水泥厂配电变压器经济节能运行分析

朱军涛

摘要：能源是人类社会发展过程的宝贵资源，尤其是改革开放以来，我国工业化和城镇化的迅速发展，对传统能源的需求大大增加。但随着经济的迅速发展，人类也逐渐意识到能源损耗的严重问题，我国大力提倡创新、绿色、协调、开放、共享的新发展理念。水泥厂作为我国工业发展的先锋，也是高耗能产业的代表，因此本文以水泥厂经济节能发展为目标，对变压器进行入手，探讨水泥厂配电变压器经济节能运行的措施。

关键词：水泥产;配电变压器;经济节能

引言

水泥厂的重要电气设备之一就是配电变压器，配电变压器是输送电能的渠道，同时自身也是消耗电能的设备。为了降低水泥厂的能源损耗，充分利用现有的有限资源，本文从配电变压器入手，首先对配电变压器的损耗进行分析，其次从经济节能的角度考虑，详细探讨水泥厂配电变压器经济运行的措施。

一、配电变压器损耗分析

配电变压器自身的能耗在水泥厂的能损耗中占比较大，现有的理论研究表明变压器的损耗共包括空载损耗、复杂损耗、介质损耗和杂散损耗四种。下边对这四种损耗进行具体的介绍和分析。

空载损耗也被称为铁芯损耗，空载损耗分为有功损耗和无功损耗，它们与挂网时间有关，空载损耗不受负载大小的影响，大负载和小负载在相同的挂网时间内造成的空载损耗几乎相同。电流通过负载形成负载损耗，显而易见这种损耗首先与负载的大小相关，其次该损耗还与变压器的温度有关。空载损耗和负载损耗都有有功损耗和无功损耗两种。剩下的两种损耗介质损耗和杂散损耗相较比较小，我们基本可以忽略不计。因此我们主要从空载损耗和负载损耗入手，探讨使变压器损耗降低的措施，具体从有功损耗和无功损耗进行分析。通过减少电能的方式降低有功损耗，通过提高电力系统的功率因数的方式降低无功损耗。将针对有功损耗和无功损耗，从变压器的型号、运行方式等角度最大限度地降低配电变压器的能源损耗，实现变压器的节能减排，使水泥厂的经济效益最大化。

二、水泥厂配电变压器经济节能运行的措施

了解了配电变压器的损耗原因之后，可以更清晰的了解节能经济的方向，对于水泥厂这样的大厂而言，减少配电变压器自身的损耗，在很大程度上会大大的减少能源的损耗，降低能源的使用量，以达到降低生产成本的效果，实现以最低的消耗带动整个工厂的正常生产活动。同时能源损耗的较少也是给人类社会带来的福音，一丝一毫的能源在如今能源日渐枯竭的大环境中都显得至关重要。因此水泥厂在实践过程中，保障工厂正常运营和消除安全隐患的前提下，不断地寻找使能源损耗达到最低的方法措施。

（一）合理选择节能型变压器

变压器自身的空载损耗也是损耗的一大组成部分，尤其在水泥行业这种高耗能的工业中，累积的空载损耗最终造成的实际损耗不可估量，因此选择节能型的变压器是降低能源损耗的一项重要举措。

例如，传统的水泥厂运作中广泛使用的配电变压器型号为S9系列的油浸变压器，这种变压器造成的空载损耗较大，在水泥厂的实际生产过程中也逐渐发现了这个问题，之后随着生产力水平的提高和科技的进步，变压器的型号和种类也层出不穷，作为后起之秀的卷心铁结构S11逐步领先于S9系列的变压器，并将之取代。长期的实地测试实验也表明S11系列变压器比S9系列的变压器空载损耗降低了近30%[1]。实验数据有理的证明了S11相较S9变压器节能效果有了更大的提升。因此，水泥厂在购置配电变压器时应将变压器的型号和节能效果充分考虑在内。

