低损耗电力变压器结构设计要点探究与讨论

低损耗电力变压器结构设计要点探究与讨论

邵俊杰

西门子能源变压器(武汉)有限公司，湖北省武汉市，431400

摘要：电力系统在电源分配和供给方面有着举足轻重的作用，随着社会发展，电能被广泛应用。不管是为国家建设、企业发展或人们日常生活，电力都是必不可少的一种能量。因此，对于电力系统的研究也越来越受到人们的关注，尤其是关于电力系统当中的供电系统以及其安全问题的讨论，更是引起大家的高度重视。在电力系统中，变压器是其中的一大组成部分，对于系统运行的稳定性起决定作用，变压器一旦发生故障，很可能会造成电力系统不能正常地运行，因此，研究电力变压器设计及优化具有非常重要的意义。

关键词：低损耗；电力变压器；结构设计要点；探究；讨论

引言：随着社会发展，人民群众对于生活质量的要求越来越高，对许多产品或材料的要求已经转变到环保或节能上。我国是一个用电大国，用电量不断增加，因此在电网中使用了大量的电气设备和系统设备来满足人们生产、生活的需要。电力变压器广泛应用于各个领域，当前，部分电力变压器在运行过程中，出现不必要的资源损耗的现象，给保护环境、节约能源带来负面影响，因此，电力变压器的设计要有系统化的计算软件的准确分析，针对漏磁或额外资源损耗等情况，采取一些措施。

1变压器概念

所谓的“变压器”，就是通过电磁感应的原理来实现的，它的主要组成部分是初级线圈和次级线圈与铁心（磁心）相连[1]。变压器是电力系统中的基础设备，广泛应用于工业、农业、运输、城市社区等。变压器损耗在输配电电力损耗中占40%左右，有很大的节能潜力，能够加速高效节能变压器的推广使用，提高能源资源利用效率，促进绿色崛起，实现高质量发展。

2关于降低电力变压器损耗的分析

从我国和全世界各国的发展来看，供电稳定是进行一切经济活动所必须具备的先决条件，为保供电稳定要求电力系统采用低损耗电力变压器。电力系统中电网的平稳运行，主要靠电力变压器来实现，如果不涉及变压器，电网就会瘫痪。因此，变压器被十分广泛地运用到人们日常生活当中，社会对于变压器质量提出更高的要求。在变压器迅速投产的今天，许多资源在制造变压器时大量利用，环境的污染伴随着资源过度消耗而加剧。

2.1电力变压器设计中的涡流损耗分析

漏抗功能对于变压器的运行稳定性来说是极其关键的，这种作用主要与漏磁场相关。变压器抗漏功能发生强，弱改变时，抗阻值随之改变，因此，当变压器涡流损耗存在时，可利用漏磁场条件对其附加损耗变化规律进行分析，在对变化规则进行记录和分析的基础上，设计一种内部硬件质量较好的变压器。当然要尽量减小涡流及杂质损耗，在进行低损耗电力变压器设计时，还要对更多的过程加以分析，在建模软件的辅助下，进行仿真，实现模拟运行环境下变压器运行各参数的监控，然后针对参数变化情况，对其进行重新设计，保证损耗的最小化。

2.2电力变压器设计中的环流损耗分析

随着人们对变压器的研究，使得变压器型号更加精练，更加有针对性。但是，在电力工业的许多领域，其磁场和涡流场的数值计算都是比较复杂的[2]。在变压器技术研究中，研究者们也一直在探索这类问题，使得变压器技术发展到一个白热化的阶段。虽然在变压器的设计中，研究者们已经得出一些结论，但是却没有太大的反应，因此，很多变压器的设计和制造都是按照传统的方法来进行，这种方法只能给出一个大概的估算，而不是准确地计算。因此，在设计时，必须要用磁场来推导出环流损失的公式，因为循环损失的计算不可能准确到可以减少变压器损失的程度，这就使得循环损失的改进受到限制。

3低损耗变压器的结构设计要点

变压器的应用范围非常广泛，市场需求也日益增长，因此，在变压器的生产和设计中，应从节能和环保两个方面着手改善变压器的生产和设计，以降低不必要的资源消耗[3]。在变压器的设计中，降低损耗一直是很多学者关注的问题，但由于变压器自身的损耗计算方法在实际应用中出现一些错误，使变压器在设计、制作时不能获得准确的数据。因此，当变压器的需求量越来越大时，必须改进变压器的品质，并采取相应的改进措施，以便在较低的成本下，达到良好的使用效果。

3.1低损耗变压器的电磁优化设计

变压器的核心部件是铁芯和绕组，它直接关系到变压器的整体性能，所以在设计时应考虑各种因素，以提高其性能，减少损耗。因此，在变压器的设计中，可以依据非线性的变化规律和计算出的函数极值进行局部相关处理，虽然目前还没有最佳的减少变压器损失的方法，但可以通过相应的优化来改进问题[4]。在进行优化设计时，最优的电磁性能是最重要的，它能使变压器的生产和生产向更好的方向发展。除此之外，还可以通过MATLAB等软件进行改进，从而筛选出合适的电磁屏蔽，并根据所需的材料和硬件来实现产品的一致性。在变压器的设计中，可以减少原材料的消耗，同时也可以达到低噪音、低损耗的效果。总体而言，在变压器设计时可以依据相关条件进行适当的工艺调整，以达到降低损失的目的。

3.2负载损耗的控制

在电力变压器的运行中负载损耗的主要部分是变压器的绕组和引线的直流电阻损耗。为了减少导线的横纵向漏磁场中的涡流损耗，可以通过换位线圈中的导线，来降低并联导线内不平衡电流的损耗。在漏磁场结构件中产生的杂散损耗，可以通过采取低磁钢板材质来解决。

结束语：总之，就当前现状而言，变压器生产过程中，增加了能源消耗，同时还加重环境污染程度。在当前国家提倡节能减排的大背景下，如何有效地减少电力变压器的能源消耗成为人们关注的焦点。因此，电力变压器设计与制造过程中，要选用适当原材料，减少能源损失，保障经济发展。在电力变压器的使用上应该尽量减少损耗，这样才能够实现节能环保的目的。电力变压器作为保障电网正常工作的装置之一，损耗还决定整个电网成本控制，因此，对低损耗变压器设计应不断优化和学习。

参考文献：

[1]张建英,郭红兵,荀华,杨玥,郑璐,赵夏瑶.基于附加铜耗占负载损耗比例的电力变压器铭牌容量失真判别方法[J].内蒙古电力技术,2022,40(01):58-62.

[2]王凤刚.电力变压器结构件损耗研究[D].沈阳工业大学,2021.

[3]黄华,汪全虎,刘金波,王飞.电力变压器能效等级现场诊断方法的研究[J].变压器,2021,58(11):1-5.

[4]林焱,林芳,杨超,程新功,张慧瑜,黄道姗.三相电流不平衡下油浸式电力变压器损耗及顶油温度的分析与计算[J].电力系统及其自动化学报,2020,32(09):20-27.