再谈配电变压器节能和容量优化
张笠(贵州省建筑材料科学研究设计院，贵阳市550007)
Another Discussion ofEnergy-saving and Capability Optimization of Distribution Transformer
Zhang Li(Guizhou Instituteof Building Materials Scientific Research and Design，Guiyang 550007，China)
Abstract During selection of distribution 2变压器节能运行
transformer，the high efficiency，energy—saving and
factors in economy operation etc．shall be taken into 2．1变压器能耗
account．Based on the current policies for power 我国节能型变压器在质量方面已达较高水平．新
supplying，optimization oftransformer capability in view
型变压器空载损耗和短路损耗均比老型号变压器低．
of energy-saving and discount rate of total cost is
因而运行效率较高。配电变压器按形式分为油浸式变
analyzed，and a dynamic and quantitative selection way
压器、干式变压器、非晶合金变压器。电气设计选型
is proposed．
Key words Transformer Energy—saving Power 在确保变压器安全可靠运行的基础上．应选用新型低
supplying condition Total cost 损耗变压器．
变压器运行过程中产生的损耗．分为空载损耗和
摘 要 配电变压器的选择，要考虑高效节能，
负载损耗。空载损耗主要是铁损，包括磁滞损耗和涡
同时考虑经济运行等因素。通过工程实例，在目前的
流损耗。磁滞损耗与频率成正比。与磁通密度增量的
供电政策下．从节能、综合费用折现值等角度分析变
平方成正比。涡流损耗与频率、最大磁通密度、矽钢
压器的容量优化，提出一种动态量化的选择解决方式。
片厚度三者的积成正比。变压器负载损耗主要是负载
关键词 变压器 节能 供电条件 综合费用
电流通过绕组时在电阻上的损耗．一般称铜损。其大
小与负载电流的平方成正比。同时负载电流引起的
1 引言 漏磁通会在绕组内产生涡流损耗．并在绕组外的金
属部分产生杂散损耗。变压器能耗由下面公式计算：
电网中变压器的总损耗可占发电量的2％。3％。
关于配电变压器负载率的选择。过去的观点认为．变 AP=P0+饩卢‘ (1)
式中：△P——变压器损耗，kW；
压器的负载率在50％～70％左右．变压器的效率最
P0——变压器空载损耗，kW；
高．变压器的负载率只要低于40％，则“大马拉小
车”．变压器的效率减小，用小容量变压器更换大容 R——变压器短路损耗，kW；
量变压器则节电。但是从目前普遍使用的新型变压器 口——变压器负载率。
的特性来看。这个观点值得商榷，下面对变压器节能 Sll型是目前广泛应用的低损耗变压器．Sll型
问题展开讨论。 变压器卷铁芯改变了传统的叠片式铁芯结构。硅钢片
TOC法(综合能效费用法)在美国发展成为工业 连续卷制．铁芯无接缝，大大减少了磁阻。空载电流
标准．美国TOC方法是综合了变压器的初始费用和 减少，提高了功率因数，降低了电网线损。改善了电
等价现值的损耗费用，表达所购变压器全面的综合费 网的供电品质。本文实例中选用的是S1l型变压器，
用．这里参考此思路，结合目前变压器性能参数及我 其余规格型号(如现在出现的更新型节能的S16等)
国目前电力政策、经济折现率等基础条件，计算变压 可参照本文进行计算。
器综合费用。变压器应尽量按此量化结果选择容量， 某一小区。计算视在功率500kV．A．选择S11型
确保变压器在经济、安全可靠的状态下运行。 变压器，电度电价取0．5元／kW．h．变压器全年投入
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39建筑电乞。
