綠色變壓器應(yīng)用于配電網(wǎng)具有哪些技術(shù)特點？配電網(wǎng)是從輸電網(wǎng)或地區(qū)發(fā)電廠接受電能，通過配電設(shè)施按電壓逐級分配給各類用戶的電力網(wǎng)。配電網(wǎng)的正常運行，直接關(guān)系到千家萬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的關(guān)鍵節(jié)點和基礎(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、市場監(jiān)管總局辦公廳、國家能源局綜合司聯(lián)合制定了《變壓器能效提升計劃(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(GB 20052-2020)》中1級、2級能效標(biāo)準(zhǔn)的電力變壓器]在網(wǎng)運行比例提高10%，當(dāng)年新增高效節(jié)能變壓器占比達到75%以上。為實現(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在必行。
配電網(wǎng)綠色變壓器應(yīng)用及主要技術(shù)特點：
(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，負荷波動大，故障易發(fā)，發(fā)生故障影響大。特別在高負荷季節(jié)和地區(qū)，過負荷運行及轉(zhuǎn)移負荷操作是常態(tài)。電網(wǎng)運行企業(yè)為保證電網(wǎng)安全可靠運行，除加強運行管理維護外，還要求變壓器本身安全可靠，無設(shè)計制造缺陷，設(shè)備絕緣防護良好。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，有較強的過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、酒店、寫字樓、政府機關(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，對高壓繞組和主絕緣進行填充包封，結(jié)合主動消除局部放電、3重冗余缺陷容錯主絕緣系統(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，整體強度高，具有足夠的抗短路能力。繞組為敞開式餅式線圈結(jié)構(gòu)，散熱能力好，自然冷卻方式下可長期過載到110%。敞開式立體卷鐵心干式變壓器在浸水后，經(jīng)過簡單沖洗，進行產(chǎn)品試驗符合標(biāo)準(zhǔn)后，可立刻投入運行。
城鄉(xiāng)配電網(wǎng)中，配變短路起火爆炸事故時有發(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，可在超出額定負載22%的條件下長期運行，比使用其他絕緣系統(tǒng)的變壓器具有更強的過載能力。
（2）節(jié)能
電網(wǎng)損耗是考核電網(wǎng)管理部門的一項重要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計，變壓器的運行損耗占整個輸配電網(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、實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要環(huán)節(jié)。電網(wǎng)運行企業(yè)的責(zé)任是不斷優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，調(diào)整運行方式，保持變壓器經(jīng)濟運行，降低變壓器運行損耗。變壓器制造企業(yè)的責(zé)任是堅持創(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、空載損耗及負載損耗小，相比平面鐵芯，空載損耗下降約30%，負載損耗下降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)上比一級能效再降低15%，負載損耗再降低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)意識增強，居民對變壓器噪音擾民和電磁輻射有害人體的投訴屢見不鮮，電力施工受阻事件時有發(fā)生。形勢要求變壓器制造企業(yè)不斷改進設(shè)計，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)工藝簡單，耗能低，無排放，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，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)備報廢后線圈可分解回收處理，不會對環(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)生燃燒也不會產(chǎn)生有害氣體，發(fā)生泄漏也不會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
隨著國家生態(tài)保護的力度越來越大，城市用地越來越緊張。電力設(shè)施用地越來越難，越來越貴。要求設(shè)備小型化，更緊湊，節(jié)省占地。
敞開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)用實例：（資料來自某變壓器制造企業(yè)宣傳冊）
為緩解城市負荷密度越來越高、土地資源愈來愈緊缺的矛盾，我國變壓器制造企業(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荷中心。預(yù)裝式變電站結(jié)構(gòu)緊湊、運輸方便、安裝快捷、運行靈活、安全可靠、維護簡單、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。
變壓器室安裝敞開式立體卷鐵芯干變。高壓室采用免維護的全絕緣充氣式高壓柜。低壓室低壓柜小型化設(shè)計，實現(xiàn)總體預(yù)裝。配置自動控制的軸流風(fēng)機進行強制通風(fēng)。通過內(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)，實現(xiàn)設(shè)備智能化，做到在線監(jiān)測、故障預(yù)警等，可有效降低事故率，維護更安全、方便。實現(xiàn)箱變緊湊化、智能化、可視化、低碳化等目標(biāo)。
某住宅區(qū)改造項目：原設(shè)計建設(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臺和窗戶，建設(shè)協(xié)調(diào)難度大。
修改為小型化雙層雙公變箱式變，項目總占地面積（長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、機關(guān)、學(xué)校、城市老舊小區(qū)，以及城中村配網(wǎng)增容改造。
