基于配網變壓器過負荷運行的分析與解決措施

覃新密

（廣西電網有限責任公司桂林供電局，廣西 桂林 541002）

0 前言

配網變壓器是供電網架輸送至居民用電的最后一環節，變壓器的好壞決定了居民的用電質量。在目前用電供需矛盾在不斷增加，原先的變壓器規劃容量已不能滿足需求，存在變壓器過負荷運行，故障不斷的情況。而存在這一現狀原因，有變壓器的保險絲是否比配，三相負荷是否平衡以及過負荷運行等情況。要正確分析根本原因，找到解決措施，才有利于提高供電可靠性及設備安全運行，避免影響居民的供電質量及正常生活秩序。

1 造成配網變壓器過負荷的原因

1.1 高、低壓保險絲是否比配

配網變壓器中大致分為兩種類型：桿式變壓器及箱式變壓器。桿式變壓器的附件含有高壓隔離刀閘、跌落式熔斷器、避雷器、低壓隔離刀閘等元件；這些元件中的跌落式熔斷器、低壓隔離刀閘不單單是為了變壓器本身的停電隔離作用，更為事關重要的是在極端的情況下，保護變壓器本體不受外部故障的影響，保證變壓器本體的安全。而保證變壓器本體的安全，對跌落式熔斷器、低壓隔離刀閘的保險絲（片）的選取正確與否有很大的關系。在變壓器過負荷運行的情況下，跌落式熔斷器、低壓隔離刀閘的保險絲（片）的不正確搭配，很容易把變壓器本體燒壞或其他方面的故障。箱式變壓器的附件主要有高壓柜、低壓柜、無功補償柜等元件，這些元件中的高壓柜、低壓柜的保險管定值選取、低壓空開保護定值整定對變壓器本體的安全運行事關重要。

1.2 三相負荷不平衡

目前，居民的低壓供電網架使用的是三相四線制低壓供電系統，其原因各有優、缺點：使用三相四線制低壓供電系統適用于動力和照明等單、三相混合負載，方便居民及生產用電；其次該系統可以很好的解決混合負載時的負荷不平衡問題，使用中性線取得電壓的相對平衡，最后，就是出于安全考慮，為了在低壓供電中當發生單相接地時防止非接地兩相對地上升為線電壓危及人身安全、用電設備的安全。其缺點就是，三相四線制為了方便于單、三相混合負載用電，就很容易出現三相負荷不平衡的問題。在實際的配網變壓器運行中不存在完全的三相負荷平衡，但三相負荷不平衡率過高會對變壓器的安全運行產生損害，線損率會提高，造成能源的浪費。同時，不平衡率過高會造成變壓器的過負荷運行，容易燒壞變壓器或引發其他方面的問題。

而究其原因甚多，在這里就其主要原因進行分析：首先，變壓器臺區的低壓網架規劃設計或施工不合理，當規劃設計不合理是也就導致了三相負荷的分配不合理，在運行的時候也沒有經過負荷測試和負荷調整；造成配網變壓器的三相電流長期維持一個不平衡的狀態來運行。其次，在變壓器前期運行正常，由于后來居民的報裝新增用戶、老用戶增容等問題，在安裝工作人員未完全考慮變壓器負荷平衡的問題時，隨意的在變壓器低壓三相線路報裝。最終導致變壓器低壓線路三相負荷不平衡率越來越高，線損加大，及超負荷運行等。

1.3 變壓器容量過小

現在大功率電器已經成為人們日常生活的主流，人們的生活大大小小都離不開電。而原先配網的規劃已遠遠跟不上社會的發展速度，也制約的社會的發展速度。在配網中，配網變壓器的安全可靠運行，與居民的用電質量是息息相關的。電能的需求增大，則原先規劃的變壓器容量已不能滿足居民的用電需求，形成用電的“卡脖子”問題。臺區用電需求過高，勢必會造成變壓器過負荷運行。配網變壓器在過負荷運行的情況下，居民的用電質量會大大的降低，線損提高，故障也高，對變壓器本體的損害大。由于變壓器過負荷運行，會造成本體油溫不斷升高，長時間運行后變壓器本體的繞組絕緣性降低、油質劣化，最終造成變壓器本體繞組過流短路故障。

