节能变压器十篇

节能变压器篇1

摘要：随着国家对节能环保产品政策性倾斜，未来节能型变压器需求量将进一步扩大，市场前景更加广阔，而变压器的合理选型、配置、运行和管理，以及运行管理人员强烈的节约意识对于降低变压器的能耗都具有十分重要作用。本文主要对变压器的节能降耗进行了分析探讨。关键词：变压器；节能降耗；产生原因；降耗对策中图分类号： TE08

文献标识码： A引言近年来，随着国民经济的快速增长，电力装机的增长势头也十分迅猛。电力作为优质的二次能源，在推动国民经济快速发展过程中起到了越来越重要的作用。据估算，从发电到供电直到用电的过程，电力系统中各种电气设备全部的电能消耗约占发电量的30%左右，对全国来说，全年变压器总的电能损耗高达1100亿千瓦时以上，相当于3个中等用电量省的用电省之和。为此，国务院把电机系统节能纳入到《节能减排“十二五”规划》八项节能改造工程之一，提出到2015年电机系统运行效率要比2010年提高2～3个百分点。因此，做好变压器节能降耗管理具有很强的现实意义。一、变压器损耗及其产生原因分析1、变压器的损耗构成变压器的节能降耗，就首先要分析国内电力变压器高度损耗的原因。变压器主要由导线和铁芯两部分组成，同样，其损耗包括有功功率损耗和无功功率损耗两部分。1.1有功功率损耗变压器有功功率损耗PT的计算公式如下：有功功率损耗分为铜损和铁损两部分。P0为变压器的空载损耗，近似等于铁损，铁损只与变压器空载时的外加电压和频率有关，与负荷无关。PK是系统的短路损耗，近似等于铜损，铜损与负载电阻和短路电流有关系。S30为变压器的计算负荷，SN为变压器的额定容量。1.2无功功率损耗变压器无功功率损耗QT的计算公式如下：其中，I0%是指变压器的空载电流占额定电流的百分比，UK%是指变压器的短路电压占额定电压的百分比，S30和SN的含义与上文相同。变压器的无功损耗主要与绕组电抗、负载电流有关。2、变压器损耗的产生原因分析2.1保持配电变压器运行三相负荷实时平衡当配电变压器三相负荷处于不平衡状态时，造成变压器三相压差过大，产生负序电压，导致供电系统电压波动，影响电压质量和供配电系统的安全可靠性运行。变压器某项绕组中负荷电流过大，导致该绕组铜损增大，增加变压器损耗。负荷三相不平衡还会造成变压器内部磁路发生不平衡，形成大量的漏磁通，流经铜皮，变压器铁心夹件等部件，就会发生发热现象，增大变压器内部杂散损耗。2.2未达到经济运行变压器运行有其最优负荷率，只有在该条件下运行，才能保证变压器的最低损耗。配电网中无功容量的减少，势必会导致整个系统功率因数COS∮值较低，从而增加了配电变压器的系统损耗，增大了电能损失。采用SVC，SVG等无功补偿装置，可以实现配电网区域无功的动态平衡，使配电网负载电流降低，减少变压器的有功损耗和无功损耗，达到节能降耗的目的。目前很多电网的变压器未能进行合理的经济调度，使得很多地区的变压器一直不处于最优的运行工况下。三、变压器节能降耗对策1、变压器的合理选型变压器的材质发展经历了铁芯变压器、硅钢变压器。近年来，随着非晶态磁性材料的使用，非晶合金铁芯变压器应运而生并投入到实际运用中，极大地降低了铁损，是硅钢变压器的1/5左右。目前，全国在网运行的多是1980年之前生产的老式配电变压器，损耗较大，为此，应做好设备选型，建议目前认可度较高的S11系列低损耗变压器，这种变压器采取的是硅钢片连续卷制，实现了铁芯无接缝，极大地降低了磁阻，提高了功率。据有关专家推算，目前我国变压器的市场需求量为9800×104kvA，如果全部由S11型变压器替代传统变压器，每年可减少有功电量16.9×108kW・h，折合人民币8.6亿元。2、变压器的合理配置电力变压器的空载损耗和短路损耗也是电力变压器能耗的两大主要影响因素，通常情况下，电力变压器的空载损耗与短路损耗比约为1/4-1/3左右，因此，做好变压器的合理配置，将变压器的负载率控制在50%～70%之间运行时，其功效最高。基于这一特点，可以在一定区域内合理的配置好变压器的台数和容量，以实现降低电力能耗的目的。3、变压器的优化运行由于变压器并联运行有很多优点。因此，对于电力需求较大的机关或企业来说，一般会选择多台变压器同时运行，并且在同时运行的变压器中间，根据各自的实际负荷大小来安排变压器的台数，实现负荷的合理分配。例如，当负荷的峰谷差较大而且负荷较长时间又处于较小时，就可以通过增设小容量的变压器，这样就可以保证在负荷较大时运行主变压器来供电，在小负荷时用小容量的变压器进行供电，从而实现降低损耗的目的。4、加强配变管理根据不同配变型号、容量以及运行状态，做好配变台账的优化管理，及时掌握线路损耗的节点，从而为电能降耗提供依据。因此，要加强配变管理，首先是要认真做好配变清查整改工作，及时将高能耗和一些运行时间长的残旧配变及时更换掉；其次是要加强配变运行数据的管理，根据配变负载率的发展变化趋势，及时找出过载配变以及临近过载状态的配变，做好相应的设计方案；再次是做好配变的布点合理设置，缓解过载配变压力。5、培育节能降耗意识积极倡导节能型生产生活方式，加大节电宣传，积极营造节约意识，树立节约理念。广大电力从业人员要带头做好节能降耗的宣传教育，自觉在变压器的设计、生产、运用等过程中用实际行动来践行节能降耗理念，努力为建设资源节约型、环境友好型社会而努力。结束语作为电力系统中变换和传输电能的重要设备，变压器的节能降耗是电网运行的重要之重。在智能电网大规模发展的背景下，积极研究变压器的节能降耗措施，从变压器的设计、选型、更新、运行、监视等方面，充分考虑电网特性，实现科学性、实用性、经济性、环保性等的和谐统一，才是智能电网下变压器节能降耗的最优发展道路。参考文献[1]孙玮，孙鹏.变压器经济运行实现节能降耗[J].中国科技纵横，2012（2）：177.[2]王雅琴.基于变压器节能降耗的研究[J].工会博览？理论研究，2008（33）：42.[3]尹伟，陈杰，易本顺.基于模糊控制的配电变压器节能运行装置[J].电力自动化设备，2009，29（5）：74-77.

