變壓器改造在農(nóng)村電網(wǎng)中的作用

黃文飛（國(guó)網(wǎng)蒼溪縣供電公司，四川　廣元　628415）

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變壓器改造在農(nóng)村電網(wǎng)中的作用

黃文飛
（國(guó)網(wǎng)蒼溪縣供電公司，四川廣元628415）

摘要：近年來(lái)，我國(guó)進(jìn)一步加大對(duì)農(nóng)電和農(nóng)網(wǎng)的改革力度，不斷加快農(nóng)村電網(wǎng)的改造步伐。但是，伴隨著改革的不斷深入，出現(xiàn)了諸如供電公司用電安全責(zé)任加大、多供多損等現(xiàn)象。如何保障農(nóng)村用電安全、實(shí)現(xiàn)多供少損成為目前亟待解決的重要課題。本文對(duì)變壓器改造在農(nóng)村電網(wǎng)中的作用進(jìn)行闡述，希望對(duì)我國(guó)農(nóng)村電網(wǎng)改造工作有所啟示。

關(guān)鍵詞：變壓器改造；農(nóng)村電網(wǎng)；單相變壓器

在農(nóng)村電網(wǎng)中進(jìn)行變壓器改造，選擇合適的變壓器型號(hào)、臺(tái)區(qū)、容量，并進(jìn)行合理的安裝將對(duì)農(nóng)村電網(wǎng)節(jié)能經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、保障用電安全起到至關(guān)重要的作用。

一、農(nóng)村電網(wǎng)的運(yùn)行現(xiàn)狀

在我國(guó)農(nóng)村的很多地方，盡管對(duì)城鄉(xiāng)電網(wǎng)進(jìn)行了一定的改造，但依然存在普遍使用三相變壓器的情況。三相變壓器運(yùn)行時(shí)要求三相負(fù)載保持平衡，但現(xiàn)實(shí)中，由于農(nóng)村家用電器在各相的負(fù)荷分配往往不一致，導(dǎo)致三相負(fù)載很難實(shí)現(xiàn)平衡，甚至出現(xiàn)過(guò)大相差。三相負(fù)載的不平衡導(dǎo)致變壓器次級(jí)線圈出現(xiàn)電流的正序、負(fù)序及零序分量，且中性線中的疊加電流等同于3倍的單相零序電流。

就負(fù)序電流而言，因各相之間的相位差為120，電流同時(shí)流通于初級(jí)線圈與次級(jí)線圈，兩者位于鐵芯中的磁通能彼此作用并達(dá)到平衡。換言之，當(dāng)次級(jí)線圈產(chǎn)生負(fù)序電流時(shí)，其在鐵芯中引發(fā)的負(fù)序磁通將對(duì)之前初級(jí)電流引發(fā)的主磁通造成影響，而初級(jí)線圈也可以出現(xiàn)負(fù)序電流，此電流引發(fā)的的負(fù)序磁通能夠與次級(jí)電流引發(fā)的負(fù)序磁通相互抵消。但零序電流的情況有所不同，變壓器中零序電流的方向、大小均一致，可在中性線上相互疊加，最終形成的電流將是各相零序電流的3倍。因初級(jí)無(wú)中性線，也就沒(méi)有相應(yīng)的零序磁通與次級(jí)引發(fā)的零序磁通相抵消，由此一來(lái)，次級(jí)零序電流引發(fā)的磁通將和變壓器外殼產(chǎn)生磁回路，進(jìn)而在初級(jí)、次級(jí)線圈中感應(yīng)生成零序電勢(shì)。

以往選用變壓器時(shí)，通常只按照用戶數(shù)量來(lái)大致確認(rèn)變壓器的容量，而不進(jìn)行科學(xué)的分析計(jì)算，導(dǎo)致“大馬拉小車(chē)”的情況普遍出現(xiàn)，這一方面造成了額外的投資費(fèi)用，另一方面也增大了空載損耗。此外，也有部分變壓器的容量過(guò)小，經(jīng)常處于超負(fù)荷運(yùn)行的狀態(tài)，不僅造成一定的過(guò)載損耗，也使變壓器面臨燒毀的風(fēng)險(xiǎn)。基于上述因素，在選擇變壓器容量時(shí)，要充分考慮當(dāng)前實(shí)際用電負(fù)荷，并兼顧未來(lái)5～10年內(nèi)的農(nóng)村電力發(fā)展規(guī)劃。綜合各方面因素，通常以變壓器容量的45%～70%來(lái)選定。

二、單相變壓器在農(nóng)村電網(wǎng)中的作用

在選擇變壓器容量時(shí)，一般選取標(biāo)稱(chēng)容量略超出計(jì)算負(fù)荷的變壓器，以保證變壓器的正常穩(wěn)定運(yùn)行，但這一做法實(shí)際上造成了很大的經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)。配電變壓器主要存在兩種損耗，一是鐵損耗，該損耗穩(wěn)定存在，其大小與變壓器負(fù)荷無(wú)關(guān)。二是銅損耗，該損耗值隨變壓器負(fù)荷的改變而改變。

