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摘要：分析表明，大型變壓器作為電力能源供給的重要裝置，在長時間、高負荷的運轉狀態下，設備內部構件將產生磨損的現象，降低設備的運行效率。從降噪技術、降損技術、溫控技術、油替技術四個方面，闡述大型電力變壓器設計中的節能技術應用。
關鍵詞：控制技術，節能技術，大型電力變壓器。
0引言
社會高速發展對電力能源提出更高的供給需求，其間接加大電力供給設備的運行壓力，特別是對于電力變壓裝置來講，高容量能源的供給，將加大變壓設備內各類組件的運行壓力，令設備內部產生一定的能耗現象[1-3]。為此，在對電力變壓裝置進行設計時，可結合節能環保理念，降低設備運行過程中產生的損耗問題，提高設備利用率。本文分析大型電力變壓器節能技術在設計中的應用。
1基于節能環保理念變壓器降噪技術的設計
大型電力變壓器在運行過程中產生的噪聲問題，將對人們身心健康造成極大的危害。從裝置構造形式來講，噪聲產生因素主要包含設備機械噪音、冷卻噪音兩部分。機械噪音是由于設備內部鋼片與設備框架所產生的共振現象所引起的，例如鋼片受到變壓器運行過程中的磁力影響，使得承接鋼片固定的墊腳機構產生震動傳輸力，然后通過不同介質傳播到物體中，進而產生一定的噪聲。冷卻系統所產生的噪音主要是由于以承接系統部件降溫的風扇機構、冷卻機構等出現震動現象，且震動頻率產生的噪聲污染超出固有基頻值，令設備產生周期性或無規則性震動。降噪技術設計過程中，應以下列方案為切入點：（1）對變壓器內原有的鋼片結構進行調換，通過增強介質部件密度，降低裝置電磁影響。例如，采用具有導磁特性的材質，令內部構件在受到電磁作用時，降低材料的伸縮系數，以提高部件的穩定效果，規避共振問題。（2）對變壓裝置內的電磁結構進行優化，通過對鐵芯結構進行體積的縱向壓縮，令鐵芯所產生頻率與系統噪聲相隔離。此外，也可通過改變內部導體結構的磁通密度，提高部件的磁密寬度閾值，以保證導體結構在受到頻率作用時，可提高頻率容量值。（3）對裝置內部存在導振的部件進行隔離處理，通過切斷源噪聲傳染源，對噪音傳播起到阻尼的效果。例如，在鐵芯、鋼板、鋼制箱體處添設相應的橡膠墊片，以提高裝置的抗震效果。此外，可對各類機械構件的位置進行確定，分析出不同噪聲源在傳播過程中存在的浮動系數，然后選取優先阻尼點，進一步做出降噪措施，以達到節能環保的效果。
2基于節能環保理念變壓器降損技術的設計
大型變壓器裝置運行過程中，不同運行工況下，其所產生的損耗參數具有一定的差異性。但此類損耗問題的產生點均是由設備本體運行工序的不規范性所導致的，例如，機械部件的損耗影響、電磁影響、構件布局影響等。在對降損技術進行設計時，主要以空載、負載兩種運行工況為主。（1）在對空載工況下進行降損設計時，應先對鐵芯連接形式進行改變，確保鐵芯介質的導磁方向具有一致性，以此來降低傳輸過程中的反向損耗，通常情況下，連接縫的對接角度以45º最佳（通過實踐表明，45º的連接縫比90º連接縫的損耗率低2.5%）；鐵芯焊縫處應采用五級接法，提高不同構件之間的融合度，降低損耗率；在對夾緊方式進行確定時，可采用黏帶法對部件進行捆綁處理，以此來規避因擊穿問題所造成的畸變現象；在對磁通密度進行選擇時，應以經濟成本為基準，盡量保證空載工況下，設備所呈現出損耗率與磁密達到一定線性關系（1:1.252），進一步降低磁密的影響；在實際制造過程中，應保證設備構件的完整性，不得出現刮蹭現象，以避免產生因形變所造成的內應力畸變問題。（2）在對負載工況下進行降損設計時，應先對線圈繞組結構進行優化處理，適當增大線圈的流通量，保證線圈通電所產生的磁通力與整個系統所產生磁通力達到一個均衡值，這樣一來，通過磁力的分化效果，可有效避免裝置運行過程中產生局部過熱的現象。但在此過程中應注意的是，不同電壓屬性的繞組結構存在差異性，這就需要按照實際組織結構設定出針對性的改進措施，以提高系統的傳輸性能。為保證降損設計方案的可實施性，可利用軟件對變壓裝置進行參數界定，通過模擬仿真確定出不同荷載工況下，機構部件所產生的磁力系數，然后通過調整內部構件的位置（漏磁流量、線感電流等），分析出不同傳輸模式下，構件所存在的導磁能力，將優化后所產生的模擬參數與設計參數進行比對，如果差異值在浮動范圍內，則代表當前優化工序具備可行性。如果存在參數不匹配的問題，則需更改設計方案，然后通過方案認證，查證出當前操控行為的合理性，進一步提高降損設計的精準度。