（二）合理选择变压器的运行方式

考虑了变压器型号的选择之后，接下来从变压器的运行方式手进行分析。配电变压器的运行方式影响着自身的有功损耗。通常常规的变电站是采用两台变压器进行供电，这样做的好处是可以根据一段时间的用电量变化来动态改变配电变压器的运行方式。

变压器在设计之初便考虑在使用时留有一定的裕度，用电量较少，一台变压器可以带动时便由单台变压器进行供电，在用电量加大的高峰期时单台变压器不足以带动，转而使用两台变压器同时供电[2]，提供充足的电量。变压器的灵活运行方式，很大程度上较少了变压器的有功损耗，同时保障了用电户的正常用电。

（三）进行的无功补偿

水泥厂中变压器所产生的无功损耗通常是在变压器处于空载或者轻载的情况下产生的。可以采用无功补偿的方式减少变压器的无功损耗。集中补偿、分组补偿和就地补偿是无功补偿的三种方式。无功补偿的主要思想是并联容性负荷和感性负荷装置，从而使能量能够在两种负荷之间相互转化，将容性负荷装置输出的功率补偿到感性负荷的装置损耗的功率。无功补偿的三种方式具体实现如下。

集中补偿顾名思义是做好随时补偿的准备，降低能量损耗，通过在配电变压器的二次侧安装低压电容器提高变压器的有效利用率。集中补偿只需利用低压开关，就可以将变压器低压母线侧连接到低压电容器上，再通过无功补偿投切装置加以保护即可。分组补偿在配电变压器低压侧和用户车间配电屏安装并联补偿电容器。就地补偿是在有功率较大的单台电机处就地安装并联补偿装置，来对电机进行无功补償的操作。

（四）合理选择变压器的容量

市面上配电变压器的容量也多种多样，实际选择变压器时应根据实际的用电需求进行选择，选择容量过小或过大的变压器都会造成不必要的能量损耗，影响变压器的使用寿命。因此，水泥厂要选择合适容量的变压器和数量，首先要对水泥厂的供电系统所需负荷有准确的把握，然后根据实际情况，并秉承经济节能的原则，对变压器的数量和容量做出合理的选择，提高变压器的利用率和功效。

具体而言，由于配电变压器本身是一种静态的工业设备，不存在机械方面损耗造成效率问题的情况，一般而言效率可以高达95%左右，但是这种高效率的出现也是有一定的前提的，要求实际用电量的大小在配电变压器的最佳运行区域内，因此若要使配电变压器的能量损耗最低[3]，就要是变压器在合适的区间内工作。传统变压器容量的选择多重视怎样有效应用变压器过负荷能力，容量的选择一般偏小一些，但在实际应用中就会出现电能消耗过大，与现在水泥厂经济性目标不相符。水泥厂一定要严格把握实际生产运营过程中的用电量，以此作为购置配电变压器的重要参考点，使配电变压器最大限度地发挥自己的作用，降低能量的损耗。

三、总结

现我国近些年来大力提倡节能减排的理念和科学发展的观念，水泥行业作为建筑工业的巨头，实际的上产过程中需要的能源不计其数，为了更好的深化科学发展的理念，上文从水泥厂的配电变压器入手，探讨了造成配电变压器能耗的因素，紧接着探讨了减少配电变压器能耗的措施。大到企业，小到工厂，再到个人，我们都应时刻谨记节能的理念，地球是我们唯一生存的家园，珍惜地球上的每一类资源，不仅是对我们赖以生存的环境的保护，同时也是对子孙后代的造福。希望本文所提出的措施能够帮助水泥厂最终实现经济节能的效果。

参考文献：

[1]王静.水泥厂配电变压器经济节能运行分析[J].中国设备工程，2019（19）：96-97.

[2]孟杰.配电变压器经济运行的理论分析与措施研究[J].农业科技与装备，2016（06）：62-63.

[3]闫鹏，赵震，彭磊.水泥厂电气设计节能措施分析[J].四川水泥，2019（06）：1.