綠色變壓器應(yīng)用于配電網(wǎng)具有哪些技術(shù)特點(diǎn)？配電網(wǎng)是從輸電網(wǎng)或地區(qū)發(fā)電廠接受電能，通過(guò)配電設(shè)施按電壓逐級(jí)分配給各類用戶的電力網(wǎng)。配電網(wǎng)的正常運(yùn)行，直接關(guān)系到千家萬(wàn)戶的用電安全和電力保障。配電變壓器作為配電網(wǎng)中連接不同電壓等級(jí)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和基礎(chǔ)設(shè)備，必須滿足“安全、可靠、節(jié)能，環(huán)保”等要求。
近期，為加快高效節(jié)能變壓器推廣應(yīng)用，提升能源資源利用效率，推動(dòng)綠色低碳和高質(zhì)量發(fā)展，工業(yè)和信息化部辦公廳、市場(chǎng)監(jiān)管總局辦公廳、國(guó)家能源局綜合司聯(lián)合制定了《變壓器能效提升計(jì)劃(2021-2023年)》,要求到2023年，高效節(jié)能變壓器[指符合新修訂《電力變壓器能效限定值及能效等級(jí)(GB 20052-2020)》中1級(jí)、2級(jí)能效標(biāo)準(zhǔn)的電力變壓器]在網(wǎng)運(yùn)行比例提高10%，當(dāng)年新增高效節(jié)能變壓器占比達(dá)到75%以上。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，大力推廣應(yīng)用安全可靠、節(jié)能環(huán)保、小型少占地、節(jié)材易回收的綠色變壓器勢(shì)在必行。
配電網(wǎng)綠色變壓器應(yīng)用及主要技術(shù)特點(diǎn)：
(1)安全可靠
配電網(wǎng)供電范圍廣，覆蓋面積大，設(shè)備眾多，網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜，且受天氣、環(huán)境、人為等多因素影響，負(fù)荷波動(dòng)大，故障易發(fā)，發(fā)生故障影響大。特別在高負(fù)荷季節(jié)和地區(qū)，過(guò)負(fù)荷運(yùn)行及轉(zhuǎn)移負(fù)荷操作是常態(tài)。電網(wǎng)運(yùn)行企業(yè)為保證電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行，除加強(qiáng)運(yùn)行管理維護(hù)外，還要求變壓器本身安全可靠，無(wú)設(shè)計(jì)制造缺陷，設(shè)備絕緣防護(hù)良好。不發(fā)生觸電人身事故，不發(fā)生短路事故，不發(fā)生燃燒爆炸事故，防火防水，有較強(qiáng)的過(guò)載能力和足夠的抗短路能力。設(shè)備出現(xiàn)故障后，可快速修復(fù)投入運(yùn)行。
下文介紹的綠色變壓器采用新材料、新工藝，能滿足配電網(wǎng)安全可靠要求。硅橡膠澆注干式變壓器和立體卷鐵芯干式變壓器可用于城市高層建筑專用變壓器，如商場(chǎng)、酒店、寫(xiě)字樓、政府機(jī)關(guān)等，也可用于居民住宅區(qū)公用變壓器。天然酯絕緣油變壓器可用于城市小街小巷路邊臺(tái)架式公用變壓器，也可用于廣大農(nóng)村地區(qū)。
硅橡膠澆注干式變壓器采用高性能硅橡膠絕緣材料及澆注工藝，對(duì)高壓繞組和主絕緣進(jìn)行填充包封，結(jié)合主動(dòng)消除局部放電、3重冗余缺陷容錯(cuò)主絕緣系統(tǒng)、一體化硅橡膠套管絕緣和防雷等技術(shù)，增強(qiáng)了變壓器安全可靠性，提高了環(huán)境適應(yīng)能力和防雷能力。硅橡膠材料耐250度高溫，提高了變壓器過(guò)載能力。
立體卷鐵芯干式變壓器鐵芯采用特殊結(jié)構(gòu)，三相矩形鐵芯呈三角形布置，受力均勻?qū)ΨQ，整體強(qiáng)度高，具有足夠的抗短路能力。繞組為敞開(kāi)式餅式線圈結(jié)構(gòu)，散熱能力好，自然冷卻方式下可長(zhǎng)期過(guò)載到110%。敞開(kāi)式立體卷鐵心干式變壓器在浸水后，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單沖洗，進(jìn)行產(chǎn)品試驗(yàn)符合標(biāo)準(zhǔn)后，可立刻投入運(yùn)行。
城鄉(xiāng)配電網(wǎng)中，配變短路起火爆炸事故時(shí)有發(fā)生。天然酯絕緣油變壓器所采用的天然酯絕緣油燃點(diǎn)高于礦物油，不易燃燒，防火性能好，安全可靠性高，可在超出額定負(fù)載22%的條件下長(zhǎng)期運(yùn)行，比使用其他絕緣系統(tǒng)的變壓器具有更強(qiáng)的過(guò)載能力。
（2）節(jié)能
電網(wǎng)損耗是考核電網(wǎng)管理部門的一項(xiàng)重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，變壓器的運(yùn)行損耗占整個(gè)輸配電網(wǎng)損耗的40%左右。提高變壓器能效、降低變壓器損耗是降低全電網(wǎng)損耗、實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要環(huán)節(jié)。電網(wǎng)運(yùn)行企業(yè)的責(zé)任是不斷優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，調(diào)整運(yùn)行方式，保持變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，降低變壓器運(yùn)行損耗。變壓器制造企業(yè)的責(zé)任是堅(jiān)持創(chuàng)新，采用新技術(shù)、新材料、新工藝，降低變壓器的空載損耗。
