52.变压器有哪些节电措施？
变压器是电力系统中的关键设备，虽然中小型变压器的额定效率为96%～97%，大型变压器的额定效率在99%以上，但是因为从发电机到用户一般需要经过3～5次变压过程，所以变压器造成的损耗相当可观，占总发电量的7%～10%。这相当于2～3个中等用电量的省用电之和。变压器节电就是要从这些电耗中挖潜。
变压器节电措施有：
（1）采用低损耗变压器和节能型干式变压器
我国在1980年以后推出了S7、SL7系列变压器，按1973年配电变压器标准，它们属于节能型。但同20世纪80年代中期全国统一设计的S9系列等变压器相比，S7、SL7系列变压器属于高耗损型。目前国内低损耗变压器有S9、新S9、S10、S11、SN9、SH10和DE10等系列。
S9系列与S7系列比较：
①空载损耗P0。S9系列比S7系列降低约8%。
②负载损耗Pk。S9系列比S7系列降低约25%。
③价格及节电回收年限。虽然S9系列比S7系列平均高20%左右，但S9初投资多付的资金3～5年可以收回（视负荷率和变压器容量而定）。
按变压器20年使用年限计算，S9系列中各种规格的总拥有费用均低于S7。为了节约电能，推广新技术、新产品，国家已明令1998年底淘汰S7和SL7系列产品。S9系列变压器是目前农网改造的通用产品。S11等非晶合金系列变压器节能效果更为明显，详见第55问。
节能型干式变压器的代表产品有SC9系列和SC10系列，节能效果见第61问。
（2）采用调容量变压器
调容量变压器适用于农村电网。农村电网用电的特点是：在负荷低谷时负荷率很低，有的甚至接近空载；用电高峰季节，则负荷率显著提高。采用调容量变压器，在负荷低谷时期用小容量，在负荷高峰季节改用大容量，从而有效地节约电能。“母子式”变压器的作用类同，但调容量变压器调容操作十分方便，只需调整一下调容开关即可。目前使用的调容量变压器有S9-T系列等。
（3）合理选择变压器容量
变压器的容量不宜过大，也不宜过小。小了会造成经常过载，变压器本身损耗增大，甚至烧坏变压器；大了会使变压器经常轻载运行，得不到充分利用，消耗大量无功电力，并增加线路的电能损耗，同时需增加契约电力，白花费许多资金。
变压器容量的确定是一个全面性、综合性的技术问题，它与变压器价格、负荷率、电价（包括基本电价）、基建投资、负荷的今后发展等因素有关，合理确定变压器容量不是一件简单的事。但总原则是：
①按负荷率的大小与经济运行的要求综合考虑变压器容量。一般变压器经济运行负荷率在60%左右，这时运行效率最高。但在实际运行中，负荷率是随时间而变化的，另外还需考虑变压器的基本电价（变压器容量越大，契约电力越大，则用户要交的基本电费也越多），因此变压器容量不能按变压器的最佳负荷率来选择，而应略高于变压器的最佳负荷率，一般以75%～90%为宜。
②如果用一台变压器在负荷高峰时期的负荷率超过90%，甚至超过100%时，则可以考虑用两台变压器，以达到经济运行。
③变压器台数、容量应根据总容量及负荷曲线进行选取，以保证主要负荷时段所投入的变压器组合运行的负荷率达到75%～90%。一般来说，这样的选择是比较经济合理的。
④既要满足当前负荷的需要，又要考虑5～10年，甚至更长时间的负荷发展的需要。
（4）及时调整变压器的分接开关
电网运行电压升高会使变压器的损耗大幅度增加。如变压器过电压5%运行，铁损增加15%左右；过电压10%时，铁损增加50%以上。另外，过电压运行还会使变压器空载电流大大增加，如过电压5%时，冷轧硅钢片铁芯变压器的空载电流约增大1倍，从而增大电网的无功损耗。
因此，在变压器的运行中，应根据电网运行电压的变化及时调整分接开关，避免过电压运行。农网在低谷时期或非高峰季节，电压过高，也应及时调整分接开关降压运行。
（5）采用有载调压变压器