节能变压器篇2

根据以上的介绍，可以总结出以下结论：（1）作为更新换代的产品，全面使用S11型配电变压去从经济上、社会效益上和供求关系上都是必要和可行的。在经济上，采购S11型比S9型价格高7%到10%，不会造成投资急剧增加，且差价能在2到3年内收回。S11-MR和S11-M型比S9型空载损耗降低了30%左右，投资回收期短，见效快，使用S11具有良好的经济效益。（2）对于S7型或是更旧的配电变压器，以运行多年，凡运行12年以上的都应考虑逐年分批更换。（3）S11-MR型卷铁心变压器综合运行性能要优于S11-M型叠铁心变压器，所以在315KVA及以下变压器优先选用S11-MR型变压器。在400KVA及以上的变压器应优先选用S11-M型叠铁心变压器。（4）SH11-MR型非晶合金铁心变压器的空载损耗比S11-M1、S11-MR型降低了70%到80%，运行性能优良，但是价格较高。（5）由于S11型与S9型变压器的价格相差不大，运行管理基本相同，而S11型尤其是S11-MR型卷铁心变压器性能明显优于S9型变压器。由此可见，在质量稳定良好的前提下，可选型非晶变压器、立卷铁心变压器和型R型卷铁心变压器。从节能观点上看，数字越大越节能（当然要考虑价格）。否则应选常规的S11型卷铁心或叠铁心变压器。变压器改造方案分析

1.1.改造方案高损耗变压器的降损改造方案，归纳起来主要有三种：①调容量改造方案，包括串、并联调容量和星、三角接线调容量；②降容量改造方案；③原容量改造方案，包括更换铁心，更换器身。

1.2各方案的优缺点分析（1）调容量方案优点：除增加专用调容开关和改制绕组外，变压器的其他部分均不变。采用常规工艺就可改造，虽然绕组要改制，但导线总量不变。缺点：在原容量运行时仍是原旧变压器损耗。用户年负载曲线的峰谷不明显时，可能要操作多次。调容时要停电操作，同时要更换熔断器熔丝运行，改造费用稍高。（2）降容量方案优点：只改造绕组，变压器其他部分不变，所以可采用常规工艺。工艺简易、操作方便，改制费用较低。缺点：变压器容量减少，该方案只能局限于用户的负载率很低，且在5年内无发展的情况下实行。如果用户的负载已经接近或是在5年内达到原容量，降容后势必要再购置被减掉部分容量的低损耗变压器，在经济上是不合算的。另外，降容改造后的变压器。有的短路阻抗偏高，电压变动率增大，使供电电压会偏移标准值。如变压器资产属供电局的公用变压器，那么在一定范围内容量可调制，上述负载问题就缓解。（3）原容量方案优点：变压器额定容量不变，改造后的性能达到S11标准，关键项目与新品接近。设计工艺要求易于掌握。一般变压器修配厂也可改造。缺点：与方案（1）、（2）相比，需要一台剪板机，改造费用高于（2）。增加了原材料如硅钢片、铜线等消耗。如果旧变压器绕组是铝导线，那么换成铜导线就不用换铁心，可以节省费用。

2、高损变压器节能改造的具体方法

2.1更换绕组法以S11系列三相油浸式配电变压器产品结构为例，采用S11型对高、低压绕组端面的有效支撑及高低压引线的夹持方式等措施，使之在性能和结构方面都能达到S11型的水平。

2.2更换绕组同时换上铁轭在更换绕组时，上铁轭要拆卸，而上铁轨在拆卸过程中，铁心硅钢片的损耗系数容易变大。因此，更换绕组同时将上铁轭部分的硅钢片更换，可进一步降低空载损耗。如果更换全部上铁轭硅钢片，改造费用增加S9现价的10%，负载损耗可控制在比S9增加5%以内，总损耗也可控制在比S9增加5%以内。

节能变压器篇3

【关键词】配电变压器；节能；电力设施

一、建筑配电变压器的损耗分析

建筑配电变压器大多是双绕组变压器，电能损耗主要有有功功率损耗、无功功率损耗和综合功率三种。有功功率损耗主要由变压器铁芯内部激励电流引起磁通变化产生的空载损耗和负载电流在经过线圈产生的负载损耗组成；无功功率损耗一般是变压器通过电磁感应的无功负载产生的损耗，远远大于有功功率损耗；综合功率是由变压器的有功功率损耗和因抵消无功功率是供电网产生的有功功率损耗之和。

二、建筑配电变压器的节能措施

无功损耗可以通过低压无功补偿方式，减少线路损耗，提高功率因素，减少线路和变压器的电压损失，减少变压器的铜耗和提高配电设备的供电能力；有功损耗分为铁耗和铜耗两种，铁耗又叫空载损耗，其大小与铁质材料有关，与负载大小无关，基本上是不变的。铜耗的大小与电流平方成正比，当负载电流为额定值时，将铜耗成为短路损耗。有功功率损耗可以表示为：P=Po+β2Pk，P：有功功率损耗，kW；Po变压器空载损耗，kW；β变压器负载率，%；Pk：变压器短路损耗，kW。当Po=β2Pk时候，也就是铜耗和铁耗向同时候，变压器的损失率为最低。（1）合理选择建筑配电变压器的型号。变压器的铁耗发生在变压起到铁芯内，是由交变的磁力线通过铁芯产生的涡流带来的损耗。在铁芯中加入少量的硅和铝可以增大铁芯的导磁率和电阻率，降低涡流损耗。目前的变压器基本上采用非晶态磁性材料作为变压器的铁芯材料，例如我国现在大规模使用的S1I型变压器。由于现在生产厂商的技术水平的差异，生产的变压器的性能参数不符合要求，尤其是空载损耗过大必将导致损耗过大，在安装变压器查看变压器的性能参数是否满足建筑内多用电要求，并做好耐压绝缘处理。选用低损耗的变压器是节能的基础条件。（2）合理配置变压器。一般变压器的空载和短路损耗之比大约为0.25～0.35之间，当变压器的负载率在50%～70%之间，变压器的运行效率最高。根据建筑用电量的需求计算出负荷的变化范围，合理配置变压器数量和容量，随着变压器容量的增大，节能效率也就越明显，（变压器的容量过大，负载率较低，不经济划算，如果电容率较小，电路处于过负荷运行，变压器可能出现故障危及供电安全）。这样达到了提高运行效率和降低变压器损耗的目的。（3）正确合理地安装变压器。配电变压器应该设置在建筑物用点的中心位置，随着供电半径的加大，在配电网中的电流也就越大，也就会加大损耗。尽量避免低压长距离供电。例如在新建的水厂房应该将变压器和配电中心安置在反冲洗泵房附近，满足反冲洗水泵和鼓风机等主要用电设备的需求，同时可以将一些不能停电的电力设备的用电线路集中到一台变压器上装用供电，不需要用电时候停用其他变压器，有利于节电。（4）优化变压器的运行。一是合理调整变压器的电压。变压器的空载损耗与通过电压的平方成反比。一额定电压下的损耗为基准，一定范围内调节运行电压，对不同负载率的总损耗的增加和减少是不同的。当变压器处于空载运行，运行电压会升高，空载损耗在所有损耗中的比例会增加，因此必须通过调整分接开关来降低输入电压，在不影响供电质量的前提下，降低空载消耗；在满载状态下，运行电压必然会降低。二是调整三相负荷平衡。由于不平衡电流的存在，在增加变压器损耗的同时加大了低压线路的损耗。在三相负荷不平衡时，在低压侧会产生零序电流，而高压侧则没有零序电流的产生，零序电流产生的零序磁通在变压器内通过时发热，增加损耗。主要表现形式为附加铁损、附加铜损和线路损耗。三相电流不平衡程度越大，其零序电流也就越大，有功功率损耗越大。要及时调整负荷的接入方式，使变压器的三相电流趋于平衡。（5）增加无功补偿提高功率因素。配电变压器的效率不仅与有功功率的变化有关，还与功率因素的变化有关。功率因素较低时，变压器的效率也就很低。根据电力学知识，对变压器提供无功补偿可以提高功率因素，大大减小了无功功率的传输，实现在变压器上的损耗的降低。这种措施一般在功率因素较低时候才用。由于无功补偿提高了变压器的负载能力，还实现了输电质量的提高。（6）建筑物内用户的节能。建筑内配电变压器的节能不只是体现在变压器的节能，还包括用户节能，降低电压在线路中的损耗，实现变压器的功率损耗的降低。用户使用节能用电设备，减少变压器的负载，实现节能的目的。

