摘  要：目前，我国配电变压器逐渐向着节能降耗发展，10kV配电变压器在运行过程中受到多种因素的影响，容易发生变压器及线路的损耗现象。配电变压器和线路是形成能源耗损的主要载体，对10kV配电变压器及线路进行降损节能能够提高电力系统的运行质量。电力系统运行受到多方面因素的影响，降低损耗能够提高设备的性能和运行效率。文章主要对10kV配电变压器及线路损耗的主要因素进行阐述，进一步分析降损节能的关键技术，并提出10kV配电变压器及线路降损节能运行的措施。

关键词：10KV;配电变压器;变压器;节能措施;线路损耗

引言

配电变压器和配电线路是电网系统的重要组成部分，也是最易损耗电能的部位。目前，我国的配电变压器设备质量存在一定的缺陷，这就是造成损耗的主要原因。另外，由于电力系统运行的环境恶劣，长期的高负荷很容易增加配电变压器和配电线路的能耗，配电变压器损耗和配电线路损耗是电力资源损耗的主要形式。10kVr变压器和配电线路是我国最常用的电力设备，对于配电变压器来说，负荷不稳定使得用电功率过大，从而造成损耗，不利于电压的稳定。而配电线路损耗则受到管理不当、技术层面的影响。降损节能能够促进电力市场的发展，保证电网运行的稳定。

一、我国10kV配电变压器节能降耗技术现状

配电变压器被广泛应用于我国输电系统，长期以来形成了极大的损耗，因此探索配电变压器的节能降耗技术显得非常重要。当前我国配电变压器大多使用过去的配电技术，只有少数发达地区使用新型节能变压器，极大地减少了配电变压器在运作中的无形损耗，保证电力系统的经济有效运行。我国10kV配电变压器在我国的发展历史较为短暂，从20世纪60年代起，我国电力系统开始发展起来，国家出台一系列政策强制电力系统使用S7系列配电变压器，这种变压器的损耗较过去的变压器损耗较低。直到20世纪末，我国开展电网改造变革运动，用S9，s11系列变压器取代过去的S7系列变压器，然而S9，s11系列变压器损耗仅仅比S7系列变压器减少了8%左右。目前S9，S11系列的已基本淘汰，普遍使用S13及以上系列的节能变压器。随着我国经济的不断发展，电力技术较以前有了很大的提高，国内关于节能型变压器的探索研究取得了不错的成效，但是与国外先进的节能降耗技术相比，我国配电变压器的技能降耗技术仍存在较大劣势，因此我国需要不断加强对10kV配电变压器的技能降耗技术的探究，努力缩小与国际先进技术水平的差距，促进电力系统的发展。

二、我国配电变压器的使用情况分析

我国电网根据相应的标准使用的变压器主要有以下几种规格：10kV或者是35kV。电力系统在运行的过程中因为配电变压器而产生的能源损耗极大，通常情况下，配电变压器的能源损耗主要来源于变压器空载、轻载以及线圈线损等。对于配电变压器造成的能源损耗问题，最大的解决方法是更换新型的低能耗配电变压器，但是我国电网的分布较广，最主要的10kV配电网中使用了大量的老式配电变压器，需要投入大量的资金，并且会对于大范围内的电力能源供应产生影响。此外国内一些电力企业在进行电力工程项目施工的过程中，为了降低项目的施工成本，选用了老式的配电变压器，这样看似能够降低项目的施工成本，但是在项目投入使用后因为变压器造成的能源消耗反而会不断积累增加，长此以往，会给电力企业带来极大的经济损失。一部分电力企业在项目施工的过程中只重视项目的施工技术，想要通过一次性的经济投资来降低后期的投入，施工单位认为使用的是性能先进的设备，因此在后期忽视了对于变压器的定期养护与保养，导致了变压器性能不断下降。

