这一难题，提高了电力企业的经济效益，降低了变压器在运作过程中的损耗，加强了电力企业在市场竞争中的竞争力。
参考文献；
（1）节能变压器结构和特点_姚磊
（2）节能变压器结构特点分析_崔萍
（3）节能变压器结构特点分析_张洪远