變壓器改造在農村電網中的作用

黃文飛（國網蒼溪縣供電公司，四川　廣元　628415）

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變壓器改造在農村電網中的作用

黃文飛
（國網蒼溪縣供電公司，四川廣元628415）

摘要：近年來，我國進一步加大對農電和農網的改革力度，不斷加快農村電網的改造步伐。但是，伴隨著改革的不斷深入，出現了諸如供電公司用電安全責任加大、多供多損等現象。如何保障農村用電安全、實現多供少損成為目前亟待解決的重要課題。本文對變壓器改造在農村電網中的作用進行闡述，希望對我國農村電網改造工作有所啟示。

關鍵詞：變壓器改造；農村電網；單相變壓器

在農村電網中進行變壓器改造，選擇合適的變壓器型號、臺區、容量，并進行合理的安裝將對農村電網節能經濟運行、保障用電安全起到至關重要的作用。

一、農村電網的運行現狀

在我國農村的很多地方，盡管對城鄉電網進行了一定的改造，但依然存在普遍使用三相變壓器的情況。三相變壓器運行時要求三相負載保持平衡，但現實中，由于農村家用電器在各相的負荷分配往往不一致，導致三相負載很難實現平衡，甚至出現過大相差。三相負載的不平衡導致變壓器次級線圈出現電流的正序、負序及零序分量，且中性線中的疊加電流等同于3倍的單相零序電流。

就負序電流而言，因各相之間的相位差為120，電流同時流通于初級線圈與次級線圈，兩者位于鐵芯中的磁通能彼此作用并達到平衡。換言之，當次級線圈產生負序電流時，其在鐵芯中引發的負序磁通將對之前初級電流引發的主磁通造成影響，而初級線圈也可以出現負序電流，此電流引發的的負序磁通能夠與次級電流引發的負序磁通相互抵消。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。因初級無中性線，也就沒有相應的零序磁通與次級引發的零序磁通相抵消，由此一來，次級零序電流引發的磁通將和變壓器外殼產生磁回路，進而在初級、次級線圈中感應生成零序電勢。

以往選用變壓器時，通常只按照用戶數量來大致確認變壓器的容量，而不進行科學的分析計算，導致“大馬拉小車”的情況普遍出現，這一方面造成了額外的投資費用，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小，經常處于超負荷運行的狀態，不僅造成一定的過載損耗，也使變壓器面臨燒毀的風險。基于上述因素，在選擇變壓器容量時，要充分考慮當前實際用電負荷，并兼顧未來5～10年內的農村電力發展規劃。綜合各方面因素，通常以變壓器容量的45%～70%來選定。

二、單相變壓器在農村電網中的作用

在選擇變壓器容量時，一般選取標稱容量略超出計算負荷的變壓器，以保證變壓器的正常穩定運行，但這一做法實際上造成了很大的經濟浪費。配電變壓器主要存在兩種損耗，一是鐵損耗，該損耗穩定存在，其大小與變壓器負荷無關。二是銅損耗，該損耗值隨變壓器負荷的改變而改變。

當變壓器容量偏小時，盡管鐵損耗、維修費和設備投資均比較小，但設備運行時產生的銅損耗比較大；若所選變壓器的容量偏大，則鐵損耗、維修費和設備投資均有所增大，但相應的銅損耗則有所減少。對此，在選擇變壓器時，需要根據計算負荷，得出相應的經濟容量區間，才能最大化地提高變壓器運行效益。

采用單相變壓器則能夠克服農村供電中存在的很多問題，一方面，它改善了供電電壓質量，提高了農村電網供電可靠性，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主盲目占用公共變壓器的問題，使其自覺自愿地安裝專用變壓器，進而增加供電企業的經濟效益。此外，單相變壓器的安裝與維護更為簡單，且其工作噪音有所減少，符合有關環保要求。

三、農村電網應用單相變壓器的意義

1 技術方面

在農村電網中應用單相變壓器具有以下技術優點：首先，利用單相變壓器就近降壓供電，有助于根治當前廣泛存在的因距離變壓器遠近不同而引起的電壓波動問題，改善供電電壓質量，保障農村用電設備的正常穩定運轉。其次，單相變壓器通常用于小范圍的供電，即便變壓器出現故障，也不會造成大范圍的供電障礙，且其修復比較簡單。特別是全身保護型變壓器，其本身的保護措施比較到位，一旦發生故障，能夠在短時間內予以排除，使得供電的可靠性得到保障。再次，單相變壓器的安裝調換十分方便，在同一高壓線路上，既可以單獨地安裝一臺來進行單相供電，也可以同時安裝三臺來提供三相電力。

2 經濟方面

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線的用量，而這兩樣材料的價格都比較昂貴，因此經濟效益十分顯著。特別是使用卷鐵芯設計時，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，若以允許壓降為計算標準，采用單相供電可節約輸電導線；若以經濟電流密度為計算標準，則能夠減少導線的重量；若以強度為計算標準，也能夠減少導線的用量。再次，單相變壓器的容量小、構造簡單、需求量大，可利用現代工藝進行量產，有助于推動變壓器產品的質量改進與效益提升。總之，在農村電網中應用單相變壓器可大大減少整個輸電線路的投資費用，經濟效益十分顯著。

3 安全方面

三相變壓器無論采用哪種接線方式，當一相熔絲因故熔斷時，均會出現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是采用380V/220V三相四線制進行供電，如果發生零線短線，則會產生使線電壓驟升的情況，這些現象都會影響對負荷的正常供電，有可能造成照明系統及電器設備的損壞，甚至引發電氣火災。如果改為單相變壓器供電，就會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象的發生，提高電力設施的安全性

結語

單相變壓器與三相變壓器相比具有更強的經濟、技術優勢，今后應加強單相變壓器在農村電網中的應用推廣，為實現農村電網改造升級提供重要保障。

參考文獻

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