三、造成10kV配电变压器及线路损耗的因素

1.变压器的选型对线路损耗的影响

如今，我国变压器市场使用比较多的型号是S13和SBH15两种系列的变压器。与传统的S11系列变压器相比，S13和SBH15系列变压器在其基础上进行了大量的改进和升级，其最为明显的优势就是空载损耗，S13和SBH15两种系列的变压器比S11系列变压器的空载损耗大幅度减少。当前，高端的电力设备市场中，最为常见的是SBH15系列的变压器，因其节能高效的特质：在铁心材料选择、铁心结构设计、装配工艺选择及绕线工艺上进行了有效的优化，并且在空载损耗和空载电流方面也得到了明显的改善。此外，S13和SBH15两种系列变压器的噪声系数也大大降低。随着科学技术的不断发展，我国的现代电网建设正在逐渐淘汰掉型号功能老套、损耗较高的配电变压器。

2.电阻的影响

对于电网输电系统来说，电阻是无法避免的。电阻包括两个方面：配电变压器电阻和线路电阻。电能在输送过程中，需要克服电阻的作用，从而完成电能的传递。电阻的存在增加了电能的损耗。此外，由于电阻作用产生的电能损耗通常会使导电体的温度增加，这是一种电、热能之间转换的机制，也是电能损耗的形式之一。电阻损耗通常与设备和线路中通过的电流相关，在进行电能输送时，可以通过控制电流来降低电阻损耗。

3.磁场对线路损耗的影响

在交流电路中，由于电流的变化会在电气设备中产生一定幅度的磁场，只有这样才能保证电气设备的正常运转。但是该过程中，由于磁场的作用，在电气设备中的铁芯会产生一定程度的涡流和磁滞现象，从而在电气设备中产生损耗，这部分损耗称为励磁损耗，其与设备接入的电网电压频率、等级有关，而与电气设备中的电流大小无关。

4.配电变压器的影响

配电变压器自身的原因也会使损耗增加。10kV以下配电变压器通常会存在三相负荷失衡的情况，如果配电变压器长期处于失衡状态，就会形成这种现象。三相负荷失衡，不仅会增加电能损耗，还会对供电安全产生威胁，并且这种情况的损耗要远远大于其他形式的损耗，因此，在实际的降损节能过程中，应该注重对配电变压器的定时检查。

5.谐波通过配变时，会使配变温升增加，使配变的铁损明显增加

现实中能够产生谐波的电气设备很多，如电焊机、感应电动机、电弧炉等，均会不同程度地产生谐波。根据GB/T14549—1993《电能质量公用电网谐波》的规定，当380V电压总谐波畸变率超过5%时，就应采取措施进行治理。虽然谐波畸变率超限的情况不多，但低压侧有这类负荷时需要考虑到谐波的问题。抑制谐波的措施有提高对大容量非线性设备的供电电压，或者将谐波负荷与不能受干扰的负荷从电网的接线上分开等。

四、10kV配电变压器及线路降损节能运行的关键技术

1.合理选择变压器型号

变压器的铁耗发生在变压器铁芯碟片内，主要由交变的磁力线通过铁芯产生磁滞及涡流带来损耗。最早用于变压器铁芯的材料是易于磁化和退磁的软熟铁，20世纪初，经研究发现，在铁中加入少量的硅或铝可大大降低磁路损耗，增大磁导率，且使电阻率增大，涡流损耗降低。经多次改进，用0.35mm厚的硅钢片代替了铁线制作变压器铁芯。近年来，变压器的铁芯材料已发展到最新的节能材料—非晶态磁性材料，非晶合金铁芯变压器应运而生。这种变压器的铁损大幅度降低，仅为硅钢变压器的1/5。我国S7系列变压器是20世纪80年代后推出的，其空载损耗和短路损耗均较高。目前推广应用的是S13系列低损耗变压器，其卷铁芯改变了传统的叠片式铁芯结构，为硅钢片连续卷制，铁芯无接缝，大大减少了磁阻，使空载电流减少了60%～80%，提高了功率因数，降低了电网线损，改善了电网的供电品质。因此，更换高损耗配变带来的节能效益是非常可观的，且有利于增强配网运行的可靠性。

2.自动调压器

根据配电变压器的有用损耗、无用损耗公式不难看出，对变压器的负载分接头挡位进行有效设置，并安装相应的补偿电容器，来实现对配电网运行电压的有效调整，从而降低配电变压器的节能损耗。自动调压器工作原理是根据配电变压器的实际输入电压值，来对配电系统的内部电压值进行自主性的调整，并保持配电系统电压输入的稳定性。根据相关实验数据显示，当配电变压器的运行电压占配电系统电压值的6%时，内部的铁损会随着这个比重的增加而逐步增大，因此在配电变压器运行时，要使用合适的设施对配电变压器的电压值进行调控，保证配电变压器输入电压值的稳定。

