10kV配電變壓器及線路降損節能運行研究

摘要：實際工作中使用的10kV以下配電變壓器在運行過程中會由于諸如線路過長、損耗過大等原因，從而造成10kV配電變壓器及線路的能量損耗。文章講述了10kV以下配電電壓器及線路損耗的因素，并在此基礎上分析了10kV配電變壓器節能損耗的關鍵技術，剖析了10kV配網的降損措施。

關鍵詞：10kV配電變壓器；線路損耗；節能運行；影響因素；電力系統 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM421 文章編號：1009-2374（2016）32-0079-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.32.039

在當前的電力技術發展領域，10kV以下配電電壓器已經在我國范圍內得到十分廣泛的使用，并且為我國的電力事業的發展貢獻了巨大的力量。但是在實際使用的過程中，難免會出現問題。比如，我國主要采用的是單向輻射、大樹干、多分支供電的體系，這樣就會出現10kV配電變壓器具有較低的荷載能力，并且天氣的變化也會引起負荷的改變。

1 造成10kV以下配電變壓器及線路損耗的因素

1.1 變壓器的型號對線路損耗的影響

如今，我國變壓器市場使用比較多的型號是SCB10和SCB11兩種系列的變壓器。與傳統的SCB10系列變壓器相比，SCB11系列變壓器在其基礎上進行了大量的改進和升級，其最為明顯的優勢就是空載損耗，SCB11系列變壓器比SCB10系列變壓器的空載損耗大幅度減少，大約為40%。當前，高端的電力設備市場中，最為常見的是SCB11系列的變壓器，因其節能高效的特質：在鐵心材料選擇、鐵心結構設計、裝配工藝選擇及繞線工藝上進行了有效的優化，并且在空載損耗和空載電流方面也得到了明顯的改善。此外，SCB11系列變壓器的噪聲系數也大大降低。我國當前的電網，運行量排行榜中居于前幾位是SCB11變壓器以及以下的配電變壓器。隨著科學技術的不斷發展，我國的現代電網建設正在逐漸淘汰掉型號功能老套、損耗較高的配電變壓器。

1.2 電阻對線路損耗的影響

任何電網都包括或大或小的電阻，如設備電阻和導線電阻，電能在電網分配和傳輸過程中，其需要克服一定的電阻才可以實現電能的轉移，因此在該過程中就會出現電能的損耗，從而導致導電體溫度的升高，實現了電能到熱能的轉換，并以熱能的形式散失到大氣中或其他介質中，這樣一來就產生了電能損耗。電阻損耗一般是隨著設備和導線中電流的大小的變化而變化的，因此這部分損失屬于可變損耗，是可以控制的。

1.3 磁場對線路損耗的影響

在交流電路中，由于電流的變化會在電氣設備中產生一定幅度的磁場，只有這樣才能保證電氣設備的正常運轉。但是該過程中，由于磁場的作用，在電氣設備中的鐵芯會產生一定程度的渦流和磁滯現象，從而在電氣設備中產生損耗，這部分損耗稱為勵磁損耗，其與設備接入的電網電壓頻率、等級有關，而與電氣設備中的電流大小無關。

1.4 變壓器三相負荷失衡

對于10kV配電變壓器三相負荷失衡的現象，主要是因為變壓器三相負荷長時間處于不均衡的狀態造成的。如果10kV配電變壓器線路在三相負荷失衡的條件下工作，會導致電網產生負序電壓，在一定程度上影響了家庭用電設備的安全及電網的供電質量。當10kV配電變壓器三相負荷失衡狀態下運行時，會導致其線路損失增大，而且是正常狀態下工作的3倍。因而在三相負荷失衡的情況下，配電變壓器不斷變壓階段會損耗大量的電能，同時導致高壓側線路的損耗增大。

2 10kV配電變壓器節能降耗的關鍵技術

2.1 新材料的應用和新工藝的改進

隨著新材料的使用和新工藝的不斷推進和引入，在很大程度上推動了10kV配電變壓器的發展，特別是鋁合金材料以及鋼材材料的使用，但是這些材料的特點不僅會被腐蝕，還會容易產生較大的電阻，造成電網的電能損耗加大，因而在實際使用中，并不被推廣和認可。隨著技術的不斷改造升級，目前電網材料的使用趨勢是：市面上兩種材料為人們所普遍接受，一種是無氧銅材料，這種材料對于降低配電變壓器的線圈數量十分有效，可以從源頭上降低能量損耗；另一種是磁體材料，主要是以非晶體合金為主要合成材料。針對這種材料是借助于鐵芯來實現降低電磁能損耗的目的，這在一定程度上提高了10kV配電變壓器的經濟性，極大程度地節約了成本。