有载调压变压器比无载调压变压器贵不了多少，但节能效果显著。如容量为315kV·A的有载调压变压器比无载调压变压器多投资6000元，而有载调压变压器的年总运行费比无载调压变压器少1.5万元左右，不到半年的时间内即可收回额外投资。所以，农网改造时宜选用自动有载调压变压器。
有载调压变压器的安装方式有以下几种：
①将有载调压变压器分别安装在变电所内，这种方式费用高，但比较灵活，一般用在调压要求较高、各变电所负荷曲线相差很大的配电网中。
②有载调压变压器只安装在一个局域网的变电所内，这种方式费用低，但只用于用户负荷比较相似的中等电网中。
③一些地区，由于线路长，负荷多，在各种运行方式下都难以满足各个负荷点对电压的要求。当一部分负荷的要求得到满足时，另一部分负荷的电压偏移已超过允许程度。在这种情况下，可在功率分点处设一台辅助调压变压器，把电力网隔成电压互补影响的两部分。在这两部分中，可以各自进行调压，以满足各负荷点对电压的要求。
（6）调整变压器的负荷曲线
大家知道，变压器的负载损耗随负荷曲线的形状系数K的增大而增大，当K=1时，负载损耗为100%；当K=1.05时，负载损耗增加10%；当K=1.1时，负载损耗增加21%；当K=1.2时，负载损耗增加44%。因此，当变压器运行方式固定时，在保持变压器统一的供电负荷不变的条件下，可以通过调整负荷曲线和调整变压器间的负荷分配来降低变压器和电网的损耗。具体措施有：
①实行高峰让电、限电，采取移峰填谷措施。同时在用户内部实行峰谷不同电价，鼓励用户在“谷期”用电。
②采用无功补偿，提高功率因数，可以降低变压器的总损耗，提高变压器的利用率。
③采用调容量变压器或母子式变压器，使变压器负荷率始终接近最佳负荷率下运行。
（7）多台变压器并联经济运行
多台变压器并联运行时，每台变压器应在其最佳负荷率附近运行。确切地说，应在其经济负荷率附近运行。所谓变压器运行的经济负荷率，是指使变压器的有功损耗和无功损耗在电网中造成的总损耗最小的负荷率，其中无功损耗应按无功经济当量K折算成有功损耗。变压器并联运行的台数可根据变压器损耗曲线求出临界负荷值再加以确定。
当负荷不均衡的两台或多台变压器并联运行后，有以下优点：
①并联后的变压器负荷可以合理地分配，使变压器的总损耗降低。
②由于合理分配负荷，原来未并联前温升高的变压器的温升可以降低，温升低的温度升高得不大，这样变压器绝缘不易老化，可延长使用寿命。
③可以改善变压器的电压调整率，提高电压质量，稳定电压。
④对负荷逐渐增加的变电所，可以节省初建时的投资。变压器先投入一台，随着负荷增加，再投入第二台、第三台。
须注意：在实现并联运行以前要考虑变压器的高、低压断路器的容量是否能承受变压器并联后的断路容量，以确保电网运行安全。
（8）尽可能保持三相负荷的平衡
当变压器负荷不平衡时，三相不平衡电流将产生零序磁通，增加变压器的磁滞与涡流损耗，并导致负载漏磁功率的增加，功率因数下降。另外，三相不平衡电流还将增加变压器的铜损。
（9）正确选择变压器的安装位置
正确选择变压器（变电所）的安装位置，不仅有利于减少建设投资，有利于变压器的安全可靠运行，还能降低变压器及电网的损耗。选择变压器（变电所）的安装位置是一个复杂的、综合性的技术问题，需要全面考虑。就有利于节电考虑，选址必须适应电力系统发展规划和整体布置的要求，应尽可能接近负荷、处于负荷中心。这样能减少二次侧输电线路的投资和线损，并能提高供电的可靠性。变压器有了合理的位置，才能保证在国家规定的城网和农网的合理供电半径内，做到节约资源和节约电能。
（10）改善环境条件，加强通风，降低变压器环境温度（也降低了变压器的运行温度）
运行温度不但影响到变压器的使用寿命和出力，还影响到是否节电。变压器绕组的电阻是随温度升高而增大的，变压器运行温度越高，其有功功率损耗越大。变压器的负载损耗（短路损耗）Pd是指变压器在额定负荷下75℃时的有功功率损耗，如果温度低于75℃，则有功损耗将减小。一般情况下，每下降1℃，有功损耗减小0.32%。所以，降低变压器的环境温度，也是变压器节电的一项措施。