节能变压器开发与应用

SN9系列农用变压器是由吉林省电力科学研究院与吉林省电力有限公司农电部等单位联合开发研制的节能型变压器产品。该产品适合低负载率地区使用，其最大特点是：在与S9型变压器制造成本基本相同的条件下，用于负载率小于50%的地区，可减少运行损耗。经计算当负载率为20%时，SN9-50/10的变压器比S9-50/10变压器总运行损耗降低15.3%左右。目前吉林省农村电网建设与改造工程中已广泛采用。

在电网整个线损中配电变压器的损耗占较大比例，降低配电变压器的损耗是降低电网线损的有效途径。经调查大多数农村电网中的变压器长期处于轻载或空载状态，在负载率较低的农村电网中使用S9型变压器不能充分发挥其应有的节能效果。因此，针对农村电网负载率低的特点，开发出与S9型变压器成本相当的、适合农村电网低负载率场合使用的系列变压器，应用到城市电网和农村电网建设与改造中，达到了投资一定，运行成本降低较大的效果。本系列农用变压器的开发具有以下创新：

（1）充分考虑农村电网负载率：

为了掌握农村负载率的情况，我们对部分地区进行了调查，结果表明：吉林省乡镇企业较发达的地区，年负载率最大也不会超过15%，一般年负载率在6%～9%；吉林省农业地区，年负载率最大不会超过6%，一般年负载率在3%左右。考虑到发展的因素，吉林省农村电网的负载率在相当长的一段时期内不会超过20%.长春市扬家线的负载率在18%左右。因此，农用变压器技术条件的编制、系列设计、技术经济分析等，均采用20%的年负载率进行计算的。为吉林省农村电网负载的发展留有足够的空间。

（2）农用变压器的损耗参数的设置：

通过进行农村电网负载率的调查，结合变压器性能参数的优化设计，以与S9型变压器制造成本持平做为约束条件，以保证损耗比值、最低运行损耗为目标函数。确定了SN9系列变压器的技术条件。其中空载损耗较S9型变压器降低了约20%～25%，负载损耗较S9增加了约10%，使损耗比（负载损耗/空载损耗）提高到7左右。其它性能参数保持了S9型变压器的性能参数。本技术条件的采用使SN9变压器在50%以下负载率的条件下较S9型变压器都是节能的，且负载率越低节能效果越明显。

（3）先进的设计技术：

SN9系列农用变压器，除了在性能参数上具有上述特点，在产品设计上也采用了新的结构技术和设计方法。利用CAD进行优化电磁计算，在规定的性能参数要求内达到经济指标最优；充分发挥了系列设计的优势，考虑了标准零部件的采用和互用，提高了原材料的利用率；在结构设计中重点考虑了农用变压器的使用环境，提高了农用变压器的过载能力、抗过电压能力；提出了重点工序的工艺要求，既保证了农用变压器生产工艺技术与S9型变压器的接轨，又保证了生产工艺技术的先进性。

（4）全密封技术：

在开发普通型SN9系列变压器的基础上，开发了SN9-M型产品。与普通型变压器相比，全密封变压器的可靠性、使用寿命、运行维护等方面占有明显优势。SN9-M在内部结构上采用了简单有效的器身防松、固定方式，采用新型结构的波纹油箱。另外在密封胶件防紫外线、油箱膨缩特性等采取了特殊的结构，保证了全密封变压器膨缩器的膨缩量能满足变压器油在-40℃～+85℃之间温度内体积的变化。目前许多全密封变压器忽略了膨缩特性的校核、没有控制注油温度，使全密封变压器的实际膨缩量超过了油箱膨缩器的弹性变形范围，导致了油箱的开焊、膨胀器的永久变形。在进行全密封变压器设计时，不但要使油箱的散热面满足温升要求，更重要的是还要使油箱的膨缩量能满足所用油在125℃温差范围内体积的变化量。通过对全密封变压器油箱的膨缩特性进行试验研究，建立校核膨缩量的计算公式，使设计、结构、工艺成为有机的整体。SN9-M全密封农用变压器就是在进行了上述试验研究的基础上开发的。

目前吉林省农村电网已有11000余台SN9农用变压器已在44个县（市、区）的农村电网中使用。最长的已运行两年半以上，迄今为止没有一台烧损。目前投运的约40万kVA的SN9变压器，经计算已节电约200万kW.h.

虽然SN9农用变压器是根据吉林省农村负载率情况而开发的，SN9-M是根据北方环境温度而进行设计的，但也适用其它类似地区。