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电网运行时间8700h。分别采用不同规格变乐器，计 筑用电负荷峰、谷明显。最好的方法是多台变压器并
算能耗见表1。 联运行．对暂不用的配电回路．应及时断开电源线
2．2变压器最佳节能运行状况 路．以减小运行损耗，这要根据实际情况而设计。
表1 某小区变压器计算能耗 3变压器考虑了综合费用因素的经济容量
Tab．1 Thecalculated energy consumptionby transformers
jnaresidentialdistrict
变压器综合费用需考虑运行损耗、一次投资、电
变乐器容量 变压器损耗(kW) 变压器 变压器 费、维修费用等因素。
年能耗△p，
(kV·A) 空载损耗 短路损耗 负载率 (kW．h) 3．1变压器一次投资
l600 1，65 14．5 31．3％ 26714 一次投资主要是变压器价格和增容费(即供电贴
l 250 1．365 12 40％ 28 580
费)，国内目前居民生活用电lOkV变压器增容费在
l 000 1．155 10．3 50％ 3245I
110—120元，kV·A。
800 O．98 7．5 62．5％ 34014
630 0．805 6．2 79．4％ 40979 3．2变压器运行费用
500 0．675 5．1 loo％ 50243 根据各区域电网、各省份执行的电价不同，可参
照当地供电部门执行的电价。现行电价制由基本电价
从上面计算可见．S11系列新型变压器在负载
和电度电价两部分构成．基本电价指按变压器安装容
率为40％左右时效率最高。下面是资料上S11型
量计算的电价．这主要是按变压器安装容量占用电网
lO．5／0．4kV配电变压器运行曲线。
的规划容量来收费，而不论用与否、用多用少，基本
电价全国大约在15～30元／(kV·A·月)；电度电价
指按实际用电量计算的电价。城市居民生活用电执行
按用电量计费的方式．变压器产权在供电方。各地的
电价不一样．差价较大．山东、江苏等地比较高，北
京、海南、贵州等地相对较低。
3．3变压器使用寿命及维修费用
使用寿命是指变压器在额定电压和负载下能长
期正常运行的时间。变压器的使用寿命在一定意义
Fig．The transformeroperationctnwefl 上可以说就是绝缘材料的寿命．主要和温度有关，
如果变压器温升在允许限值以内．可以保证变压器
从运行曲线看．合理选择变压器的容量．使变压
具有20年的使用寿命。
器的负载率最佳．其运行效率也最高，损耗则最低。
另一个考虑因素是维修费用．因为变压器换油
S10、S1l系列新型变压器在负载率为40％左右时效
量、配件等冈素，相同型号变压器容量大的维修费用
率最高。针对部分用户(如始端用户)目前的用电条
要高。油浸式变压器第一次投运5年检修～次，以后
件。考虑始端用户(如火力发电厂等)大功率电动机
一年一次小检修周期，10年一次大检修周期。因涉及
完全直接起动对厂用变压器的容量要求。可作为始端
故障的偶然性和检测、维修的手段不同，维修费用在
厂用变压器选型的依据之一．因而笔者了解的情况

在2010年1月的《建筑电气》期刊中，有一篇名为"再谈配电变压器节能与容量优化"的文章。该文章详细探讨了在建筑电气系统中，配电变压器作为关键设备，其节能技术和容量配置优化的重要性。 文章首先回顾了传统配电变压器在能源消耗上的问题，包括非线性负载对电网的影响、无功功率损失以及效率低下等，这些都是导致电能浪费和运行成本增高的主要原因。然后，作者着重介绍了当前配电变压器节能技术的应用，如采用高效铁芯材料、优化设计变压器结构以降低空载损耗和负载损耗、推广运用智能控制技术进行负荷预测及自动调压等措施，从而显著提升变压器的整体能效比。 此外，文章还针对建筑电气的实际需求，提出了配电变压器容量优化的原则和方法。这涉及到依据建筑物的用电特性（如高峰时段、季节性变化）、电力负荷预测、以及未来用电发展趋势等因素，通过计算分析，合理确定变压器的额定容量，避免因过度或不足容量导致的频繁投切带来的额外损耗和设备折旧成本，同时确保供电系统的安全性和经济合理性。 综上所述，《再谈配电变压器节能和容量优化-建筑电气2010.1》这篇文章深入剖析了配电变压器在建筑电气系统中的节能减排与容量配置策略，为读者提供了宝贵的实践指导和技术参考。