参 考 文 献

[1]李关定，周佃民，张华等.配电变压器节能浅析[J].上海节能.2009（11）

节能变压器篇4

关键词：火力发电厂；变压器；能耗；电磁感应；节能措施

引 言：

作为电力资源重要组成部分的火电，其生产发展中该行业电气的能耗节约对我国能源资源的节约利用具有十分重要的发展意义。介于火力发电厂电气能耗探究问题中，变压器的能耗节约探讨具有十分重要的研究价值。变压器是通过其工作原理，改变电流强度，实现电压的高低调节，从而满足电力资源的远距离输送的能源战列发展需要。

火力发电主要以生产交流电的生产发展目标，实现交流电在一定能源发展范围内的有效生产，由此，电力输送是电力生产原地一个重要的内容之一，变压器作为电力输送的重要电气组成部分，在电力输送中扮演着不可替代的角色，我们从变压器的主要工作原理进行概述，实现变压器能耗方面的进一步研究和阐释，从而为我国火力发电厂变压器的能源节约问题的探讨提供有力的科学依据。

一、火力发电厂变压器工作原理概述

变压器的工作原理主要是运用电磁感应的物理工作原理来实现交流电的电压的强弱的转换。变压器的构建由初级线圈、次级线圈、和磁芯（也就是铁芯）等构件组成。变压器的主要功能是：电流变换、电压变换、阻抗变换、隔离、稳压等。变压器在工作中实现一种交流电压、交流电流的电能转换成另外一种交流电压、交流电流的电能，实现电压和电流的有效转换，从而适用于社会中各种电力资源能源用途。变压器在电力能源资源生产中主要用于电压的转换，电压经升压变压器升压后，可以减少线路损耗，提高送电经济性，达到远距离送电的目的。电压经降压变压器降压后，获得各级用电设备的所需电压，以满足用户使用的需要。

二、变压器能耗方面存在的问题

1.变压器空载损耗问题

在火力发电厂中，所有电气在工作中变压器隶属耗电率最高的电气设备，在一般情况下，较小的变压器的耗电率都可以达到96～98%。在电力系统中变压器的空载损耗主要包括铁芯中磁滞和涡流损耗及空载电流在初级线圈电阻上的损耗。前者称为铁损后者称为铜损。变压器的空载损耗主要是铁芯损耗，它由磁滞损耗和涡流损耗组成。磁滞损耗与导磁材料成正比，且与磁通密度的二次方成正比；而涡流损耗与磁通密度的二次方、导磁材料厚度的二次方、频率的二次方和导磁材料的厚度成正比，降低空载损耗就要降低磁通密度，其结果导致导磁材料的重量增加。或者采用高导磁，低损耗的导磁材料，或者采用厚度更薄的导磁材料。这些方面都可导致变压器用电率的增加，从而使变压器的能耗成本增加，然而，过薄的硅钢片又使铁芯的平面度降低导致铁芯的机械强度降低。

2.变压器负载损耗问题

变压器负载损耗方面主要是指额定电流下与参与温度下的负载损耗。具体来说，所谓额定电流是指一次侧分接位置必须是主分接，不能是其它分接的额定电流。对参考温度而言，要看变压器的绝缘材料的耐热等级。对油浸式变压器而言，不论是自冷、风冷或强油风冷，都有是A级绝缘材料，其参考温度是根据传统概念加以规定的，都是75℃。而干式变压器的参考温度都按公式算出，参考温度等于允许温升加20℃，其物理概念是绝缘材料的年平均温度。负载损耗只是衡量产品损耗水平的一个参数，或者说是考核产品合格与否的一参数，而不是运行中的实际损耗值。运行中温度是变量，负载电流也是变量，所以运行中负载损耗不是变压器名牌上标定的负载损耗值，主要是运行温度不等到于参考温度。

三、变压器节能措施

变压器是配电系统的重要设备，其自身要产生有功功率损失和无功功率消耗。它的接线方式、参数选择对功率消耗影响较大。

1.对变压器的总体节能要求措施

主变压器、联络变压器、起动/备用变压器（高压备用变压器）、高低压厂用变压器选用高效、低损耗型变压器。在综合考虑设备选择经济性的情况下，选用节能型变压器，降低变压器本身的铜耗、铁耗。

2.对主变压器的节能控制措施

《火力发电厂设计技术规程》13.1.5条指出主变容量“可按发电机的最大连续容量扣除一台厂用工作变的计算负荷和变压器绕组的平均温升在标准环境温度或冷却水温下不超过65℃的条件进行选择”。发电机的容量是根据汽轮机的容量确定的，其最大连续容量和额定容量之间一般相差5%左右，也就是说主变在额定工况下的负载系数β为0.95。

3.高压厂用变压器（起/备变）的选择措施

《火力发电厂厂用电设计技术规定》5.1.1条指出：“选择厂用电源容量时，应按机组的辅机可能出现的最大运行方式计算”。因此，在厂用变压器容量选择时，应该积极配合工艺专业，对工业专业进行全面了解，实现不可能出现的隐形方式的有效排除，以此达到高变厂变压器的容量的科学选择，达到节能降耗的发展目标。

4.低压厂用变压器的选择措施

在变压器界限组别选择时，宜选用一侧星形、一侧三角形接线，减少三次谐波污染引起的损耗及功率因数的降低。优先采用成对配置、互为备用方式，正常运行时2台变压器各带约45%的负荷，分析可见，正好是经济负载系数。

四、结语

综上所述，文章从当前我国火力发电厂的具体厂内电气能耗情况出发，以火力发电厂变压器能耗及节能措施为例，进行探讨分析，从而达到降低电厂电气的用电率，达到积极响应国家要求的节能减排目标。在以后的电厂电气相关节能减排研究能耗措施中，将更加注重节能效率，不断研发创新节能措施，为我国的节能减排作出更大的贡献。

参考文献：

[1]王维俭.电气主设备继电保护原理与运行[M].北京：中国电力出版社，1996.

[2]王维俭，候炳蕴.大型机组继电保护理论基础[M].北京：中国电力出版社，1989.

[3]王仁祥.电力新技术概论[M]. 北京：中国电力出版社，2009姚志松、姚磊

[4]姚志松、姚磊.中小型变压器实用手册[M]. 机械工业出版社，2008.