3.无功补偿提高变压器负载功率因数

在配电网系统中有大量感应电动机和其他感应电气设备，这些设备在运行过程中除了消耗配电网有功电能外，还需要一定量的无功功率维持系统电磁平衡。配电网中无功容量的减少，从而增加了配电变压器的系统能耗，增大了电能损失。采用SVC、SVG等无功补偿装置，可以对配电网系统无功进行实时补偿，从而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。在配电变压器允许电压偏差范围内，选用调压与补偿电容器相结合的无功调节措施方案，可以实现配电变压器峰谷运行工况条件下的逆调压节能运行需求。

4.运用新材料、新技术

电力市场的变革是10kV配电变压器发展的推动力量，在对配电变压器设备选择时，应该注重对设备材料的选择。10kV配电变压器降损节能运行的关键是设备的材料特性。目前，新材料、新工艺不断涌入电力市场，使得配电变压器的设备材料更加稳定。相比于传统材料，新型材料能够提高抗腐蚀力、降低电阻值，是提高电网建设质量的重要条件。由于科技水平的提高和新的生产技术的出现，使得配电变压器设备不断优化。在当今社会，配电设备的材料主要以无氧铜和磁体为主，这两种材料均能降低电能损耗，提高电网输电系统的运行效率，实现降损节能的目标。

5.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，就会造成变压器三相压差过大，从而产生负序电压，导致供配电系统电压发生波动，影响电压质量和供配电系统安全可靠运行。由于变压器某相绕组中负荷电流过大，就会导致该绕组的铜损增大，增大变压器损耗;负荷三相不平衡还会造成变压器内部磁路发生不平衡，从而形成大量的漏磁通，且在流经铜皮、变压器铁芯夹件等部件，就会发生发热现象，增大变压器内部杂散损耗。配电变压器三相负荷不平衡是其产生巨大能耗的主要原因，当配电变压器处于三相平衡负荷运行工况条件下，其负载损耗最小;而当变压器处于三相负荷不平衡运行工况下，其总能耗为三相损耗的总和，尤其当变压器运行在最大三相不平衡状态下，其系统损耗就是平衡负荷时损耗的三倍。配电变压器处于三相负荷不平衡运行工况条件下，不仅会增加自身能耗，同时还会增加一次高压侧线路损耗，据大量实际运行经验表明，配电变压器处于最大不平衡运行工况时，其高压线路的电能损耗会增加12.5%。因此，在10kV配电变压器运行工况设计、施工、以及后期运行维护过程中，应该对电力负荷进行充分统计分析，设计出高效经济合理的供配电系统布线方案，并采取先进的技术手段措施，保持变压器运行时其三相负荷长期处于近似平衡工况;变压器选择应尽量选在负荷中心位置。在后期运行维护过程中通过监控系统实时监测供配电系统电压水平，并对不合理运行工况进行及时调整;对于10kV配电网系统中的大容量单相电气设备，应设专用单相变压器，并直接在供配电系统的高压网络上;同时采取相应无功补偿及消谐装置，提高供配电系统功率因素，保证10kV供配电系统安全稳定、节能经济的高下运行。因此，通过调整配台区的三相负荷使变压器基本处于平衡运行工况，是降低配电变压器运行损耗一个重要技术手段。

五、结语

我国的电力行业系统仍然存在一些亟需改正的问题，就10kV配电变压器而言，存在着变压器以及线路损耗的问题。生活水平的提升使得用电量剧增，为了适应经济社会的电能需求，需要降低配电变压器和配电线路的能耗。10kV以下配电变压器是我国电网的主要设备，能够维持电网运行的安全、稳定。在10kV以下电网系统中，会存在严重的消耗问题，需要加强对电网系统降损节能方式的探究，从而优化电能资源利用率。10kV以下配电变压器和配电线路降损节能运行是保证电网稳定、促进电力企业良性发展的重要条件。本文主要分析了增加电能耗损的原因，从而提出相应的解决策略，以不断完善电力系统的管理模式。