2.2 以配電變壓器的經濟運行方式

在實際使用的過程中，配電變壓器的能耗與很多的因素有關，包括配電器的制造材料、加工工藝等因素，并且還與配電變壓器的運行方式有很大程度的聯系。首要目標就是優化配電變壓器的運行方式，具有十分重要的現實意義。但就目前情況來看，我國普遍采用的大多仍是傳統的配電變壓器的運行方式，但是由于傳統的配電變壓器運行方式不夠科學合理，較為落后，從而造成了配電變壓器的運行能耗很高，根本達不到預期的經濟性要求。

2.3 自動調壓器

自動調壓器在配電變壓器中較為常見，自動調壓器是配電變壓器電網中的中流砥柱，自動調壓器可以有效地根據配電變壓器的實際數值與內部自身電壓的使用情況來進行自動調節，可以有效地保證整個配電系統的穩定（如圖1所示）。自動調壓器的工作原理是借助于三相耦合變壓器，實現輸入電壓值在正常值的3%內自動調節，利用內部相應的控制器實現對整個系統的電壓的實時控制，從而實現最大量的節能損耗的目的。

3 10kV配網的降損措施

3.1 加強建設健全的電網管理制度

就目前我國的電力行業的發展情況而言，很大一方面的問題來源就是管理方面存在漏洞。從實際工作中看，許多電力行業的領導者對于管理工作認真負責的態度還不夠，出現問題后容易出現互相推諉的局面。因而在電網運行的管理中，要做的是建立健全電網管理制度，落實崗位責任制，充分發揮制度管理的有效運行。具體的做法可以充分調整工作人員的工作積極性和熱情度，從而也可以提升整個電網運行的效率。

3.2 促進三相負荷保持平衡

三相負荷是配電變壓器工作時的核心環節，是影響整個電力系統穩定正常運行的十分重要的因素，所以在實際的技術人員工作操作中，要想有效對電網線路降損，要將三相負荷的穩定平衡充分考慮進去。實際工作中，就必須最為常見的供電接線方式就是三相四線的接線方式，這樣的接線方式科學合理有效，同時也可以根據每戶用戶的不同用電實際來做出合理的選擇，這樣做的直接經濟后果就是節省了有效用電量，保證了用電安全。

4 10kV配電變壓器線路降損節能需注意的事項

實際上，在10kV配電變壓器線路降損節能階段，可能會因為線路上所安裝的并聯電容器與變電站具有相對比較遠的距離，從而導致其保護無法得到有效的配置，需要投入大量的人力、物力和財力。同時，為了確保10kV配電變壓器線路在使用過程中達到預想的降損節能效果，可以根據需求適當的減少補償點，一般可以在同一條配電線上設置一個補償點即可，盡可能選擇相對比較簡單的補償方式。同時還需要采取措施合理控制配電變壓器線路降損節能補償的容量，如果補償容量太大會導致補償過度，出現大量電容器在同一桿上工作的現象，這種現象對于電容器的散熱是很不利的，如果處理不好會對配電變壓器線路造成一定的破壞，影響其正常運行。在10kV配電變壓器線路降損節能過程中，還要對電容器組的容量進行有效的控制，一般選擇在150kV的范圍內即可。

5 結語

我國的電力行業系統仍然存在一些亟需改正的問題，就10kV配電變壓器而言，存在著變壓器以及線路損耗的問題。本文重點分析了10kV配電變壓器以及線路損耗的影響因素，根據不同的影響因素，本文又相應地提出了降低10kV配電變壓器以及線路損耗的方法和關鍵技術，包括一些新材料和新工藝的應用，還重點介紹了自動調壓器在降損方面的功能和作用。同時還應該注意加強我國電力系統的管理工作，建立健全管理制度，從根本上解決10kV配電變壓器以及線路的損耗問題。

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作者簡介：吳夢娃（1988-），女，廣東吳川人，供職于廣東電網有限責任公司湛江供電局，研究方向：電力設備供應。

（責任編輯：王 波）