降低变压器损耗的措施与变压器节能经济评价

变压器的损耗主要包括空载损耗、负载损耗、介质损耗和杂散损耗，由于后两者值较小，通常不予计算。
1、空载损耗
空载损耗主要是铁芯损耗，包括磁滞损耗和涡流损耗，俗称铁损，其值与铁芯的磁通密度、材料特性、厚度、形状、工艺等因素相关。只要变压器投入运行，维持励磁，就会产生铁损，铁损接近于固定值，不论负荷大小、有无，该损耗都将发生。

2、负载损耗
负载损耗是由于负载电流在线圈内发生的损耗，故称为“铜损”，其值与负荷率的平方成正比。

降低变压器损耗的措施
1、选择高效、低损耗的节能变压器。配电变压器二十余年的发展，伴随着对节能降耗不断追求，随着铁芯材料和工艺的进步，空载损耗大大降低，最有价值的高效变压器有以下几种：
①变压器采用非晶合金铁芯材料，此种材料具有软磁特性，磁化功耗小，铁芯片厚度大幅减小，使空载损耗大幅降低，仅为同容量电工钢带变压器的一半左右，节能效果十分显著。
②制作工艺进步最明显的是立体卷铁芯变压器，特点是三相铁芯柱呈等边三角形排列，钢带不间断连续绕制，铁芯不需切割，纵、横向无接缝，磁路缩短，且三相磁路对称，磁路连贯无气隙，节省了材料，降低了铁损。
③新型硅橡胶浇注包封干式变压器(江苏大航有能输配电有限公司研制的SJCB14型)具有高能效、高过载能力、低噪声(≤50dB)、低局部放电、耐气候、绿色环保(主材回收容易)等优点，同时具有体积较小(节省占地)、重量较轻的特点，其能效达到了最新的国家能效标准GB20052-2020《电力变压器能效限定值及能效等级》,是有价值的节能新产品。

2、设计中选择合理的变压器容量，使变压器承载的负荷在适当的水平，即保持合理的负荷率。由于负载损耗和负荷率的平方成正比，负荷率降低会使负载损耗大幅下降，有利于节能。然而过低的负荷率将加大变压器容量及其设备费，同时增加空载损耗，应进行全面的技术经济分析。此外，还要考虑负荷计算的准确性，以及不同行业、不同负荷性质、年负荷变化状况、日负荷曲线等多重因素对变压器负荷率的影响。通常条件下，负荷率不应高于80%，也不宜低于40%。

3、在工厂区、城市工业区和开发区，大型公共建筑的变电站设有两台及以上变压器的，各段低压母线间应装设联络开关；各邻近变电站之间，宜装设低压联络线，以便在长假期、双休日、工厂检修期、季节性负荷的停用期，切除部分变压器，以减小空载损耗。

4、对于运行中的老旧配电变压器(如在20世纪投入运行或出厂的)，其空载损耗和负载损耗远大于近年研制生产的节能、高效变压器，应经过技术经济核算、比较后进行技术改造或予以更换。用更换后变压器损耗降低的电能费和维修费(如20年的累积费用)来补偿变压器的购置费和安装费以及资金利息等，是合理的技术改造方案。

配电变压器节能标准
新建、改建、扩建工程及节能改造中，新设计和改造更新的变压器应选用节能型产品，符合GB20052-2020的规定，优先选用非晶合金铁芯材料的产品，至少应采用2级能效的节能型变压器，有条件时宜选用1级能效超低耗的产品。

变压器节能技术和经济评价
在新设计的工程或技术改造中，为了节能，只简单地选用节能型变压器是不够的，还必须计算其经济效益。也就是说，只求节能而不考虑费用的观点是不可取的。应该进行技术和经济综合性评价，即“全寿命周期的技术经济比较”方法，优选既节能、又经济合理的方案，综合计算变压器的投资(包括购置费、安装费等)和寿命期内的运行维护费(主要是变压器电能损耗费)之总和，选取较低值者。这种评价方法对于选用高效、节能型变压器和降低变压器负荷率方案比较，都是适用的。

节能型变压器降低损耗计算示例
1、以10/0.4kV、1600kVA油浸变压器为例，其空载损耗值按GB20052-2020的规定，摘录2级能效和3级能效最大值列于表1
表1 1600kVA油浸式变压器的空载损耗(最大值)


从表1的空载损耗(最大值)可知，2级能效的非晶合金油浸式变压器比3级能效的电工钢带变压器减少1640-630=1010(W)，每年减少空载损耗电能1010×8760=8847600(Wh)=8847.6kWh，20年累计节电176952kWh。若以0.6元/kWh计，不计算未来电价增值，可节省106171元，比1600kVA非晶合金油浸式变压器购置价与同容量电工钢带油浸变压器购置价之差高得多。证明该方案既节能又省钱。

2、以10/0.4kV、2000kVA干式变压器为例，其空载损耗值按GB20052-2020的规定，摘录2级和3级能效(最大值)列于表2。
表2 2000kVA干式变压器的空载损耗(最大值)