變壓器節能重在結構創新

　在剛剛結束的上海國際工業博覽會電力設備與控制技術展的新產品新技術研討會上，我國變壓器行業的重頭人物，中國工程院院士朱英浩在其發表的演講中指出：“變壓器節能不能靠多用材料而是應該通過結構創新、工藝改進來獲得。”

　　“我們通常用總擁有價格來評估變壓器節能效果，故通過節能技術應使變壓器的損耗參數在運行可靠性不變條件下達較低值。”朱英浩表示。

　　變壓器的損耗評價是指每千瓦空載損耗的評價值與每千瓦負載損耗的評價值，前者比后者要高些。每個都有根據電價評估損耗的評價值。我國目前的空載損耗大約5萬元每千瓦，負載損耗為2萬元每千瓦，將兩者評價值與售價相加作為一個評標的依據。

　　變壓器的主要損耗分為空載時的損耗和負載時的損耗。我國目前在降低空載損耗的技術方面主要是通過調整鐵心結構及制造工藝來達到節能的效果。

　　疊片式變壓器鐵心采用全斜無孔不疊上鐵軛工藝。卷鐵心結構則采用心柱為圓截面或接近圓截面結構。硅鋼片用計算機控制下料尺寸，“完全能夠做成圓截面”，并且用防滲碳技術對成型鐵心進行退火處理工藝，以消除應力；“非晶合金材質的鐵心做成圓截面可能比較困難”，可以采用長方形截面、上軛可打開的結構。

　　“原來的卷鐵心結構多數用的是平面的卷鐵心。”朱英浩表示，“新發展的結構為立體型卷鐵心。三個線圈立體排列，這樣的磁路最短，損耗最小。”大容量變壓器采用小級開槽防漏磁進入或產生較大損耗的技術。

　　雖然變壓器節能主要是希望能夠節約變壓器空載時的損耗，但是仍可以通過漏磁走向的控制降低變壓器負載時的損耗。

　　可采用新型繞組結構、新型導線。根據不同電壓等級的絕緣水平采用新型繞組結構，并選用組合導線，如自粘型換位導線、帶油道型換位導線。自粘型換位導線是在漆包導線外涂上膠，高溫加熱后使幾條導線粘在一起，“從機械的角度上來看，幾根導線像一根一樣，耐受機械強度大大提高”。導線的材質選用無氧銅。

　　除了采用新型繞組結構、新型導線以外，還可以根據漏磁分布選單根導線尺寸，從而使得橫向、縱向渦流損耗降為更低。“單純增加導線截面的方法并不理想。導線截面增加了，電阻是減少了，但是其渦流損耗同時也將增加。所以根據漏磁的大小來選擇導線的尺寸是最經濟的原則。”朱英浩表示。根據橫向漏磁調整單螺旋繞組的換位區、連續式繞組的端部線段采用并聯結構、合理布置單獨調壓繞組位置等工藝的實施都可以得到緊湊可靠的結構，并能夠降低損耗。

　　此外，通過在繞組上下端和箱壁上加裝磁屏蔽結構，防止無效換位等手段可降低變壓器負載時的雜散損耗。而對于ONAF/ONAN兩種冷卻方式的變壓器，如果都能夠按ONAF方式運行，從而使得油溫下降，也可以使變壓器在低負載率時降低損耗。

　　將空載損耗和負載損耗大幅度降下來以后，變壓器節能的潛力也就挖掘得差不多了。