节能变压器篇5

关键词：变压器；空载损耗；节能；经济运行

中图分类号：TM727.1 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2013）11-0068-02

0 引 言

随着现代经济的快速发展，人民生活水平不断提高，工业的发达，一系列的因素促使能源消耗在急剧增加。2009年，我国的能源总消耗已成为世界第一消耗大国，我国无论是在供配电系统还是用电设备上，都存在着节能的巨大潜力。在这样的趋势下，节能已经成为我国发展经济的一项长远战略方针，而电力是一种使用方便的优质二次能源，广泛应用在国民经济各个领域。

1 建筑供配电节能

变压器经济运行是电力变压器运行时降低有功功率损耗，提高效益，获得经济效益最佳的一种运行方式。变压器在安全运行的前提下，完成电压变换和相同电能传输过程中，充分利用现有设备，通过择优运行方式，合理调整负载及改善运行条件，使变压器在电能损耗较低的状态下运行。在建筑供配电系统中，节能的方法主要在以下七个要点：

（1）变压器经济运行；

（2）降低输电配电线路损耗；

（3）采用高效节能、高功率因数用电设备；

（4）配电线路优化；

（5）供配电设备经济运行；

（6）提高用电平均负荷与最大负荷之比；

（7）提高系统功率因数。

本文主要介绍用变压器节能，以达到最佳经济效益的一种运行方式。

2 变压器的经济运行

2.1 减少变压器的有功损耗

变压器的有功损耗包括空载损耗和短路损耗，即：

ΔP=Ρ0+β2ΡK

式中，ΔP为变压器的有功损耗（kW）；Ρ0为变压器的空载损耗（kW）；ΡK为变压器的短路损耗（kW）；β为变压器的负载率。Ρ0又称铁损，它是由铁芯涡流损耗及漏磁损耗组成，是固定不变的部分，它的大小取决于矽钢片的性能及铁芯制造工艺。

2.2 降低空载损耗

空载损耗包括铁芯中磁滞和涡流损耗及空载电流在初级线圈电阻上的损耗，前者称为铁损，后者称为铜损。由于空载电流很小，后者可以略去不计，因此，空载损耗基本上就是铁损。Ρ0作为变压器的空载损耗，又称铁损，其值与铁芯材料及制造工艺有关，与负荷大小无关。所以在选用变压器时，最好选择节能型变压器，如S9、SL9、SC8等。它们采用优质冷轧取向矽钢片，由于“取向”处理，使矽钢片的磁畴方向接近一致，减少铁芯涡流损耗；45°全斜度接缝结构，使接缝密合性好，减少了漏磁损耗。

2.3 降低负载损耗

负载损耗是变压器绕组中的铜线圈电流损耗，此损耗是指变压器一、二次线圈中电流在电阻上产生的铜损耗及励磁电流在励磁电阻上产生的铁损耗。当变压器二次绕组短路，一次绕组流通额定电流时所消耗的有功功率称为负载损耗。PK是变压器额定负载传输的损耗，又称变压器线损，它取决于变压器绕组的电阻及流过绕组电流的大小，并与负载率β平方成正比。因此在选择变压器时，应选用阻值较小的绕组，如铜芯变压器。

2.4 选择适宜的负载率

一般情况下，变压器的利用效率为：

β=S/Sn

式中，Sn为变压器额定容量；S是变压器运行中的实际容量。从式中可得到的β反应了变压器的利用效率，由于变压器在运行过程中，外界负荷经常变化，所以应采取一段时间内的平均负荷率。从理论而言，用微分求极值，在β=50%负载率时变压器的能耗最小。但在β=50%负载率时，仅减少变压器的线损，并未减少变压器的铁损，因此也不是最节能的。考虑到变压器初装费、高低压柜、土建投资及各项运行费用，又要使变压器在使用期内预留适当的容量，变压器最经济的节能运行负载率一般在75%～85%之间。

2.5 电容器组的无功补偿

对变压器所在系统实施电容器组无功补偿不仅提高系统功率因数，还提高变压器的负载能力。电容器组主要是通过无功电流的方式向系统中输入给无功的设备就可以从电容器接收无功，不需要从变压器得到无功或得到少量无功。这样，既节约了电能，又增大了电容器的负载率，在变压器容量一定的情况下，提高其利用效率。积极治理系统谐波，减小变压器铁芯损耗，减小变压器输出端不平衡电流，提高变压器过载能力，延长其使用寿命，实施变压器经济、合理、科学运行。

3 结 语

变压器是供配电系统中重要的电气设备，变压器在能量转换过程中，本身消耗着有功和无功。对于变压器的经济运行应根据变压器现有的技术参数结合实际负荷情况及现场情况，选择合理的变压器运行方式及变压器容量，以便能够实现变压器的经济运行，减少变压器的有功功率损耗。本文通过减少变压器的有功损耗，降低空载损耗，降低负载损耗，选择适宜的负载率，对变压器所在系统实施电容器组无功补偿，选择合适的变压器来提高电能的利用率，达到变压器的节能。

参 考 文 献

[1] 苏文成.工厂供电[M].修订版.北京：机械工业出版社，2005.

[2] 胡景生.变压器经济运行[M].北京：中国电力出版社，1999.

[3] 夏国民.供配电技术[M].北京：中国电力出版社.2007.

节能变压器篇6

【关键词】：线损率 变压器 淘汰原则

引言：根据近些年我们在用电过程中对电力系统中的多种设备进行分析，我国电网线损率一直居高不下，与我国在电力应用的过程中还没有摆脱产值能耗问题有着十分密切的关系。本文针对中小型老旧变压器的节能降耗进行分析，总结出相应的管理办法，望广大同行给予肯定。

一、我国线损率过高的原因

我国线损率过高的主要原因有如下几个方面：首先我国的电网结构相对落后，网架承当能力较弱，尤其是我国电力用户相对集中，数量众多，这使中小型变压其占据主要位置，这些变压器随着时间推移，在结构和能耗上相对老旧，并且缺乏更新换代。这也是近些年供电事故频发的主要原因之一。在电网运行管理上，过分重视安全管理，不重视经济效益的产生。其次是整体电网管理模式相对落后，尤其在管理制度上观念陈旧，管理结构粗放，使线损率过高。最后是电网结构的科技含量较低，很多偏远地区还在依靠人工巡查对变压器进行管理极大降低了电力企业的经济效益。

二、逐步完善对变压器的更换

变压器更新换代的科学决策，在城乡电网改造中，我们要运用知识经济和科学技术，加速老旧变压器的更新换代。 现代化耗能设备管理的决策要求人们必须从产品经济观念转变为商品经济观念；从封建闭锁的小农经济观念转变为商品经济中的竞争观念，竞争的规律就是优胜劣汰，树立耗能设备技术磨损观念，任何设备在使用后都会产生磨损，若做好磨损之间的转换就能够大大提高经济效益。能耗设备在制造和使用的过程中，不光要考虑到物质的磨损，还要将设备的使用年限设定为技术磨损。所有的能耗设备在使用的过程中，可以通过对本设备的更新和换代来完成技术磨损的过渡，这样就能够体现其经济性和技术性，同时也能扩大经济收益。加速老旧变压器更新换代是经济效益差的企业的重要举措之一，亏损的企业要想生存下去，必须走扭亏为盈之路。加速老旧变压器更新换代，使低投入高产出的经济决策。

