S11型变压器提高配电效率降低损耗

       降低变压器的损耗，提高配电系统效率，是节能降耗的重要课题。在整个供电系统中，配电变压器所占比重最大，尤其在配电网中都采用配电变压器。在胜利油田东辛电网中，大多采用S7、S9型传统变压器，损耗大、节能效果不佳。因此改进其性能，降低损耗，对节能降耗、提高系统可靠性具有重要的意义。

       新旧变压器性能比较

       S11型变压器具有其独特的结构优势，它与传统的叠片式铁芯变压器相比，重量轻、体积小、空载损耗小、噪音低、机械和电气性能优越，因而具有超低铁损、超高效率、环保节能、投资回收效益快、运行温度低的特点。

       东辛电网现有6kV线路70条，线路长度673.26公里，挂接配电变压器2008台，安装容量21.76万kV•A，担负着胜利油田的东辛、永安、广利、新立村和盐家五个油气田，3000多口油水井，25座注水集输泵站及油田和地方工农业居民供用电任务。部分变压器使用年限过长，线圈老化、绝缘阻值下降，负载能力降低，有的经过多次修理，有的未经修理仍在运行，变压器运行中故障较多，需要更换新型高效变压器。

       传统变压器的铁芯结构为平面形，S11型变压器突破了传统变压器的结构的框架，S11系列配电变压器铁芯为圆形三级接缝叠片结构，对产品绝缘结构进行了一些局部改进，扩大了高压圆筒式绕组的应用范围，改变了高压和低压绕组端面的有效支撑，采用了新的吊板和引线的夹持方式等等。同时，采用了新材料、新组件和新的紧固件等，使产品在性能和结构方面都达到一个较高的水平。采用三只相同矩形的半圆截面卷铁芯，组合成为立体三相变压器铁芯，使三相铁芯磁路完全对称，磁阻大大减少，激磁电流、空载损耗显著降低。虽然这种铁芯采用的是一种传统材料，但变压器运行噪声小，结构更为紧凑，是一种高效节能型变压器，在配电网络中推广应用，有利于提高配电网经济运行水平。

       S11系列低损耗配电变压器按铁芯材料和结构的不同，有以下三种：

        (1)叠积式铁芯结构的S11系列配电变压器。在S9型产品结构与制造经验的基础上，开发的叠片式S11系列配电变压器，采用优质取向冷轧硅钢片，采用新的叠片形式，改善了磁路结构。该系列产品在生产制造上可以充分利用现有设备资源，不必增加新的设备和新的投入；产品结构相对S9型产品没有大的变化，可以充分发挥原有制造经验，有利于保持产品质量的稳定。

       (2)非晶合金铁芯的S11系列配电变压器。非晶合金材料片极薄，磁密低，硬度是硅钢片的5倍，加工剪切很困难，一般是以边缘剪切处加温而获得良好的剪切面，故非晶合金变压器铁芯截面呈长方形，相应地绕组也呈长方形。

       单相非晶合金铁芯变压器的铁芯结构是一个框，三相变压器的结构是由四个框合并成类似三相五柱式结构，一般三相非晶合金变压器的高压联结组为D接法。

       (3)R型卷铁芯结构的S11系列配电变压器。应用电子计算机技术，将冷轧取向硅钢片经过专用计算机控制的曲线滚剪机加工，裁剪成一条宽度连续变化的线性钢带，再卷绕成封闭形铁芯，其截面形状近似为纯圆形，故称为R型铁芯。用这种铁芯制成的R型铁芯变压器的结构特点有：

       铁芯。三相R型铁芯变压器的铁芯结构是由两个长方形其截面为内凸的铁芯和包围在其外的截面为外凸的铁芯组成的三相带外框双框卷铁芯。

       绕组。R型铁芯变压器的高低压绕组是在铁芯柱上直接绕制的，因此，一般采用层式或螺旋式线圈，层间绝缘全部采用网格点胶纸，绕组同心度好，径向机械强度高。

       器身。采用新的器身绕组端面有效支撑结构，夹件上的吊板和箱盖下的吊板各开可移动的槽孔，解决器身悬空顶箱盖问题。

       油箱。油箱有管状散热器油箱、片式散热器油箱、波纹油箱等几种。

       新型变压器  年节约百万费用

       S11型变压器，比传统叠片式配电变压器在性能上有较大提高，与S9型同容量配电变压器相比，空载损耗下降44%，负载损耗下降7%，空载电流下降90%，噪声级下降13dB，节能效果显著。

       以下是对S9、S1130－1600／6、10型配电变压器有关性能比较。

       与S9型变压器相比，S11型压器空载损耗下降35.3%~46.5%，如果综合考虑，按全年变压器空载运行8700小时，额定负载运行5000小时，电费价格按0.5元/kW•h计算，全年可节约电量为P，则：

       P=8700×Po+5000×Pk+0.05×8700Io%×Pn
 
       式中：P——全年节约电量  kW•h；Po——两系列同规格变压器空载损耗的差值kW；Pk——两系列同规格变压器负载损耗的差值kW；Io%——两系列同规格变压器空载电流的差值；Pn——变压器额定容量 kVA；0.05——无功当量。

       应用实例：一台1000KVAS11型变压器与S9型变压器相比，年节约电量P：

       P=8700（1.7-0.91）+5000(10.03-9.6)+0.05×8700×(1.3%-0.13%)×1000=14112.5(kW•h)   
节约电费：14112.5(kW•h)×0.5元/kW•h＝7056元即全年可节约电费7056元，详见表1、表2。

       一般情况下，S11型变压器价格为S9型变压器价的1.05倍，平均电价按0.5元/kW•h计，由于空载损耗降低，一般运行1~2年，即可收回一次性多投资的费用。

       与S9型变压器相比，S11型变压器具有以下优点：

       电流小。这是迭片式铁芯变压器无法与之相比的特点。同容量变压器相比，卷铁芯的空载电流仅为迭铁芯空载电流的10%~15%。空载电流小，一是可以降低网络损耗；二是可以提高网络功率因数；三可以提高供电网设备的有效利用率；四可以减少无功补偿设备的投入，可大大节省设备投资和运行费用。

       噪声小。与同容量迭片式铁芯变压器相比，噪声小8~10dB。

       抗短路能力强。由于结构特殊，这种变压器较迭片式铁芯变压器抗短路能力要强的多。

       寿命长。由于油箱全密封，使变压器油与空气隔绝，延缓了变压器油的老化，可延长其使用寿命。

       截至2009年11月，在东辛厂管辖6kV线路已更换S11变压器340台，安装容量27000kV•A，共节约电量37.8万/kW•h，节约电费19万元，如果以2005年东辛采油厂配电变压器总容量为257100 kV•A，若全部采用S11型变压器，年节电360万/kW•h，可节约电费180万元。由此，S11型变压器具有超低铁损、超高效率、环保节省能源、投资回收效益快、运行温度低的特点，在配电网络中具有更广阔的推广价值。