當(dāng)變壓器容量偏小時(shí)，盡管鐵損耗、維修費(fèi)和設(shè)備投資均比較小，但設(shè)備運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的銅損耗比較大；若所選變壓器的容量偏大，則鐵損耗、維修費(fèi)和設(shè)備投資均有所增大，但相應(yīng)的銅損耗則有所減少。對(duì)此，在選擇變壓器時(shí)，需要根據(jù)計(jì)算負(fù)荷，得出相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)容量區(qū)間，才能最大化地提高變壓器運(yùn)行效益。

采用單相變壓器則能夠克服農(nóng)村供電中存在的很多問(wèn)題，一方面，它改善了供電電壓質(zhì)量，提高了農(nóng)村電網(wǎng)供電可靠性，減少了低壓線路損耗。另一方面，采用單相變壓器能夠解決小業(yè)主盲目占用公共變壓器的問(wèn)題，使其自覺(jué)自愿地安裝專(zhuān)用變壓器，進(jìn)而增加供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。此外，單相變壓器的安裝與維護(hù)更為簡(jiǎn)單，且其工作噪音有所減少，符合有關(guān)環(huán)保要求。

三、農(nóng)村電網(wǎng)應(yīng)用單相變壓器的意義

1 技術(shù)方面

在農(nóng)村電網(wǎng)中應(yīng)用單相變壓器具有以下技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：首先，利用單相變壓器就近降壓供電，有助于根治當(dāng)前廣泛存在的因距離變壓器遠(yuǎn)近不同而引起的電壓波動(dòng)問(wèn)題，改善供電電壓質(zhì)量，保障農(nóng)村用電設(shè)備的正常穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。其次，單相變壓器通常用于小范圍的供電，即便變壓器出現(xiàn)故障，也不會(huì)造成大范圍的供電障礙，且其修復(fù)比較簡(jiǎn)單。特別是全身保護(hù)型變壓器，其本身的保護(hù)措施比較到位，一旦發(fā)生故障，能夠在短時(shí)間內(nèi)予以排除，使得供電的可靠性得到保障。再次，單相變壓器的安裝調(diào)換十分方便，在同一高壓線路上，既可以單獨(dú)地安裝一臺(tái)來(lái)進(jìn)行單相供電，也可以同時(shí)安裝三臺(tái)來(lái)提供三相電力。

2 經(jīng)濟(jì)方面

首先，較之同等容量的三相變壓器，單相變壓器所需要的銅、鐵材料較少，減少了硅鋼片及銅導(dǎo)線的用量，而這兩樣材料的價(jià)格都比較昂貴，因此經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。特別是使用卷鐵芯設(shè)計(jì)時(shí)，能夠大幅降低變壓器空載損耗，使變壓器的制造、使用成本同步減少。其次，在輸送同等電力時(shí)，若以允許壓降為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，采用單相供電可節(jié)約輸電導(dǎo)線；若以經(jīng)濟(jì)電流密度為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，則能夠減少導(dǎo)線的重量；若以強(qiáng)度為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，也能夠減少導(dǎo)線的用量。再次，單相變壓器的容量小、構(gòu)造簡(jiǎn)單、需求量大，可利用現(xiàn)代工藝進(jìn)行量產(chǎn)，有助于推動(dòng)變壓器產(chǎn)品的質(zhì)量改進(jìn)與效益提升。總之，在農(nóng)村電網(wǎng)中應(yīng)用單相變壓器可大大減少整個(gè)輸電線路的投資費(fèi)用，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。

3 安全方面

三相變壓器無(wú)論采用哪種接線方式，當(dāng)一相熔絲因故熔斷時(shí)，均會(huì)出現(xiàn)其余兩相電壓異常的情況，再者由于三相變壓器的低壓系統(tǒng)是采用380V/220V三相四線制進(jìn)行供電，如果發(fā)生零線短線，則會(huì)產(chǎn)生使線電壓驟升的情況，這些現(xiàn)象都會(huì)影響對(duì)負(fù)荷的正常供電，有可能造成照明系統(tǒng)及電器設(shè)備的損壞，甚至引發(fā)電氣火災(zāi)。如果改為單相變壓器供電，就會(huì)在很大程度上避免這種情況，使供電安全性、可靠性得到保障。此外，單向變壓器可以避免竊電現(xiàn)象的發(fā)生，提高電力設(shè)施的安全性

結(jié)語(yǔ)

單相變壓器與三相變壓器相比具有更強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)優(yōu)勢(shì)，今后應(yīng)加強(qiáng)單相變壓器在農(nóng)村電網(wǎng)中的應(yīng)用推廣，為實(shí)現(xiàn)農(nóng)村電網(wǎng)改造升級(jí)提供重要保障。

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