三、变压器更换过渡过程中的效益分析

变压器更新换代的节电潜力与社会效益都有很大的提升空间，尤其对老旧变压器淘汰

要做到劣中汰劣，对新型变压器选型要做到优中选优，不要单纯立足于变压器资金投入少，更要充分考虑到运行中的节电效果，因此不应选择投资少能耗高的 S7 型变压器，应选择投资大节电效果好的 S9 型和非晶态变压器，变压器的成本通过节电效果能够很快的完成成本回收。

四、变压器淘汰过渡的基本原则及更换模型的使用

我国电损率较高，这也就使节能减排成为了提高供电企业经济效益最有效的途径之一，就目前看来我国的供电系统面临着生产技术单一和使用数量众多等因素，所以降低高能耗变压器的使用效率和进行技术改造是解决这一问题的根本，同时加强设备更新，更能够符合可持续发展的核心策略。

1.坚持劣中取优的原则

电力企业要想提高经济效益就要从发电成本上入手，我国变压器普遍存在能耗、电损率较大的现象。所以对其进行技术升级是不可避免的。我国针对变压器管理上不断优化，使新型变压器的应用为企业带来了十分巨大的经济效益，但是由于中小型老旧变压器数量众多。要想在短期内进行全部更新是不可能的，所以在更新的过程中要采取劣中取优的原则。要在多台老旧变压中，通过定量计算，将使用年限最长、电损率最大的变压器，先进行淘汰。同时在新变压器的选择上要将节电效率放在首位，不计较变压的资金投入，使节电效果能够达到最好。

2.坚持备用列入的原则

需要进行最先更换的变压器都为高能耗、质量劣质、运行时间长，但是有的变压器属于备用变压器，这些变压器是作为变压器的国电保障配套系统，它的使用频率和时间很小。但是这些变压器要将能耗性作为更换的重点，在资金充裕的情况下，也要进行适当的更新。

3.完善优中选优的原则

更换好的新型变压器无论是在技术等级和节能效率上都要做到最高，我国所推广的传统变压器都是以非晶态变压器作为主导产品。但是随着新措施的颁布，传统的油浸式变压器和干式变压器的能耗都有强制性的降低标准，在应用方面也进行了明显的区分。对工业、商业.、公共照明、路灯、城市居民区、农村电力供应等方面进行了不同负载特征划分。同时针对同一行业中变压器的使用特征也进行了调整，这些调整都是为了满足变压器使用中优中选优的特性。目前非晶合金变压的负荷率最低，能够提供最大的能效。所以非晶体变压器适合24小时连续生产的企业（如供水站、炼油厂等）。而在农村地区和城市居民区域中。电压负荷率很低，传统的浸油式变压器就能够满足需求。所以在变压器的选择上要尽可能的选择总损耗较低的，配电变压器。另外负载昼夜变化较大的用户如公共照明、商业区等能耗比小于3%的配电变压设备。

4.淘汰更新排序模型

通过研究发现，在进行中小型老旧变压器淘汰更新的过程中并没有一套可以参靠的淘汰计划，所以在淘汰先后顺序的选择上要根据变压器的系列、容量、年限、负荷性、 以及供电水平等，我们通常根据这些不确定项目进行评分，并且作为淘汰和更换变压器的主要依据。同时通过评分我们还能根据变压器的不同类型制定好不同的项目评分体质，使在变压器更新上制定经费投入计划，保证经济效益能够快速回收。

结束语

我国的用电用户十分集中，而且用电密度大，要想合理的对中小型老旧变压进行更换就要制定完整的更新计划，同时变压器在更新过程中受到影响的因素较多必须制定一个合理的控制计划，才能够使变压器更新过程中的影响因素降到最低。变压器的更换要以经济性为基础，使其负荷程度和特性能够得到提升，并且满足劣中劣汰、优中选优的原则来提高整体使用性能。

参考文献

[1]李旗，宋宪旺，朱恒敏.浅谈城乡电网改造中老旧变压器的更新换代[J].山东煤炭科技. 2008（04）

节能变压器篇7

关键词：变频器；油田；注水泵；节能应用

随着社会经济建设的快速发展，我国油田建设规模不断扩大，如何获得更好的经济效益也成为油田企业面临的难题之一。高压注水泵作为油田建设过程中的重要设备，是油田开发后期提高原油采收率的重要举措，但高压注水泵在注水过程中采取人工调节出口和回流闸门的方式，容易导致电动机长期处于高耗能的状态，且人工操作及维修工作量大，已不能满足个别采油区块的应用。目前，变频技术逐渐向着电压更高、功率更大和性能更为优越的方向发展，采用变频调节装置对油田高压注水泵用电动机进行变速调节，可以有效提高注水泵设备注水效率，以达到节能降耗的目的。本文着重阐述了变频器在油田高压注水泵中的应用，希望对提高油田经济效益有所帮助。

1工程概述

某油田井区有10座计量站109口油水井，其中油井85口，水井24口，是一个中深、低渗透砂岩油岩。由于油层渗透率低，油水井间的连通性差造成部分注水井在系统压力下（15～16MPa）的注水量满足不了地质配注要求，为此油田开展地面二级增压措施达到增注要求，目前油田有7座计量站安装增压设备，增注水井数18口，占总井数75%。增设变频器主要有以下三点原因：

（1）由于低渗透断块油田注水配注水量在不断变化，而柱塞泵的排液量恒定，造成柱塞泵的排量与变化中的配注量很难合理匹配，所以采用打回流的方式进行调节，这样就使得站内水质变差并造成电能浪费，从而降低了注水系统效率；

（2）柱塞泵的排量与电源电流频率成正比，柱塞泵采用变频调速时，可随注水参数的变化，进行无级调节，达到节电的目的；

（3）设备机械磨损大，噪声分贝增加，工人现场操作频繁，造成柱塞泵大修周期缩短。

2高压增注泵工作原理及变频节能原理

2.1高压增汽泵结构

油田采用高压泵厂产的ZY系列增注泵，全称为卧式三柱塞单作用液力平衡式高压往复柱塞泵，其结构主要由动力端、液力端、传动部分、电器部分组成，目前油田使用2种规格增注泵，其技术参数如表1所示。

2.2工作原理

电动机通过传动部分带动曲轴转动，曲轴带动连杆、柱塞做往复运动，往复一次即完成吸入与排出过程；与此同时高压水通过压力平衡管进入和排出平衡腔达到平衡作用，增压泵工作时，进出口压力符合设计要求，则处于理想状态；如果进出口压力达不到设计要求，则需调整，使其达到80%以上平衡要求，以保证增压泵正常运转；由于增注泵采用三柱塞式往复结构，往复行程相位差接近120度，其效率可达80%～82%左右，所以电动机运转速度越高，排量越大；反之可知，柱塞泵的排量与电源电流、频率成正比。

2.3电动机特性及变频器智能节能原理

根据异步电动机的工作原理n=60f（1-S）/p可知，电动机的转速与电源的频率成正比例关系。

变频智能控制系统是一项集现代先进电力、电子技术和计算机技术于一体的高效技术，它首先将交流电转换成直流电，再通过逆变器转换成频率和电压可变化的交流电。结合电机特性分析可知：均匀改变电机供电频率f，就可以平滑地改变电动机的转速，从而改变柱塞泵的转速。结合柱塞泵的原理，电动机转速降低，柱塞泵往复次数减少，电动机输入功率也随之减少。