立體卷鐵芯技術(shù)制作的鐵芯三相磁路相等，三相空載電流、空載電壓平衡，減小了空載電流、空載損耗及負(fù)載損耗小，相比平面鐵芯，空載損耗下降約30%，負(fù)載損耗下降5%，空載電流下降70%。
硅橡膠澆注干式變壓器以可靠絕緣為基礎(chǔ)縮短了磁路，減小了空載損耗，在原標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上比一級(jí)能效再降低15%，負(fù)載損耗再降低10%。
以上綠色變壓器的低損耗將為降低全電網(wǎng)的損耗發(fā)揮重要作用。
（3）環(huán)保
隨著城市負(fù)荷中心人口密度升高，建筑愈發(fā)密集，人民群眾環(huán)保維權(quán)意識(shí)增強(qiáng)，居民對(duì)變壓器噪音擾民和電磁輻射有害人體的投訴屢見(jiàn)不鮮，電力施工受阻事件時(shí)有發(fā)生。形勢(shì)要求變壓器制造企業(yè)不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)，采用新技術(shù)、新工藝，降低變壓器的噪音和電磁輻射，降低生產(chǎn)過(guò)程能耗，消除環(huán)境污染，滿足環(huán)保要求。
硅橡膠澆注干式變壓器所用的硅橡膠材料有彈性阻尼作用，提高了整體抗震能力，降低了噪音。硅橡膠材料與金屬導(dǎo)線不粘連，回收方便。變壓器生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，耗能低，無(wú)排放，滿足綠色制造要求。
立體卷鐵芯變壓器比疊鐵心變壓器噪音下降10～25dB(A)。立體卷鐵心結(jié)構(gòu)大大降低變壓器周圍的雜散磁場(chǎng)，空間漏磁小，僅為傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)變壓器的一半，減少電磁輻射。
敞開(kāi)式立體卷鐵芯干式變壓器以絕緣紙+絕緣漆為主要絕緣材料，為可再生材料，設(shè)備報(bào)廢后線圈可分解回收處理，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害。
天然酯絕緣油變壓器采用的是天然植物油作絕緣介質(zhì)，即使發(fā)生燃燒也不會(huì)產(chǎn)生有害氣體，發(fā)生泄漏也不會(huì)象礦物油那樣污染環(huán)境，后期經(jīng)處理可再利用。
以上綠色技術(shù)和綠色材料制造變壓器較好地滿足了環(huán)保的要求。
（4）小型化
隨著國(guó)家生態(tài)保護(hù)的力度越來(lái)越大，城市用地越來(lái)越緊張。電力設(shè)施用地越來(lái)越難，越來(lái)越貴。要求設(shè)備小型化，更緊湊，節(jié)省占地。
敞開(kāi)式立體卷鐵芯干式變壓器結(jié)構(gòu)緊湊，與同容量平面鐵心樹(shù)脂干變相比，體積小約34%，重量輕約41%。減少占地，滿足資源節(jié)約要求。
變壓器小型化在城市配電網(wǎng)的應(yīng)用實(shí)例：（資料來(lái)自某變壓器制造企業(yè)宣傳冊(cè)）
為緩解城市負(fù)荷密度越來(lái)越高、土地資源愈來(lái)愈緊缺的矛盾，我國(guó)變壓器制造企業(yè)在立體卷鐵心干式變壓器的基礎(chǔ)上，推出了一種具有專利知識(shí)產(chǎn)權(quán)的小型化雙層預(yù)裝式變電站，將供電電源深入城市負(fù)荷中心。預(yù)裝式變電站結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)輸方便、安裝快捷、運(yùn)行靈活、安全可靠、維護(hù)簡(jiǎn)單、綠色環(huán)保，為廣大供電部門和用戶所接受，能滿足城網(wǎng)建設(shè)改造的發(fā)展需要，緩解城市土地資源緊張情況。
預(yù)裝式變電站采用雙層結(jié)構(gòu)，分三個(gè)部分：變壓器室、高壓室和低壓室。其中低壓室和變壓器室分兩層布置，上層為變壓器室，下層為低壓室，布置圖如左。比常規(guī)同方案預(yù)裝式變電站占地面積減少約45%，體積減少約44%，比常規(guī)同低壓柜方案的組合式變壓器占地面積減少約17%。減少了45%的土建投資成本。
變壓器室安裝敞開(kāi)式立體卷鐵芯干變。高壓室采用免維護(hù)的全絕緣充氣式高壓柜。低壓室低壓柜小型化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)總體預(yù)裝。配置自動(dòng)控制的軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)。通過(guò)內(nèi)置智能傳感器，智能儀表等，配合自主研發(fā)的智能節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備智能化，做到在線監(jiān)測(cè)、故障預(yù)警等，可有效降低事故率，維護(hù)更安全、方便。實(shí)現(xiàn)箱變緊湊化、智能化、可視化、低碳化等目標(biāo)。
某住宅區(qū)改造項(xiàng)目：原設(shè)計(jì)建設(shè)一座雙層雙公變配電房，占地面積約44.9平方米，新建雙層配電房高約7.5米，阻擋了周邊居民樓陽(yáng)臺(tái)和窗戶，建設(shè)協(xié)調(diào)難度大。
修改為小型化雙層雙公變箱式變，項(xiàng)目總占地面積（長(zhǎng)5.3米×寬1.7米×高2.9米）約9平方米。比原方案下降80%，縱向空間下降61%（縱向高度由7.5米下降為2.9米），土建投資下降90%（由雙層配電房土建建筑，改為雙層箱變基礎(chǔ)建設(shè)）。
小型化雙層預(yù)裝式變電站適用于工廠、商場(chǎng)、機(jī)關(guān)、學(xué)校、城市老舊小區(qū)，以及城中村配網(wǎng)增容改造。
