1概述
变压器是实现不同电压等级电能相互转换的一种重要电气设备，在电力系统中起着极为关键的作用。但配电变压器在其工作过程中也会产生极大的电能损耗，是电力系统的电能消耗大户。有关统计显示，目前我国10kV配电网中使用年限已达20年的配电变压器的变压器容量约占整个配电网系统容量的10%以上，而这类变压器的效率低、能耗高，会对电力能源造成极大的损耗，降低电能的利用效率，同时这类配电变压器由于技术落后还普遍存在着缺陷较多、参数较低、自动化水平较低等问题，影响了配电网的经济可靠运行。因此，通过先进的技术措施降低10kV配电变压器的电能损耗对节约电力能源、提高配电网电能供应的经济可靠性、缓解现阶段电力供应短缺问题以及促进国民经济发展等方面都有着十分重要的现实意义。
2我国10kV配电变压器发展现状
在我国，20世纪50年代至今10kV配电变压器经历了几个不同的发展阶段。20世纪50年代，我国由于技术落后等原因，使用的变压器产品的能耗较大，这一阶段大约持续了近20年。随着我国电力系统不断完善及变压器制造水平不断提高，在20世纪60年代后期，国家有关部门强制在10kV配电网中使用S7系列变压器产品，这类变压器的能耗较先前产品有一定程度的降低，这一阶段大约持续了40年左右的时间。20世纪末期，我国开始对既有电网进行全面升级改造，将原有的S7系列变压器替换为技术更为先进的S9系列变压器，从而进一步降低变压器的能耗。但经过上述两次比较大规模电网改造后，新产品的能耗仅比老产品的能耗降低8%左右。可以看出，我国在10kV配电变压器的节能降耗方面还有很长的路要走，要想实现有效降低配电变压器的电能损耗，还需要对有关变压器节能降耗理论进行不断完善，并逐步将先进理论在实践中推广应用。
310kV配电变压器节能降耗技术
3.1利用新材料降低能耗
变压器内部结构所选用的材料对变压器的电能损耗有很大的影响。现阶段，我国在生产配电变压器时主要以铜铁及铝合金为原材料，这些材料在使用过程中不但易腐蚀，而且其电阻较大，会对电能产生很大的损耗。为了解决这一问题，变压器科研人员及制造商试图采用新型材料代替原有变压器材料，通过不断的试验探索，人们发现有两种材料可降低配电变压器的能耗：一种是无氧铜材料，这种材料可以有效降低配电变压器的线圈内阻，从而实现配电变压器节能降耗的目的。这种材料取材极为方便、加工工艺相对简单、成本较其他材料低，可降低配电变压器的生产成本，并且采用这种材料生产的10kV配电变压器有很好的抵抗短路的能力；另一种是非晶体合金材料，这种材料可用作10kV配电变压器的磁体材料。用非晶体合金材料制作的铁芯与原材料制成的铁芯相比可有效降低电磁能损耗，从而提高10kV配电网的经济可靠性。
3.2自动调压器技术
由于配电变压器的有功损耗与电网电压的平方成正比例关系，所以可以在保证配电网电压正常的前提下对配电网电压进行合理优化调整。实际操作中可以通过将对应补偿电容器安装在变压器的负载分接头档位上这一技术手段来实现该目的。自动调压器可以根据实际情况对配电系统的内部电压进行自动调节，该装置利用三相耦合变压器将输入电压控制在正常电压值的3%左右，同时利用其内部的有关控制器对整个系统的电压进行实时控制，从而在配电过程中实现节能降耗的目的。对于配电系统的无功损耗也可通过配电变压器来降低，过电电压是造成变压器铁损的主要原因，当过电电压超过额定电压的10%后，变压器铁损值会增大50%，并且会大大增大变压器的空载电流值，从而加大配电系统的无功损耗，所以，通过自动调压器对配电系统电压进行自动控制可有效降低配电系统的无功损耗，提高配电系统的运行效率。
3.3确定变压器间负载的经济分配
在实际10kV配电系统中都是通过几台变压器共同工作实现供电的，也就是说在一个配电网供电系统中，总的配电变压器电能损耗应该是该系统中所有变压器的有功损耗和无功损耗的总和，从实际应用可以发现，同一配电系统中的不同变压器在有功损耗及无功损耗方面有很大的差别，当变压器处于最优工况下，其电能损耗较低，因此，当一个配电系统中存在多台变压器并列运行的模式时，应通过一定的优化措施对不同变压器间的负载进行经济分配，从而最大程度保证每台变压器均处于最佳工况下进行工作，使一个配电系统中的所有配电变压器的总有功功率损耗和无功功率损耗值降到可优化范围内的系统最低值，从而实现10kV配电系统节能降耗的目的。
3.4保证配电变压器三相负荷的平衡
配电变压器运行三相负荷是否平衡对10kV配电变压器的电能损耗也有很大的影响，当配电变压器处于工作状态情况下，若存在三相负荷不平衡时则会产生负序电压，从而引起整个配电系统的电压波动；若三相负荷中的某项绕组中负荷电流过大，则会增大该绕组的铜损，从而增大配电变压器的功能损耗。试验发现，当10kV配电变压器处于最大三相不平衡运行状态时，其系统损耗便可达到其处于平衡负荷运行状态时的三倍。因此，通过技术手段保证10kV配电变压器三相负荷平衡是降低变压器能耗的重要措施。现阶段主要采取以下措施来保证10kV配电变压器的三相平衡：一是将变压器置于负荷中心位置；二是对10kV配电系统中的单向电气设备采用单向变压器进行变压；三是通过相应的无功补偿及消谐装置实现三相负荷之间的平衡。
4结语
10kV配电系统中配电变压器会给配电系统带来很大的有功损耗和无功损耗，通过一定的技术措施来改善这一问题一直以来都是人们极为关注的焦点，关系到配电系统的有效可靠运行。本文首先分析了目前我国10kV配电变压器的应用现状，认为10kV配电变压器在节能降耗方面还有很大的发展空间；然后对10kV变压器节能降耗关键技术进行了详细分析，包括利用新材料降低能耗、自动调压器技术、确定变压器间负载的经济分配、保证配电变压器三相负荷的平衡几个方面，希望通过以上分析为10kV变压器节能降耗研究提供一些有益借鉴。
作者：陈飞 单位：贵州拓视实业总公司