柱塞泵往复次数减少，电机的轴功率相应减少，功耗也相应减少，即柱塞泵的排量与电源电流频率成正比，采用变频调速时，可随注水参数的变化进行无级调节，达到节电的目的。

3变频控制系统组成

变频器选用华为TD2000通用型系列产品，其功率为22kW和30kW两种，系统由华为TD2000通用型变频器、鼠笼式异步电动机、耐震电接点压力表等组成，可以通过变频器功能板进行参数上下限设定。

4 TD2000变频器使用效益分析

北16井区共计增注泵7台，总电机功率为170kW，其中5台22kW电机，2台30kW电机；增压注水井18口，日注水465m3，占全区块注水量62%，从2008年7月装变频器至今使用良好，运行可靠。对于控制1口增注井的增注泵，水量调节可直接采用变频调节，并关闭所有增注系统回流闸门，频率和流量可实现无级调节；对于控制2口以上增注井的增注泵，水量调节采用变频调节后，通过调整单井管汇下流闸门来调节水量大小。

4.1投入前后的测试数据（见表2、表3）

从测试数据来看，采用TD2000变频器以后，单台节电45%左右，年节约用电28.18万kWh，按电价0.6元/kWh，则年节约用电16.9万元，投资回报周期为15个月，计算如下：变频器每台2.5万元，小计17.5万元，安装调试费小计3.5万元，合计21万元；则投资回报周期15个月。

5结论

通过探讨变频器在油田高压注水泵的节能应用，笔者得出了以下几点结论：①在使用变频器后，电动机可节电45%左右，系统电流下降40%，可减少配电装置容量；在油田中期注水可节约能源在40%以上，对电机小于30kW采用变频器调速节电比较明显；②变频器的使用有效降低了系统频率，设备机械磨损减少，大大降低了电动机的维修量；③变频器在油田注水泵中的节能效果明显，建议在电机调速系统中推广应用。

参考文献：

节能变压器篇8

关键词：变压器 损耗 节能 途径

中图分类号： TM4文献标识码： A

引言：变压器在电力系统中使用量很大，是电力系统的重要组成部分，变压器的节能是指变压器在出厂时具有较低的空载损耗、负载损耗，冷却装置消耗较低的功率；变压器在运行时具有最高效率，或者说，变压器在具有最高效率的负载下运行。增加材料的使用也可降低变压器的损耗，一般讲，是不经济的。节能技术是在充分发挥材料潜在能力的基础上，利用电磁原理，选用合适材料，在不增加材料消耗量的基础上降低变压器的损耗，达到运行时可以节能，提高效率的目的。

1、配电变压器的损耗

1.1 变压器的有功损耗

变压器的工作原理是先将电能变换为磁能，再将磁能变换为电能来变压的，因此，变压器的有功损耗有两种，空载时的和负载时的。也可以理解是铁损以及铜损。铁损指初级的线圈电阻所产生的电能损耗。在运行中，会导致铁芯的发热，这和制作铁芯的方法和材料有关系，和负荷是没有关系的。这种损耗就属于空载损耗。铜损指的是变压器的线圈电阻所产生的电能损耗。在运行中，电流经过线圈时，电阻发热，此时，就有电能转换成热能损耗掉了。这种情况是和负载大小有关系的，与其平方是正比的关系。

1.2 变压器的无功损耗

在电能的传输过程中，变压器的运行和电能的传输中所消耗的能量就是无功损耗。其中励磁电流会造成一部分的能量损耗，这种情况是和负载电流没有关系的。变压器绕组中经过的电流和其电抗之间会引起另外一部分无功损耗，这种情况是和负载电流有关系的。无功损耗是和变压器的容量成正比关系的。

2、降低空载损耗的节能技术

2.1导磁材料

铁心材料的改进，由普通碳素钢片、热轧无取向硅钢片、冷轧取向硅钢片、高导磁冷轧取向硅钢片到激光照射高导磁冷轧取向硅钢片或等离子火焰处理高导磁冷轧取向硅钢片的50赫兹与1.7特斯拉下每公斤损耗达到了0.9瓦，同时硅钢片的饱和磁通密度提高到2.03特斯拉，随着单位损耗的降低，饱和磁通密度的提高，使变压器的空载损耗能大幅度的下降。铁心材料的材质还在改进中，目前尚在研制的用快速冷却渗硅的高硅量硅钢片，快速固化的非晶合金、由非品合金压成的不需退火的电力铁心片等，这些新型导磁材料有更低的单位损耗，导磁材料的改进，渴望变压器的空载损耗还会进一步的下降。应该注意的是较低单位损耗的硅钢片或非晶合金具有较高的价格，增加的价格必须低于降低损耗的评价才有实际意义，所以较低单位损耗的导磁材料只有在较低价格下才有发展前途。合金具有较低的单位损耗，就因价格较贵，尚难推广应用，目前正在降低价格上作改进。

2.2铁心结构

铁心结构与导磁材料有关，高硅含量钢片，非晶合金都无磁的取向性，因此都是采用直接缝的铁心结构，冷轧与高导磁硅钢片都有取向性、为使铁心中磁力线方向与硅钢片轧制方向一致，一般都采用45°斜接缝结构，这样可使冷轧与高导磁硅钢片的潜在作用都发挥出来，如冷轧与高导磁硅钢片替成直接缝式铁心，由于转角处磁力线方向与轧制力向不同，这里的损耗较大，使整个铁心的空载损耗增大，成品的单位重量损耗瓦数要比原材料硅刚片的单位重量损耗瓦数大得多，夹紧铁心叠片的技术也有几种，一种是在心片上冲孔，然后用螺杆、绝缘套，螺栓的拉紧系统；另一种是用半干型环氧树脂无纬粘带绑紧。前种结构会引起附加的空载损耗，因孔附近有磁通的绕行而引起的磁通密度增加以至磁通密度饱和，这就引起空载损耗的增加，也会引起局部过热。

为进一步降低空载损耗，对45°斜接缝作进一步改进，将斜接缝设计成分级式接缝，即上下两层叠片的接缝互相间错开较小的尺寸，以6-7片互相错缝的叠片组为一循环，很多组这样分级式接缝的叠片叠成铁心，可使空载损耗比传统式接缝的铁心空载损耗要小得多。所以铁心结构的节能技术主要集中在接缝形式的选择上，而这种选择还取决于导磁材料的固有特性。

2.3加工工艺与设备

目前较先进的硅钢片卷料的剪切线有不同宽度的纵剪线与横剪线两大类，对剪切线的要求是剪切精度要高，剪切后硅钢片的毛刺要小，剪切区作用在硅钢片上的剪切应力要合适，剪切的接缝形式要符合要求，剪切后的叠片可分尺寸理料。叠铁心片时，也有几种工艺，一是在叠片上冲定位孔，二是用定位工具。冲定位孔的工艺不但增加冲孔工时，而且损耗值也有微量的增加。另外叠铁心时还有叠上铁轭的工艺与不叠上铁轭的工艺。如果，叠完的铁心运到套线圈的场所有较远的距离，容易使不叠上铁轭的心柱歪斜。不叠上铁轭时，因上铁轭在套完线圈后一次叠成，故这种工艺可使空载损耗值下降。叠铁心时叠片应轻拿轻放，不应使叠片卷曲，处片时使叠片受应力会使铁心的空载损耗增加。另外，未剪切前的硅钢片卷料，不宜堆积过高，一般只能堆二层。纵剪后的卷料的堆放不能变形，变形后，会使损耗增加。为使叠片整齐，不宜用硬度超过硅钢片的材料打整齐，一般可用嵌铜的铁块用铜端打齐，或用电木板打齐。