2 配網變壓器過負荷的解決措施

2.1 嚴把驗收、投運關卡

在配網變壓器的投運接入網架之初，就應該嚴格把控驗收質量。為避免變壓器的過負荷運行燒壞變壓器的情況，重點關注變壓器的高、低壓保險絲的選取是否與變壓器的容量相比配，高、低壓柜的整定值是否與變壓器的額定電流相比配。嚴格安全行業的規程、規范進行實施。同時，對在運行的重或過負荷變壓器臺區進行高、低壓保險絲的比配情況進行普查、核實，對不比配的臺區進行及時更換。

2.2 定期檢查三相負荷是否相對平衡

要想解決配網變壓器的三相電流不平衡的問題，可以從以下幾個方面進行著手。其一，從源頭把關，杜絕新增三相負荷不平衡臺區的量。對新投運設備，嚴格把控臺區的低壓網架三相負荷平衡情況。另外，對用戶的報裝新增用戶、增容工作，嚴格按照變壓器臺區的負荷平衡情況進行比配，把負荷均衡的分到變壓器臺區的三相中。其二，對目前現有的運行臺區，進行差異化運維方式的負荷監測工作，及時了解變壓器臺區的三相負荷情況，并進行記錄、分析。對存在問題臺區及時調整。

2.3 采用自動增容變壓器

配網變壓器的容量過小使得在負荷過大時，負荷電流大于變壓器本體繞組本身承受的最大電流，導致出現故障。自動增容變壓器針對于這一情況有了很大的改進，根據負荷的大小來改變線路的連接方式，使得變壓器的容量在得到充分利用的同時也保證了配網變壓器的正常工作。自動增容器是使變壓器在工作期間根據負荷的多少，自動調整變壓器的在不同的運行檔位上，匝空載的情況下降低損耗，在用電高峰期的時候增加的容量，不至于因為負荷超載使得變壓器故障。自動增容器解決了配網臺區時段性負荷變化過大引起的過負荷情況以及手動調容困難的問題，不僅解決了運行方面的難題，在維修方面也起到了很大的作用，保障配網變壓器的正常工作。

2.4 在線監測預警系統，實時了解負荷情況，并對重載臺區預警

現階段，大多數的配網變壓器的運行數據情況，都是依靠運行維護人員的日常巡視、測溫、測負荷，日積月累形成的變壓器臺區的基礎運行數據。在這一數據的形成過程，不僅浪費大量的人力、物力，也需要一段長時間的積累。與之形成對比的是居民用電的需求在不斷增加，而配網的改造速度跟不上，使得電力的發展速度，阻礙的國民經濟的發展。

為解決這一問題，我們可以結合目前現有的網絡信息資源，使用變壓器臺區的負控終端機、網絡通信及電腦軟件系統，形成全天候的配網變壓器臺區在線負荷監測系統。該在線監測預警系統，可以對變壓器的負荷情況進行一個實時的監測，并對過負荷、負荷異常臺區進行預警，形成風險的提前預控、介入。同時，該系統導出的數據可以為日后配網的升級改造、臺區運行分析、不平衡問題、變壓器容量的比配情況，提供詳實的基礎數據。為下一步的改造及決策部門提供數據依據。

3 結語

配網變壓器的過負荷運行原因從多，而解決的根本在于合理規劃、在線監測預警、提前預控。從先前的繁瑣從多、單純的低效率人工巡視缺陷記錄、消缺，變為有目的、有計劃的對變壓器運行情況了解，規劃，避免過負荷運行情況的出現，也杜絕了過負荷運行所出現的故障，確保配網變壓器的運行正常。不斷的在技術上進行改造，提高供電的安全可靠性，改造居民生活用電質量，達到雙贏的結果。

［1］李超英，李寶賢，王瑞琪.配網變壓器三相不平衡技術分析與管理措施研究[J].價值工程，2011，30（14）：47～48.

［2］宋連庫，王樹聲.配網線路實用技術[M].哈爾濱：黑龍江科學技術出版社，2011.