2.7 配电网涉及的一次设备——变压器
2.7.1 变压器的分类
变压器都是按照电磁感应原理制成的,其种类繁多,一般常用变压器的分类可归纳如下:
(1)按相数分类
1)单相变压器,用于单相负荷和三相变压器组。
2)三相变压器,用于三相系统的升、降电压。
(2)按冷却方式分类
1)干式变压器,依靠空气对流进行冷却,室内用的一般采用风机进行冷却,一般用于局部照明、电子线路等小容量变压器。优点是无油化,缺点是造价高。
2)油浸式变压器,依靠油作冷却介质、如油浸自冷、油浸风冷、油浸水冷、强迫油循环等。优点是造价低,制造工艺简单,缺点是油易渗漏,不利于消防。
3)充气式变压器,用特殊气体(SF6)代替变压器油散热。
4)蒸发冷却变压器,用特殊液体代替变压器油进行散热。
(3)按用途分类
1)电力变压器,用于输配电系统的升、降电压。
2)仪用变压器,如电压互感器、电流互感器,用于测量仪表和继电保护装置。
3)试验变压器,能产生高压,对电气设备进行高压试验。
4)特种变压器,如冶炼用的电炉变压器、电解用的整流变压器、焊接用的焊接变压器、试验用的调压变压器等。
(4)按绕组形式分类
1)双绕组变压器,用于连接电力系统中的2个电压等级。
2)三绕组变压器,用于连接电力系统中的3个电压等级,一般用于区域变电站。
3)自耦变电器,用于连接不同电压的电力系统。也可作为普通的升压或降压变压器用。
(5)按铁心形式分类
1)心式变压器,用于高压的电力系统。
2)壳式变压器,用于大电流的特殊变压器,如电炉变压器、电焊变压器;或用于电子仪器及电视、收音机等的电源变压器。
(6)按用户性质分类
1)公用配电变压器,主要指供给城市公共事业、商业、居民生活用电。特点是分散在城市各处,数量多,容量大小不一。
2)专用配电变压器,供给工矿企业,重要事业单位,特点是分布在各企事业单位处,与公用变压器相比数量相对较少,单台容量较大。
(7)按铁心材料分类
1)普通型,以硅钢材料为铁心。
2)非晶合金型,以非晶合金材料为铁心。
2.7.2 新型节能变压器
变压器是电力系统中的重要电气设备,在发电、输电、配电、用电的过程中,变压器要产生有功功率损耗,据统计,其电能损耗占发电量的10%左右。因此,降低变压器运行损耗、提高运行能效对我国节能降耗有着重要意义。
在实际应用中,要大力推广使用低损耗新型节能变压器,逐渐淘汰老式的高能耗变压器。从1998年开始,政府在全国推行城乡电网改造,用S9系列配电变压器取代了S7系列。经过两次全国大规模的更新换代,降低变压器空载损耗8%~15%,降低负载损耗25%~30%。近几年,新型的节能变压器不断推出,目前S9系列产品成为市场主流,而S11系列节能型产品的市场规模正在增长,其空载损耗较S9系列低75%左右,其负载损耗与S9系列变压器相等,S13系列也正在萌芽起步。
另一种新型节能变压器是非晶合金铁心变压器,是当前损耗最少的节能变压器。1980年美国联信公司首次推出15kV·A非晶变压器,从1986年开始,美国已有6~7万台非晶变压器投入实际使用。它具有低噪声、低损耗等特点,其空载损耗仅为常规产品的1/5,且全密封、免维护、运行费用极低。它对电力系统无特殊要求,无论是电力使用高峰或是低谷,它都能持续节能,对长期处于低负荷率的城市电网和农村电网节能降耗尤为重要。非晶合金铁心变压器的价格高于S9系列变压器,但随着硅钢价格的上涨,非晶变压器与传统变压器的成本差异正在缩小,两种变压器的价差可在5~7年内由降损节省的电费来补偿,有条件的地方应优先考虑。
另外,通过按经济运行条件,合理选择变压器容量;停运空载变压器,减少空载损耗等措施也能达到节能降损的目的。