变压器损耗分为有功损耗与无功损耗。

（一）变压器有功损耗

变压器有功损耗分空载损耗和负载损耗。变压器的空载损耗主要是铁芯损耗，它由磁滞损耗和涡流损耗组成，磁滞损耗与导磁材料、磁通密度的二次方成正比；涡流损耗与磁通密度的二次方、导磁材料厚度的二次方、频率的二次方和导磁材料的厚度成正比。降低空载损耗就要降低磁通密度，其结果导致导磁材料的重量增加；也可采用高导磁，低损耗的导磁材料，或者采用厚度更薄的导磁材料，其结果都导致变压器成本的增加，而过薄的硅钢片又使铁芯的平面度降低导致铁芯的机械强度降低；负载损耗指的是在变压器线圈电阻所产生的电能损耗，实际运行中，电流经过线圈时，电阻发热，此时，就有电能转换成热能损耗掉了，其大小随负载电流而变化，与负载电流的平方成正比。

（二）变压器无功损耗

在变压器运行过程中，变压和能量传输中所消耗的能量就是无功损耗。其中励磁电流会造成一部分的能量损耗，这种情况是和负载电流没有关系的。变压器绕组中经过的电流和其电抗之间会引起另外一部分无功损耗，这种情况是和负载电流有关系的，无功损耗是和变压器的容量成正比关系的；无功损耗会导致变压器效率降低。

（一）选择节能型变压器

采用节能变压器是降低变压器损耗的关键。工业电气设计中，设计人员需结合电气系统中用电设备的实际需求，对变压器进行选择，在保证电能输出稳定的基础上，选择具备良好节能效果的变压器设备。

在参数选择上，油浸式变压器中如S18以上型号的变压器，干式变压器中如SCB13以上型号的变压器都属于节能型变压器，空载损耗、负载损耗、空载电流等参数指标都能够很好地满足我国现行国家标准《电力变压器能效限定值及能效等级GB20052-2020》中2级能效或1级能效要求。前几年常采用的S13系列变压器属于3级能效，新建项目已不能使用；部分企业目前仍在用的S10系列、S11系列变压器，其空载损耗、负载损耗已不能满足变压器新能效标准的要求，将面临淘汰；目前油浸式变压器如S20-NX2系列、S22-NX1系列是新建项目的主流产品。

对市面上现有的变压器从材料上进行分析，节能效果较为理想的变压器产品是无氧铜变压器和非晶合金变压器。无氧铜可以有效降低配电变压器的线圈内阻，而且具有加工工艺简便、取材方便、成本低，同时还有利于增强配电变压器抵抗短路的能力；非晶合金是一种非晶态材料，特殊的结构赐予了其突出的软磁特性，由其制作的变压器在运行中能够有效降低电磁的损耗，另外在结构上改变传统的叠片式铁心结构，可采用连续卷制，连续卷绕充分利用了硅钢片的取向性，大大减少磁阻，空载损耗可降低20～35%，节能效果特别明显。但是，非晶合金变压器成本较高，要将其应用到工业电气系统中，需考虑其经济性，要对投入成本、运行成本、节能效果进行全面分析，不能盲目选择。

（二）合理选择变压器容量

新建项目或技改项目中，如果把变压器容量选择过大，那么就会形成“大马拉小车”的现象，增加了设备投资的同时还会使变压器长期处于一个欠负荷的状态，无功损耗会增加；如果变压器容量选择过小，将会使变压器长期处于过负荷状态，易损坏变压器，因此，合理选择变压器容量是工业企业电网节能降耗的重要措施之一。

变压器的容量选择与确定，应根据最佳负载系数和经济运行区域来进行，假如负载比较稳定，连续生产的状况可按经济容量选择变压器。根据有关经验数据，24小时连续运行且负载比较均匀的企业，变压器最佳负载系数是0.68，较为经济运行区域的负载系数宜为0.62~0.80之间；二班制生产企业，变压器最佳负载系数是0.64，比较经济运行区域的负载系数是0.5~0.8之间，而负载系数在0.4以下是最不经济的；单班制生产企业，变压器最佳负载系数是0.91，比较经济运行区域的负载系数是0.75~1.0之间，而负载系数在0.6以下是极不经济的。

