节能变压器的事情事理是基于磁通连续性事理和变压器的等效电路。通过缩小铁心尺寸、采取低损耗材料、优化参数设计等办法降落铁损;通过利用低电阻材料、优化导体截面积,降落铜损;并采取ZCT(零序电流互感器)等技能降落空载损耗,从而提高效率,即现行国标《电力变压器能效限定值及能效等级》(GB 20052-2020)规定的变压器实行标准。
新旧国标变压器型号发生变革,对付关系如下:
(2)政策剖析
《电力变压器能效限定值及能效等级》(GB 20052-2020)规定了三相电力变压器的能效限定值、能效等级和试验方法。该标准适用于三相10kV电压等级、无励磁调压、额定容量30kVA~2500kVA的油浸式配电变压器和额定容量30kVA~2500kVA的干式配电变压器,额定频率为50Hz、电压等级为35kV~500kV、额定容量为3150kVA及以上的三相油浸式电力变压器。该标准不适用于充气式变压器、高阻抗变压器。

为加快高效节能变压器推广运用,提升能源资源利用效率,推动绿色低碳和高质量发展,2020年12月,工业和信息化部、市场监管总局、国家能源局联合制订了《变压器能效提升操持(2021-2023年)》,哀求如下:
加快电网企业变压器能效提升。推动电网企业开展在网运行变压器全面普查,制订淘汰操持并组织履行。到2023年,逐步淘汰不符合国家能效标准哀求的变压器。加快电网企业变压器升级改造,实行绿色采购管理,自2021年6月起,新采购变压器应为高效节能变压器。
2024年5月8日,国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会发布了新国标《电力变压器能效限定值及能效等级》(GB20052-2024),并操持于2025年2月1日开始履行。与2020版标准比较,新国标重点增加了新能源发电侧光伏用、风电用、储能用三相6kV、10kV、35kV、66kV电压等级给类变压器的的能效限定值及能效等级。(因最新发布和版权问题,暂无完全技能文件,后续剖析紧张以《电力变压器能效限定值及能效等级》(GB 20052-2020)和旧国标GB 20052-2013、GB 24790-2009的比拟)
(3)适用范围变压器是输配电的根本设备,广泛运用于工业、农业、交通、城市社区等领域。
(4)技能特点1. 空载损耗低:通过采取优质铁芯材料和前辈的铁芯构造设计,有效降落变压器在空载状态下的电能损耗。
2. 负载损耗低:在带负荷运行时,具有较低的损耗,提高能源利用效率。
3. 高效的绕组设计:合理的绕组布局和选用得当的导体材料,减少电阻损耗。
4. 良好的散热性能:确保变压器在运行过程中能及时有效地散热,坚持稳定的事情温度,有助于提高效率和延长利用寿命。
5. 高功率因数:减少无功功率的花费,提高电能质量。
6. 环保特性:常日符合环保标准,对环境影响较小。
7. 运行噪音低:采取前辈的降噪技能和构造设计,降落运行噪声。
8. 可靠性高:具备良好的绝缘性能和稳定的运行特性,减少故障发生的概率。
9. 智能化程度高:可能具备远程监测、掌握和故障诊断等功能,便于管理和掩护。
10. 体积小、重量轻:节省安装空间和运输本钱。
以干式变压器1250KVA为例(不同绝缘介质、电压等级、容量、温度范围变压器损耗不一样,详见国标GB 20052-2020),性能比拟剖析如下:
①新国标相对旧国标,三级能效,空载损耗均匀低落20%,负载损耗不变;二级能效,空载损耗均匀低落15%,负载损耗均匀低落10%;一级能效,空载损耗均匀低落20%,负载损耗不变。
②额定状态运行条件下,新国标一、二、三级能效变压器,综合损耗电量差大概为1800KWh、10700KWh。
③额定状态运行条件下,旧国标一、二、三级能效变压器更换成新国标一级能效产品,综合损耗电量节约大概为2600KWh、12500KWh、16200KWh。
以干式变压器1250KVA为例,生命周期按15年打算,不同运用处景下新旧国标节能量及节约用度打算如下:
①新国标二级能效提升至一级能效增大用度约1.3万元,全生命周期内节约用度可覆盖本钱,对付新建项目,应选择一级能效变压器。
②旧国标变压器升级到新国标一级能效变压器,生命周期内不能覆盖本钱。
(5)案例运用变压器的选用:根据新国标的能效等级哀求,在选择变压器时,可以优先考虑能效等级较高的产品,以降落能源花费。例如,在新建项目中,选择符合新国标 2 级或 1 级能效的变压器,比较于能效等级较低的变压器,可以在长期运行中节省大量的电能。
变压器的更新换代:对付现役的低效变压器,可以根据新国标的哀求,逐步进行更新换代。通过改换为能效等级更高的变压器,可以提高能源利用效率,减少碳排放。例如,将 SCB10、SCB11 型干变更换为 SJCB18 硅橡胶变压器,以达到节能减排的目的。
以国网某项目为例:改换高耗能变压器,助力配电网向节能环保转型。
背景:为落实国家“双碳”“绿色发展”政策为紧张目标,优先细化分解制订了90台高耗能老旧变压器改换事情任务,紧张针对辖区S7和部分S9变压器,更换成新国标节能型变压器。
项目目标:
- 提高变压器的运行效率;
- 降落变压器的能耗;
- 减少掩护本钱和延长变压器的利用寿命;
- 减少环境污染。
改造方案:
- 选择高效节能的变压器:根据每个台区不同现状,确定不同的改造方案,以静海区金海园04变为例,原为S9油浸式变压器,规格参数如下:
S9油浸式变压器技能参数
更换成节能变压器S20,技能参数如下:
经济效益剖析:
节能效果:假设原变压器的效率为90%,均匀率70%,新变压器的效率为99%,均匀负载率为64%,年运行小时数为8000小时,则每年可节约的电能为:
ep = (PO_old-PO_new)H+(P_oldη_old-P_newη_new)H=(0.67-0.305)8000+(3.6570%-3.06564%)8000=7667kwh。
本钱回收期:打算新变压器的购置本钱、安装本钱和预期的节能收益,节能变压器的本钱回收期在15年旁边。
环境效益剖析:
减少电能花费:通过提高变压器效率,减少了电能的花费,从而减少了化石燃料的利用和温室气体的排放。
减少掩护本钱:新型节能变压器常日具有更好的可靠性和掩护性,从而减少了掩护本钱和环境影响。
结论:
通过对老旧变压器的节能改造,虽然能够降落能源花费和运行本钱,减少环境污染,符合可持续发展的哀求。但是从投资回收来算,回收周期较长。