特变电工股份有限公司新疆变压器厂 新疆昌吉 831100
摘要：在电力系统当中，变压器是能够实现电能传送的一个关键设备，由于当前变压器容量大，台数较多，所以变压器的总能耗逐步成为人们所关注的问题，合理的对变压器进行使用，可以让发电系统的效率有效的提高。通过分析发现变压器负荷量和短路阻抗会对变压器的节能效率产生直接影响，在光伏发电系统当中变压器负荷率相对较低，而且在负荷变化的过程中具有一定的规律性，所以一定要采取合理的措施对变压器负荷率进行控制，而使用非晶合金变压器就可以实现这一目标。
关键词：非晶合金干式变压器；光伏电站；空载损耗；负载率
1 非晶合金概述及在变压器当中使用的优势
在电站运行的过程中，非晶合金干式变压器具有非常好的使用效果，逐步开始得到推广和使用。非晶合金主要指的是一些铁、硼等原材料制成的，在生产制造的过程中会使用到一些诸如高速旋转以及急速冷却等相关工艺，这样可以在生产的过程中保证内部原子出现无序化排列，最终生产出非晶体结构合金。在变压器带材制造过程中，对这种材料进行合理的使用具有非常重要的意义。通常而言，常见的非晶合金带材主要分为三类：无机非晶合金带材，铁、镍基非晶带材以及铁基非晶合金带材，铁基非晶合金往往在非晶合金变压器上进行应用，主要是由于非晶合金不会出现晶界和晶核，因此本身磁化的过程中功率相对较小，与此同时非晶合金非常薄，和硅钢片相比，在厚度方面只有硅钢片的1/10左右，但是却有较高的电阻率，这就说明这种材料能够让物流损耗大幅度的降低，在单位损耗方面只有原硅钢片的1/3以下。
变压器出现的空载损耗主要是因为铜损、铁损导致的。非晶合金带材和冷轧硅钢相比更薄，另外在电阻率方面相比于冷轧硅钢片更高，和硅钢片比具有更好的导磁性，所以可以通过非晶合合金作为变压器的铁芯，这样可以具有更高的导磁性，更大的强度，这样可以让变压器空载损耗率进一步降低。
2 非晶合金变压器和普通变压器的损耗对比
对比分析，s11变压器和非晶合金变压器可以发现非晶合金变压器具有非常低的空载损耗，具有显著的节能效果。下面是电压为10千伏非晶合金变压器SCBH15，相比s11变压器的损耗情况，具体如表1所示。
3 光伏发电系统在应用过程中的主要特点及节能情况
通过对相关数据分析可以发现，SCBH15变压器和s11变压器相比，在空载损耗方面降低了将近1/2，具有非常好的效果，可以通过这种低损耗的变压器对环境污染进行控制，达到节约能源的目的，是当前电力发展过程中的一个重要方向。
当前我国使用的大型光伏发电系统主要是1000千瓦的光伏组件，其中会设定一台1000kVA变压装置，对输出的电能进行升压。在光伏发电系统当中，这种变压器会产生一定的损耗，通常损耗能达到2%-3%。我国西北某区域的太阳能资源丰富，对该地区的1000 kW p发电单元日发电量进行分析，具体数据如图 2 所示，另外对1000 kW 光伏发电单元在一年当中的发电量进行统计，具体如图3。对图2进行分析可以清楚地发现光伏发电系统进行发电的过程中，日平均发电时间可以达到6h，另外分析变压器负荷率可以发现，能够达到五分之二到五分之四。分析数据可以发现在该1000kW光伏发电系统当中，每年的发电量大约能够达到 145 万 kWh，具有非常好的效果，分析等效发电小时数，可以达到1450h。由此可以发现，在变压器运行的过程中，空载和低负载的运行情况比较多，高负荷运转的情况相对较少。
对图2进行分析可以发现，在光伏电站当中使用的变压器，一天实际当中约有14个小时的时间是处于空载运行状态下的，约4个小时的时间是处于低负载运行的状态下的，在运行的过程中只有6小时的时间当中负载率能够超过一半。从当前的数据分析，截至去年，我国已经建成并且投入使用的光伏电站规模为17.16 GW，如果这些光伏电站当中有一半使用的是SCBH15-1000型非晶合金铁芯变压器，那么和采用S11-1000型变压器进行比较，每年可以节约的电能达到了2630 万 kWh，由此可见，使用SCBH15-1000型非晶合金铁芯变压器可以获得非常好的效果。
4 非晶合金变压器技术经济效益的分析和评价
在对变压器进行选型的过程中，需要优先选择全周期的综合费用最低的变压器。
本文在计算的过程中使用的主要方法是比较常用的等价初始费用的总拥有费用发，也就是TOCEFC法 (后续文章中通过 TOC代替TOCEFC法)，通过这种方法来全面地分析评价变压器的性价比，并且阐述如何进行选择。在变压器运行的过程中全周期内费用多种多样，主要的几种包含了：购置过程中出现的费用、电能损耗导致的费用支出、人员维修和管理的过程中出现的费用支出等一系列费用，TOC主要的组成部分为变压器在购买以及安装过程中产生的成本、财务管理过程中出现的成本、能源消耗的成本、人员维修过程中产生的成本。
TOC法在使用的过程中具体的计算表达式是：
TOC= CI+A*P0+B*Pk(1)。
依照公式(1)当中的具体算法对1000kVA变压器的TOC进行分析和计算，在光伏电厂当中对非晶合金变压器进行使用，符合实际要求，而且经济合理，具体的数据结果见表2。
结束语
综上所述，对相关数据进行分析可以发现非晶合金铁芯变压器在变压器负载率很低的光伏发电系统当中具有非常好的运用价值。从长远的方向进行分析和研究可以发现，在光伏发电系统当中对非晶合金变压器进行合理地运用，具有非常重要的意义，可以在应用的过程中大幅度地节约国家的能源，又可以保证能环保及清洁能源事业的快速、稳定、可持续发展。所以，在实际生产的过程中，非晶合金变压器在光伏发电系统中的应用是具有一定价值的，是可行而且非常必要的。
参考文献
[1]刘燕, 黎剑锋, 蔡定国. 非晶合金干式变压器的特点及性能分析[J]. 电气工程学报, 2007, 7(4):14-16.
[2]蒋鹏, 姚建华, 陈超,等. 一种降低非晶合金干式变压器噪声技术的探索与应用[J]. 浙江电力, 2017, 36(8):81-83.
论文作者:唐保玉
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第09期
论文发表时间:2019/7/23
标签：变压器论文; 合金论文; 过程中论文; 光伏论文; 硅钢片论文; 发现论文; 电站论文; 《工程管理前沿》2019年第09期论文;