3、降低负载损耗的节能技术

负载损耗包括两大部分，一是负载电流流过导线时产生的电阻损耗，二是负载电流产生的漏磁所引起的损耗。漏磁在导线内会产生涡流损耗、换位不完全损耗。漏磁在夹件、箱壁、箱底、箱盖上产生损耗。降低负载损耗的节能技术的应用，就是降低上述损耗。

降低电阻损耗可增大导线截面与减小导线长度，或选用无氧铜或少氧铜。无氧铜或少氧铜的电阻率较电解铜低2%左右，增大导线截面是不经济的，一般不采用。选用合适的主纵绝缘结构，可使导线为合适的长度。总之，电阻损耗可通过合适的结构获得，包括线圈的型式的选择。

在变压器线圈结构主纵绝缘结构选定后，变压器的阻抗电压也满足要求时，漏磁分布已基本确定。漏磁会在结构件中引起附加损耘，为了降低因诵磁而在结构件中引起的附加损耗，在线圈上部与下部，油箱壁上加装磁屏蔽，使漏磁在磁屏蔽中通过。磁屏蔽中通过漏磁通后，虽也有附加损耗产生，但损耗值很小，可达到降低附加损耗的目的。当然，也可在油箱壁上加装电屏蔽，即铜屏蔽，此时铜屏蔽中会产生涡流而强迫漏磁在油内通过以达到降低附加损耗的目的。

导线的幅向尺寸与厚度不宜过大，漏磁在导线内引起的涡流损耗与导线尺寸平方成正比。电流较大时可采用并联导线，使用并联导线的原则是涡流损耗应为电阻损耗的20%左右。并联导线的种类有普通导线并联，组合导线（每单根导线包不多的匝绝缘，几根导线组合后加包足够的匝绝缘），换位导线。

并联导线应尽量换位完全，并联导线之间漏磁通在导线内的感应电势应尽量相同，使换位不完全而产生的损耗为最小。中小型变压器的横向漏磁通分量不大，可采用箔式线圈以减少负载损耗。对大容量变压器而言，可采用“低压一高压一低压”或“高压一低压一高压”的双同心排列以减少轴向漏磁通。

4、结语

近年来，我国大力的开展和提倡"节能减排"的问题，对降低能源越来越重视，加上很多企业观点的提升。因此在变压器的选择上，要大力提倡应用降低损耗的变压器，并且实施经济运行以及技术改革等的方法，这对于跟进国家政策、增强社会整体的经济发展、减少国家能源等起到了重要的作用。

参考文献

节能变压器篇9

【关键词】变频器；节能；矿山；空压机改造

在现代化的矿山工业企业之中，空压机属于气动系统的核心设备之一，变频器节能技术应用于矿山空压机设备之中，可以极大地提升空压机设备的节能性能，对于降低矿山企业的生产成本具有重要的地位和作用。本文针对空压机能耗较高的弱点，结合空压机变频器节能技术改造的原理，进行探讨。

一、空压机设备能耗弱点分析

尽管空压机广泛应用于工业领域，获得了突飞猛进的发展，为企业带来了巨额利润，然而，它在运行过程中显现出一定的弱点，主要是能耗过大、噪音巨大等问题，带来了较大的能源浪费，不利于企业的长远可持续发展。从空压机设备的构造原理来看，虽然它已日臻完善，却仍然存在一定的技术缺陷，它的供气系统主要是采用加载和卸载控制，利用空载星三角启动方式，在大转矩惯量负载条件下，启动电流对电网的冲击较大。在启、停动作频繁的状态下，不仅会磨损电机的轴承，而且容易产生巨大的噪声污染。同时，空压机设备的人工调节速度较慢，在电机空转的状态时要消耗较大的电能。

二、比较空压机工频运行和变频运行的状态，分析其改造的必然性

一般而言，空压机设备的电机功率较大，它在工频运行状态时，采用瞬时的加载和卸载方式，会导致强大的冲击和波动，在电机不能自动调速的状态下，无法实现降速调节输出功率的匹配。而变频器技术则可以针对电机不能自动调速的缺陷，进行软起、软停，通过其无级调速的驱动性能和精准的控制性能，延长电机启动的冲击波，从而实现电机的自动转速调节，避免频繁的加载、卸载。在电机转速变化的状态下，进行负载转矩的恒定值，从而维持供气系统的恒压状态，在控制调节精度的前提下，有效降低空压机的噪声，通过能源的节约降低矿山企业的运行成本。

三、变频器节能技术应用于矿山空压机改造

1、空压机工作构造及原理

在工业领域中，空压机的构件由电动机、压缩腔、储气罐组成，空气进入设备之中需要经过空气过滤器和调节阀，它们负责对空气的控制，压缩腔利用离心力的推力进行移动，呈现一种偏心的运行状态。另外，空压机的注油系统可以使空压机冷却，在注入油的过程中生成薄膜，从而隔离摩擦，减少磨损消耗。变频器节能技术应用于空压机改造中的原理，主要是指电动机生产的压缩空气存于贮气罐中，比较贮气罐实际压力值与设定值之间的差值，再经由PID调节器自动计算和分析，得出变频器在空压机设备中的运行频率状态值，转换成电流信号控制电动机的转速，从而实现对电动机的自身转速调节，并使输出压力值与设定值趋于一致，在恒定的状态下进行运转。

2、变频器节能技术在空压机改造中的配置设计

变频器节能技术在空压机改造中的配置设计，要以改造目标为原则，要使空压机改造后的配置符合以下要求：（1）变频运行状态下的输出压力恒定，波动范围在±0.02Mpa以内。（2）变频系统要设计两套控制回路，在出现突发故障的时候，可以确保至少有一条控制回路运行。（3）变频系统要保证恒定转矩的运行状态。（4）变频器节能技术要拥有抵御电磁辐射干扰的能力。（5）在用电量较小的状态时，变频器要采用低负载的运行，保证较低的噪声值。

2.1、变频器系统配置设计 由于空压机是大转矩惯性负载，需要选用较高启动转矩的无极速矢量变频器，以保证在电机转速变化状态下的恒定转矩驱动控制。同时，由于空压机的电机低速运行时间较短，因而，可以选用与电动机容量相一致的变频器，采用U/F控制方式，实现对空压机的节能控制。

2.2、压力变送器配置设计 压力变送器配置为了配合变频器节能技术，可以选用二线制24V供电、4～20mA输电的远传压力表，可以极强地抵抗电磁干扰，具有较强的安全性能。

2.3、PID调节仪配置设计 应用于空压机改造之中的PID调节仪可以进行预先的设定，在更改PID参数的条件下，避免变频器的频繁变动状态，保持较为平缓的恒定状态，并在观察、分析变频器压力和频率变化值的匹配状态下，对参数P和I的压力值进行微调，保证较小的波动，维持系统的压力恒定。

