油浸式配电变压器优化选型

【摘要】　本文介绍了目前我国研制开发比较成熟的新型低损耗油浸式配变的技术特点，对不同型号配变的技术性能和投资经济效益进行了对比分析。提出了目前油浸式配变优化选型方案。

【关键词】　配变　技术特点　损耗　计算　选型

1　概述

改进配电变压器性能，降低损耗，提高配电系统效率，一直是电力行业的重要工作之一。由于油浸式配变是目前配变的主导产品，所以做好油浸式配变的降损节能工作，对整个配网的降损节能是至关重要的。20世纪90年代后期，随着市场经济的发展、变压器制造技术的不断进步和受到城乡电网改造工程的拉动，新材料、新工艺不断应用，新的低损耗配变相继开发成功，油浸式配变已出现了比S9系列更节能的S11系列。

2　各种新型低损耗配变的技术特点

目前我国研制开发比较成熟的新型油浸式低损耗配变主要有S11系列和非晶合金铁心配变。S11系列包括卷铁心和叠铁心两种，其中卷铁心又分平面卷铁心和立体卷铁心。下面对这些配变的技术特点进行简单地分析：

(1)　S11卷铁心配变(典型型号：S11－M.R)。这种配变20世纪90年代在我国开发研制，最大的特点就是铁心由硅钢片不间断连续卷制而成，在片形上没有接缝。其主要优点是：

①硅钢片连续卷制，铁心无接缝，大大减少了磁阻，空载电流减少了60%～80%；

②连续卷绕充分利用了硅钢片的取向性，空载损耗降低20%～35%；

③卷铁心结构成自然紧固状态，无需夹件紧固，避免了因铁心加紧力所带来的铁心性能恶化，损耗增加；

④卷铁心自身是一个无接缝的整体，且结构紧凑，在运行时的噪音水平降低到30～45dB，大大优于国标要求(44～57dB)，保护了环境。因此，很适合于建筑物内和生活区安装使用。

⑤应用特殊夹件进行器身装配，使其抗短路能力优于叠片式铁心；

⑥铁心和线圈在专用设备上卷制，减少了由人工制造造成的质量波动，质量稳定可靠。

卷铁心变压器的缺点：①铁心退火工艺要求较高；②铁心和绕组维修较困难。

目前我国市场上主要供应的是平面卷铁心配变，平面卷铁心有"阶梯型"和"R型"两种结构。

(2)　S11叠铁心配变(典型型号：S11－M)。S11叠铁心配变是在新型S9系列产品结构设计的基础上进行开发的，其主要特点是铁心采用了高导磁、低损耗的优质高性能硅钢片，降低了空载损耗。

叠铁心生产使用时间长，生产工艺成熟，结构稳定。但由于采用人工叠片、叠装、拆插上铁轭等，产品质量容易受人为因素影响，造成质量波动。另外，由于结构所限，其噪声要比卷铁心配变大。

(3)　非晶合金配变(典型型号：SH11－M.R)。非晶合金配变因铁心采用非晶合金材料制成而得名。非晶合金材料是一种新型软磁材料，用它代替硅钢作为变压器铁心可大幅度降低变压器空载损耗和负载损耗。目前，非晶合金配变铁心一般也采用卷制式。非晶合金配变的主要特点是：

①非晶合金与硅钢片变压器相比空载损耗下降70%～80%，空载电流下降80%，节能效果显著；

②运行噪声性能同卷铁心配变；

③非晶合金对机械应力非常敏感，张引力和弯曲应力都会影响磁性能，结构设计特殊。

(4)　三种型号配变技术性能分析：

根据以上的技术特点，对S11－M、S11－M.R和SH11－M.R三种配变进行技术性能分析：

①空载损耗：S11－M和S11－M.R相同，SH11－M.R较前两者下降70%～80%；

②运行噪声：S11－M.R和SH11－M.R比S11－M降低7～10dB；

③生产工艺：S11－M生产工艺成熟，结构稳定；S11－M.R和SH11－M.R采用了新的卷铁心工艺，目前对S11－M.R型315kVA以上的大容量配变，国内铁心硅钢片的卷制和退火工艺与国外先进水平相比还有差距，在一定程度上影响了产品的质量。

3　各种新型配变投资效益分析

(1)　计算典型配变空载消耗。由于S11－M和S11－M.R的价格和空载损耗都相当，所以下面只选用S11－M.R进行比较，见表1所示，其他容量的配变均可采用上述方法计算。

表1　配变年空载消耗电费

型号 容量(kVA) 配变空载损耗(kW) 空载电流(%) 总空载损耗(kW) 耗能(kW·h) 电费(元)配变价格(元)