（三）合理选择变压器数量

电气设计中需要根据电气系统中的设计参数、实际负荷等级来选择变压器数量。

首先设计人员应根据负荷的性质对用电负荷进行等级划分，结合不同等级的负荷来规划变压器的数量。在充分满足电气系统稳定可靠运行要求的前提下，提高变压器经济性。从企业生产性质考虑，若用电负荷为三级负荷，容量合适的话可以只配备1台变压器，若用电负荷达到二级或以上，需要至少配备2台变压器；同时，需要结合企业实际情况，做好生产用电、生活用电的合理区分；最大限度地保障电气系统的稳定可靠。

（四）无功补偿

无功补偿可提高变压器负载功率因数。在电气系统中有大量感应电气设备，这些设备在运行过程中除了消耗有功电能外，还需要一定量的无功功率维持系统电磁平衡。电气设计中常采用SNC等无功补偿装置，可以对配电系统无功进行实时补偿，从而实现配电网区域无功的动态平衡，降低负载电流，减少变压器的有功损耗和无功损耗，达到节能降耗的目的。具体分析如下：

以某企业其中一生产线为例，其总装机容量为2298.44kW，有功负荷为1447.86 kW，无功负荷为1166.76 kvar；经计算有功计算负荷为1303.44kW，无功计算负荷为1108.42 kvar，视在功率为1711.01kVA；需选用S20-2000/10/0.4kV变压器可满足用电要求，此时负载率为85.56%，功率因数为0.762；若增加无功补偿将功率因数提高至0.95，则视在功率为1371.51kVA，采用S20-1600/10/0.4kV变压器可满足用电需求，其负载率为85.72%；变压器技术数据见下表1，变压器损耗对比见表2。

由上面计算可见，采用无功补偿提高功率因数后，变压器空载损耗与负载损耗将降低，变压器的容量从2000 kVA降低至1600 kVA，从而节省了初期投资；同时也降低了变压器的电能损耗，年节电量为1.95万kW·h；折算年节约标煤量5.88 tce；按企业年度平均电价0.7元/kW·h计算，年节能效益1.365万元。

因此电气设计中，设计人员需做好变压器功率因数的调控。可采用如下三种方法：

1．提高自然功率因数

变压器在空载或轻载运行工况下，无功损耗会达到约20%，自然功率因数的影响巨大，需要设计人员结合实际状况，切实做好电气设备的选型工作，适当提高自然功率因数，以改善变压器的节能效果。

2．设置相应的无功补偿设备

常用的无功补偿方式有集中补偿、分散补偿、就地补偿等。设计中，首先考虑在前端变压器母线上设置无功自动补偿装置，对近距离的用电设备进行集中补偿；对与配电室距离较远，同时比较分散的负荷，可以在终端位置设置补偿设施，进行分散补偿；也可进行就地补偿。

3．谐波抑制

在配电系统中，尽可能选用Dyn11型变压器，这种变压器能够在绕组内建立谐波电流环流，对变压器两侧谐波电流的耦合传递作用进行防范，以此达到抑制谐波的目的。另外，设计中也可以选用匹配滤波器抑制谐波，降低变压器损耗。

（五）平衡三相负荷

配电变压器三相负荷不平衡是其产生巨大能耗的主要原因，当配电变压器处于三相平衡负荷运行工况条件下，其负载损耗最小；而当变压器处于三相负荷不平衡运行工况下，其总能耗为三相损耗的总和，尤其当变压器运行在最大三相不平衡状态下，其系统损耗就是平衡负荷时损耗的3倍。配电变压器处于三相负荷不平衡运行工况条件下，不仅会增加自身能耗，同时还会增加一次高压侧线路损耗，据大量实际运行经验表明，配电变压器处于最大不平衡运行工况时，其高压线路的电能损耗会增加12.5%。因此，设计中通过调整配电系统三相负荷使变压器基本处于平衡运行工况，是降低配电变压器运行损耗的一个重要技术手段。此外，运行温度也是影响配电变压器节能经济运行的另一因素，因此，要采取相应措施降低配电变压器运行时的绕组温度，选择环境温度较低、通风较好的配电变压器安装地址。

降低变压器损耗能够有效的减少企业投资、降低企业运行费用、减少供电企业能源投入，设计中可以采用选择节能型变压器、合理选择变压器数量与容量、采用无功补偿提高功率因素、抑制变压器谐波等几种方法来降低损耗。希望通过本文的分析，能够有效的提高工业企业变压器节能效果，为企业减少经济支出提供思路。