节能技术在电力变压器设计中的有效应用

蒋兴涛

新疆风能有限责任公司 新疆乌鲁木齐市 830000

摘要：电力变压器由于承载长时间的运行压力，不仅会出现不同程度的耗损情况，还会造成噪声污染、能耗量高、局部温度过热等方面的问题。此类问题的出现既会减少电力变压器的使用寿命，还会影响电力变压器正常的工作效率以及人们的正常生产和生活。因此，有必要在电力变压器设计中应用节能技术。

关键词：节能技术；电力变压器设计；应用

1电力变压器运行原理

电力变压器的运行原理基于电磁感应。当一侧绕组中通过交流电流时，产生的磁场会穿过铁心并感应到另一侧的绕组。根据法拉第定律，磁场变化将在另一侧绕组中产生电动势，从而使电流流过。根据绕组的匝数比例，可以实现电压的升高或降低。当一侧绕组匝数较少时，电压升高；反之，当一侧绕组匝数较多时，电压降低。

2节能技术在电力变压器设计中的具体应用

2.1电力变压器降噪技术设计

第一，既然是电力变压器内部的钢片与结构框架碰撞会发出噪声，那么可以把研究点放在钢片上，可以更换原有的钢片，将传播介质的密度增加，降低钢片装置受电磁的影响程度。这样装置的稳定性就更强，共振情况就可以减少。例如：可以选择使用具备导磁能力的介质材料，电磁影响下，材料的伸缩系数低，结构装置的稳定性就强，共振问题就可以避免，不产生共振，噪音自然会大幅度降低。第二，将电力变压器中的电磁结构作为重点研究对象。因为受磁场的影响，配件在磁力的作用下发生振动，产生噪声。如果优化磁场结构，可以通过贴心结构的纵向压缩，将铁芯的震动与系统噪声隔离开。降低系统受磁场影响所产生共振噪声的可能。也可以改变电力变压器内部导体结构的磁通密度，提升零部件的磁密宽度，让导体结构在面对频率振动时频率容量值提升，降低自身受频率振动的影响程度，产生噪声的可能性也会明显降低。第三，从产生振动的零部件考虑，可以将可能产生振动的零部件进行隔离，切断振动零部件和噪音源之间的联系，在噪音传播过程中起到阻尼作用，降低噪音传播。例如：在比较容易共振的钢板、铁芯、箱体结构等部位安装橡胶垫片，提升这些零部件和装置的抗振效果。有效阻隔噪声传播，实现降噪。也可以进一步、全方位地对电力变压器内部的零部件装置进行研究和检查，确定电力变压器内部哪些零部件和装置会产生共振噪声，或者传播噪音，根据不同的噪音源在传播过程中的浮动系数可以选择性实现阻尼，针对性地采取降噪措施，通过降噪实现节能。

2.2电力变压器降损技术设计

（1）空载情况下，空载运行过程中的降损设计可以从改变铁芯的连接形式着手，必须确定铁芯介质的导磁方向是统一的，因为反方向导磁就是会增加耗损。连接缝的对接角度最好是45°，因为研究显示，45°的连接缝角度与90°的连接缝角度相比能降低能耗2.6%。使用五级接法焊接铁芯焊缝，进一步增强零部件之间的融合程度，避免因融合不佳造成耗损提升。使用黏带法对加紧零部件进行捆绑，避免因过度击穿出现零部件变形，造成严重损耗。磁通密度选择，既要考虑经济成本，又要考虑线性关系，要保证在电力变压器空载运行情况下，设备所呈现的损耗率与磁密达到1∶1.252的线性关系，降低磁密影响。同时，在进行零部件的制造过程中，必须要保证零部件的完整性，保证零部件表面没有刮损，避免因再次受力问题后续导致零部件再次变形，内应力畸变。（2）负载情况下，可以优化线圈绕组结构，通过增大线圈的流通量，保证线圈所产生的磁通力与整个电力变压器系统所产生的磁通力存在一个均衡状态。借助磁力的分化效果，可以避免电力变压器在运行过程中局部装置出现过热的情况。也因为在线圈安全结构调整过程中，会因电压属性不同绕组结构性能也会存在差异。所以，要按照电力变压器的实际结构情况采取针对性的改进措施，其主要目的是提升系统的传输性能。为进一步提升降损设计方案的可操作性，可以借助现代化软件对变压装置进行参数界定，在仿真模拟的状态下完成各种不同荷载工况的测试，进一步确定机构部件的磁力系数，然后通过调整部件位置，影响漏磁流量和线感电流，分析出不同传输状态下，构件的不同导磁能力，将通过模拟测试所得出的参数值与设计参数值进行比较，如果差异在浮动范围之内，说明设计方案具可操作性。如果差异超过了浮动范围，说明设计存在不可操作性，需对设计方案进一步更改和优化，待方案通过测试，才可以投入使用，真正达到降损的目的，同时提升降损设计参数的精准程度。

2.3电力变压器温控技术设计

针对电力变压器装置温度升高的问题，要合理控温才能保证电力变压器在运行过程中各组件运行正常，性能稳定，才能延长电力变压器的使用寿命。所以，在设计过程中，可以重点关注热阻自身的驱热性能，根据热阻的驱热性能对温度提升空间进行控制。例如：可以使用“六度原则”对当前运行设备进行模拟仿真测试。这里的“六度原则”具体是指电力变压器装置内部的零部件的绝缘老化率。有研究显示，如果绕组部件的温度在85～135℃之间，温度每提升5℃，内部零构件的绝缘老化速率就会提升一倍。模拟仿真测试可以模拟出电力变压器装置在运行过程中的温度数值变化，通过这些模拟数据可以了解到，在不同运行状态下，温度系统与零构件磨损之间的关系，然后再根据具体情况制定出相应的温控解决措施，借助模拟测试，也可以进一步得出，不同运行状态下，电力变压器装置在温度极限值时所能达到的最大运行速率。通过对这些数值的了解，就可以更科学地实现控温。并且，构件装置降温也可以使用外部降温的方法。例如：针对构件装置的热源位置采取物理降温，令运行构件的温度值控制在运行参数范围之内，从而保证电力变压器运行的稳定性，延长使用寿命。如果是较大型的电力变压器控温，还要重点考虑构件装置的内部构造和格局，除了可以采用物理降温的方法之外，还可以使用磁屏技术，对电力变压器内部的各种金属构件的磁感应进行屏蔽，这种情况可以有效避免因磁通现象导致的局部温度过高的情况出现。

2.4从节能理念出发的电力变压器油替技术设计

油替技术的主要目的是提高电力变压器的安全性和环保性。相比矿物油，绝缘介质具有更高的燃点和等级，可以降低事故发生的概率。绝缘介质的生物降解率更高，污染性更小，环保性能更好。此外，绝缘介质与变压器内部装置的绝缘介质更相近，可以提高电力变压器的使用寿命。然而，绝缘介质的吸水性较强，会增加系统的需水量和杂质含量，进一步降低设备的运行功率。此外，绝缘介质的燃点较高，需要更多热量驱动，增加能源消耗。因此，在设计油替技术时，需要考虑设备的实际运行情况和不同状态下的工况，选择合适的油替技术以提高电力变压器的节能性能。

3结语

随着社会的低碳化发展，越来越多的人树立了环保理念。电力变压器的设计中应强调节能性，不断优化各项功能，推进电力行业的良性发展。电力企业要实现这一目标，就要积极改进技术，采用先进的工艺使设备运行过程中能耗降低，使电力系统处于低成本运行状态，损耗控制在最低，使经济效益得到提高。

参考文献

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