3基于節能環保理念變壓器溫控技術的設計
變壓器裝置長時間工作狀態下，內部組件將產生嚴重的升溫現象，當內部溫度值高于系統極限值以后，必然加劇變壓器裝置的壽命損耗率。通常來講，影響設備升溫的主要元素包含繞組部件升溫、油體傳溫兩部分。對于此，針對變壓器裝置溫度升高問題來講，則需進行溫度降低的控制，令變壓器裝置內系統溫度變化值滿足實際運行指標，以提高設備的使用壽命。在實際設計過程中，可針對繞組的熱驅特性，對溫度提升點進行控制?？赏ㄟ^采用“六度原則”（六度原則是指變壓器裝置內部構件的絕緣老化速率，當繞組部件在85～135℃區域之間，溫度遞升5℃時，則內部構件的絕緣老化速率將提升一倍），對當前設備進行模擬仿真，令變壓器裝置運行過程中產生的數據變化值精準的映射到模式性，以得出不同狀態下，系統溫度與構件磨損度之間的線性關系，然后制定相應的解決措施，分析出不同模擬狀態下，變壓器裝置在溫度極限值下所能達到的最大運行速率。此外，還可采用外部降溫設備，對繞組構件的熱源產生點進行物理降溫，令燃組構件的運行符合內在參數值，以提高實際使用壽命。在對大型變壓器裝置進行降溫處理時，考慮到構件在整個裝置中的格局分布，除采用物理降溫外，還可通過磁屏蔽技術，對變壓器裝置內的各類金屬部件進行磁感應屏蔽，以避免因磁通現象所產生的局部發熱問題。
4基于節能環保理念變壓器油替技術的設計
油替技術主要是以絕緣類介質替代礦物質油體，以起到安全、環保的效用。按照使用基準來講，絕緣類介質燃點達到340℃，且絕緣類介質等級達到K2級別，則可保證變壓器裝置的事故產生率降到最低。絕緣類介質生物降解率較高，在25d內便可完成高達95%的降解，其與礦物質油類相比，起到的污染性較小。此外，絕緣類介質與變壓器裝置內的絕緣介質相比，兩者絕緣系數較近，當變壓器內有電流導通時，其所產生的電感應磁場，受到均勻介質的干預，將令交流電場呈現出均勻分布特性，以此來提高系統運行壽命。通過不斷的實踐認證，查證出絕緣類介質—天然酯絕緣油具有的穩定性最高，且兼容性較高，可降低系統內部的損耗系數，但此類絕緣介質也具有一定的吸水性，其在變壓器裝置內運行時，將增加系統的含水量，令其運行中產生較多的雜質，在一定程度上降低設備的運行功率。此外，絕緣類介質油體燃點較高，同等條件下，需要更多的熱量進行驅動，這在一定程度上加大系統內能源的供給率。為此，在實際設計過程中，必須從多個角度分析出設備運行狀態下的工況，結合不同運行工藝，對油替技術進行針對化的選定，進而為變壓器裝置的節能運行提供技術支持。
5結語
節能環保理念在電力事業中的應用，主要是以降損節能為目標，通過技術、工藝的改進，降低設備運行中的能源損耗率，以增強設備的使用壽命，提高企業的經濟效益。為進一步推動大型變壓器裝置的節能轉型，必須立足于技術本質之上，引進高端技術理念，保證系統在運行過程中的損耗比降到最低，在固有的壽命周期內發揮應用價值。
參考文獻
[1]黃華,傅晨釗.大型電力變壓器狀態分析綜述[J].華東電力,2004(03):23-26.
[2]俞乾,李衛國,羅日成.基于層次分析法的大型變壓器狀態評價量化方法研究[J].湖南大學學報(自然科學版),2011,38(10):56-60.
[3]卞超,李軍.大型電力變壓器過負荷能力計算[J].江蘇電機工程,2005(02):12-14.
作者:張媛 單位:山西工程技術學院電氣工程與自動化系