3、实例应用分析

空压机在矿山生产中用于生产压缩空气，以带动各种风动设备及工具，如：风动凿岩机、装岩机等，在矿山生产的电能源损耗之中占有较大的比重。为了降低矿山企业生产成本，需要从节能降耗的角度出发，对空压机进行变频节能改造。下面以某铅锌矿为实例，进行以下分析：某坑口空压机站点有六台空压机，在并联的运行状态下负责空气的压缩，由于活塞式空压机不能频繁起、停，因而要根据井下用气量的时间变化，进行空压机的起、停控制。但是，这明显存在一些缺陷：（1）空压机在启动状态时即要进行负载运行，其供气量总体而言要高于井下的实际用气量，显然这就使电网要承载较高的供气压力，产生无谓的电气损耗和浪费。（2）控制精度较低，波动状态较大，无法达到恒定风压的水平。（3）控制阀门动作值在一次整定后，会出现压力偏高的状态，从而增加电能损耗。然而，在经过变频节能改造之后，可以将工频空压机转变为变频运行方式，仅在出现故障时采用手动切换运行状态。在变频运行方式下，它可以根据井下耗气量的变化来调节空压机的排气量，并根据气压的变化频率控制电机的转速，从而实现恒定控制。这样，极大地降低了能源消耗，为工频空压机运行提供了全新的技术手段。

总而言之，将变频器节能技术应用于矿山空压机改造之中，可以在闭环自动控制的状态下，保障压缩空气的恒定输出状态，从而减少设备的磨损、减少噪声污染，在电机软起动的条件下安全稳定地运行。

参考文献

[1]尉海霞，李毅.浅谈压缩空气系统设计及设备选型[A].2015年11月建筑科技与管理学术交流会论文集[C].2015.

[2]陶宏，嵇晓韫，陈志敏.基于压缩机模型确定目标排气温度[A]. 2015年中国家用电器技术大会论文集[C].2015.

节能变压器篇10

关键词：Zinvert系列智能高压变频器调速系统 节能 引风机

1 前言

Zinvert系列智能高压变频器调速系统采用功率单元串联技术，解决了器件耐压的问题，级间SPWM信号移相叠加，提高了输出电压谐波性能，降低输出电压的dv/dt；通过电流多重化技术降低输入侧谐波，减小了对电网的谐波污染；主控制器采用双数字信号处理（DSP）、超大规模集成电路可编程器件（CPLD和FPGA）为核心，配合数据采集、单元控制和光纤通信回路以及内置的可编程逻辑控制器（PLC）构成系统控制部分。Zinvert系列智能高压变频器调速系统的优点在各个领域应用中被充分地证实，在工业锅炉的节能控制中已逐步引入了Zinvert系列智能高压变频器变频调速技术，利用该技术对锅炉引风机进无级调速控制，得到了显著的节能效果。

2系统组成

Zinvert系列智能高压变频器调速系统整体结构上由整流变压器、功率逆变柜及控制柜组成。其中整流变压器副边绕组相互隔离，并采用移相延边三角形接法，保证系统工作在20%负载以上时电网的功率因数保持在0.96以上；功率单元主要由三相全桥整流器、滤波电容器组、IGBT逆变桥构成，同时还包括功率器件驱动、保护、信号采集、光纤通讯等功能组成的控制电路并且Zinvert系列智能高压变频器调速系统是由多个功率单元经过移相串联而成。

另外我单位还根据自身的情况配套使用了手动工频旁路切换柜。其目的是当变频调速系统发生故障停机或对变频调速系统进行检修时，采用工频旁路运行方式提高用户负载的设备利用率，保证我单位引风机连续运行的要求。从而形成了我单位的引风机控制系统图（见图1），其系统采用隔离开关作为旁路切换。当变频调速系统发生故障停机或对变频调速系统进行检修时，分开K1、将K2打至工频，电动机直接接电网工频运行，负载的调节控制系统同时切换回传统的风门和阀门等控制方式。

3控制系统

Zinvert系列智能高压变频器调速系统的控制采用压频比控制，结构简单、工作可靠，主控制部分以双数字信号处理器（DSP）为控制核心，辅以超大规模集成电路可编程逻辑器件、模拟输入采样和模拟输出单元、数字量输入输出接口。人机界面由大屏幕汉化液晶显示器、数码管显示和触摸按键组成。单元的控制部分以可编程逻辑器件为核心，配置专用的IGBT驱动和保护模块与输入电压、输出电流、直流电压、器件温度检测回路。主控部分和单元控制部分的控制信号通过光纤进行信号传输，有效避免电磁干扰，保证系统控制信号传输的可靠性。

通常锅炉运行都要求炉膛负压保持在一定的范围内，如果炉膛负压太小，炉膛容易向外喷火，既影响环境卫生，又可能危及设备与操作人员的安全。负压太大，炉膛漏风量增大，增加了引风机的电耗和烟气带走的热量损失。炉膛的负压控制主要通过变频器来完成。并且在选择锅炉配套风机时，要考虑短期的超负荷能力，并加以适当裕量来确定机型。综上所述两个环节的选定又受到产品规格分档的限制，因此最后的风机容量往往偏大，加之对锅炉鼓、引风机的调节，是靠调节闸板完成的，但是当风量变化时，就风机系统而言，会浪费大量的电能。假如引风机运行方式是采用降压启动、工频运行，其风量大小采用调节风门的方法来调节风量。这种控制方式的缺点是电能浪费大，调节实时性差，噪声大，工人的劳动强度大。故为了改变这种情况，我单位采用Zinvert系列智能高压变频器调速系统技术来达到节能的目的。 Zinvert系列智能高压变频器调速系统通过测量炉膛负压，然后经过压力变送器将其测量值改变成电压信号，然后把转化的电压信号作为压力反馈信号与压力设定值构成一个差值PID控制系统，把得到的调节值再次送给变频器，达到控制电机转速的作用，从而调节了引风机的引风量，使炉膛维持在微负压状态下，起到静态时对炉膛负压的校正作用。这样既提高了控制精度，又节约了能源达到了节能的作用，使引风机控制具有一定的合理性，而且由于减小了引风机启动时的启动电流，而达到延长了设备的使用寿命。

4节能分析

以河南煤化工筹建处6台引风机为例，采用Zinvert系列智能高压变频器调速系统可自动调节电动机转速与负荷匹配，达到节能的目的。对于风机负载，功耗与电机转速成立方关系，理论上若系统运行在90%额定转速，其有效功率可降至70%，若系统运行在80%额定转速，其有效功率可降至50%。若按调速后其转速为额定转速的70%来计算：则风机的理论节电率=1-（70%）3=65.7%，每台引风机按照每年按300个工作日计算，每天运行16h，引风机节约电=800×300×16×65.7%-800×300×16×1.5%=2465680（kW・h）（式中的1.5%是考虑了变频器的效率）。

一次性投资回收期大约为4.73年，效益特别显著，以上计算中还未计及风门电动执行机构节省的投资，变频后使鼓引风机软启动，软停止，工作电流降低使引风机电动机寿命延长、减少对机械设备的伤害等带来的经济效益，如全部考虑，则综合效益将更加显著。