前 言
基于变压器运行原理了解，其主要性能指标包括空载损耗和负载损耗等变量相关。在实际运行中，通过调整变压器绕组参数和电流密度等，实现最佳匹配，进而减少变压器空载损耗以及负载损耗。在进行节能改造时，对变压器装置，采取有效的降能耗措施，提升变压器的性能水平，实现经济运行。
1 改造原则
煤矿供电系统改造中，高能耗变压器改造，要坚持相应的具体。具体如下：①在改造实践中，全面贯彻各项方针政策以及法规，依据煤矿安全设计相关规范以及技术规程，开展改造设计。②基于小工程量、低改造成本、高效率原则，做好供电现状的调查，对可利用的变压器设备，进行技术改造或者更换，提高运行效率。③对制定的变压器优化改造方案，要进行合理性和经济性的论证分析，确保供电系统运行的安全性、可靠性、经济性以及稳定性。
2 高能耗变压器的节能改造分析
2.1 技术改造思路
通过对煤矿企业使用的高耗能变压器，进行性能指标的调查以及分析，明确因为变压器装置的容量不同，而且生产厂家不同，加之使用的图纸不同等，多重因素的影响下，使得变压器装置的原始参数差距较大，比如铁芯材质等。以 S11 型变压器为例，在进行降耗改造时，重点从电磁重新设计以及绝缘部分等入手，对可以再利用的铁芯和油箱等，要积极利用，降低改造成本。通过对构件进行改造，提升机械强度以及稳固性[1]。
2.2 节能改造方案
从变压器节能改造实践来说，多采取以下改造措施：①只改绕组。若铁芯材质能够达到使用要求，经过性能试验后，重新对变压器绕组进行相应的设计，将铝线圈增匝，给替换为铜线圈。不仅能够增加高压绕组的匝数，以及低压绕组的匝数，减小磁通密度，最终达到变压器空载损耗指标。②既改造线圈，同时又改造部分铁芯。从煤矿使用的变压器实际来说，部分变压器装置铁芯材质比较差，加之铁损以及铜损较大，只进行绕组改造，无法达到低损耗运行的标准。为降低损耗，实现节能降耗运行，必须要同时改造主级铁芯，进而实现节能降耗运行。③阵容改造。从使用的变压器来说，部分变压器主主变设计相对紧凑，铁芯窗口大小无法满足实际需要，经过计算很多无法改造成同容量的变压器，但是能够改造为下一容量的变压器。举例来说，原来使用的是 S9-8000kVA 型变压器装置，可改造为 S11-6300kVA 型号变压器装置。不仅可以达到变压器负荷需求，还能够实现调换使用。
3 高能耗变压器的节能改造实例分析
以煤矿版块实施 2018 年变压器节能改造项目为例，分析高能耗变压器的节能改造，做如下论述：
3.1 使用新型节能型变压器
为提高变压器装置的运行效率，降低能源消耗，提高节能效率，采取更换高性能变压器装置的方式，能够获得不错的效果。使用此类低消耗的装置，减少设备空载运行时的负载损耗和漏磁损耗等，进而减少绕组生产的损耗。从当前使用的变压器装置来说，具有高效率和低损耗优势的设备，主要为非晶合金铁芯变压器设备。在实际应用中，能够减少变压器设备铁损，进而降低了设备的能源消耗。此变压器节能改造项目中，使用了大量的新型节能设备，具体如表 1 所示。随着变压器制造技术水平的不断提升，越来越多的高性能变压器设备进入市场，供使用单位选择。
以 S11 系列变压器为例，相比目前使用的 S7-S9 变压器，在节能将损耗方面，其有着极大的优势，空载情况下，可以降耗 30%，而且承载能力更强，空载电流可以下降 40%，有着很好的节能降耗效果。
3.2 优化变压器运行方式
为提高变压器运行的效率，降低能耗，需要优化变压器运行方式。在具体改造中，要做好变压器设备运行负荷范围的调查统计。根据负荷范围，来选择变压器运行台数以及容量，进而提高设备运行效率，减少电能的使用，降低变压器运行损耗。一般来说，变压器运行负载的范围处于50~70%，运行效率很高，并且损耗很低。若设备选择不当，除了会造成大量损耗，降低设备运行效率。具体来说，若选择的变压器设备，其容量很小，那么会增加变压器运行负载，进而增加设备运行的损耗[2]。若容量很大，极易造成空耗。综合分析，在选择变压器以及运行台数时，要结合负荷范围合理选择。若变压器设备的有功损耗达到最小时，那么负荷范围可以接近 50%，此时设备运行的效率不仅能够达到最高，而且能源消耗会很小，处于最佳运行状态。除此之外，为保证变压器装置实现最优运行，可考虑优化组织的方式运行，从无功损耗最少、有功损耗最少、综合损耗最少方面入手。
3.3 变压器负载的经济分配
一般来说，负荷率变化，会带动着变压器运行损耗。当变压器设备处于低负荷运行，或空载运行状态下，损耗以铁损为主。负荷不断增加，超过相应的范围时，负载损耗将会发挥主导作用。每个变压器设备，都具有最佳负荷率，实际运行的过程中，设备损耗会达到最低，运行效率会达到最高，即经济负荷率。从变压器实际运行来说，无法确保其始终处于最佳状态，因此不需要刻意要求负荷率保持稳定，只要其处于相应的经济范围内即可，保证运行效益。
3.4 实施谐波降耗
从影响变压器损耗的因素来说，既包括内在因素，也包括外业因素，以谐波为主。一般来说，谐波含量越低，那么对变压器损耗就越小，相反则越大，因此为实现变压器节能减损，采取控制谐波的方法，能够获得不错的效果。使用滤波器，可以减少 10%左右的损耗，提高变压器设备的运行效益[3]。
4 结束语
综上所述，对高能耗变压器设备，进行节能改造，能够减少运行能耗，提高设备的运行经济效益。在具体实践中，结合变压器的实际情况，采取相应的节能改造措施，比如更换高性能变压器等，提高运行效率，减少能源消耗，实现经济效益目标。
参考文献
[1]刘汉立.油田电网 35kV 级高耗能变压器节能技术改造[J].石油石化节能，2018，8（06）：57~58+11.
[2]应 俊，阮万江，周 洁.油田 10kV 采油井配电变压器节能降耗技术研究与应用[J].石油石化节能，2016，6（09）：57~59+6.
[3]杨 彬，仇一鸣，杨立永.大型变压器的节能降耗与经济运行[J].科技创新与应用，2015（26）：226.
作者简介：韦天祥（1967-），男，机电工程师，从事煤炭生产工作。
