配電變壓器過(guò)負(fù)荷原因及治理措施探討

李春平

摘要：現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的發(fā)展刺激了用電需求量的上升，配網(wǎng)運(yùn)行也面臨著巨大的壓力，需要加大對(duì)配網(wǎng)安全運(yùn)行的監(jiān)管力度，當(dāng)前配電變壓器被有效運(yùn)用到配網(wǎng)系統(tǒng)中，然而配電變壓器過(guò)負(fù)荷問(wèn)題成為干擾其安全運(yùn)行的大問(wèn)題。文章分析了配電變壓器過(guò)負(fù)荷原因以及治理對(duì)策。

關(guān)鍵詞：配電變壓器；過(guò)負(fù)荷原因；治理對(duì)策；用電需求量；電力系統(tǒng) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：TM421 文章編號(hào)：1009-2374（2017）10-0202-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.10.102

在整個(gè)電力系統(tǒng)中，配電變壓器處于終端位置，發(fā)揮著重要的功能和作用，負(fù)責(zé)將電力系統(tǒng)提供的電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使其適合用戶用電設(shè)備的需求。目前，配電變壓器已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在電力系統(tǒng)，變壓器的運(yùn)轉(zhuǎn)質(zhì)量、運(yùn)行水平會(huì)直接影響供電服務(wù)質(zhì)量。配電變壓器過(guò)負(fù)荷問(wèn)題是一項(xiàng)大問(wèn)題，也是困擾配網(wǎng)系統(tǒng)的一大挑戰(zhàn)，明確過(guò)負(fù)荷產(chǎn)生的原因，并提出有效的解決對(duì)策才能解除困惑、解決問(wèn)題，支持并維護(hù)配電變壓器功能與作用的有效發(fā)揮。

1 配電變壓器過(guò)負(fù)荷原因分析

配電網(wǎng)變壓器在整個(gè)配網(wǎng)系統(tǒng)中發(fā)揮著關(guān)鍵而不可替代的作用，其能否安全、穩(wěn)定運(yùn)行將極大地影響電力系統(tǒng)的供電服務(wù)質(zhì)量。現(xiàn)階段，配電變壓器在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)多種問(wèn)題，例如過(guò)負(fù)荷、大電流、漏電等，經(jīng)過(guò)不斷分析研究表明，過(guò)負(fù)荷是導(dǎo)致配電變壓器非正常運(yùn)轉(zhuǎn)的主要原因，該問(wèn)題所導(dǎo)致的故障占據(jù)一半以上，有必要對(duì)配電變壓器過(guò)負(fù)荷原因加以分析。

1.1 配電變壓器容量設(shè)計(jì)過(guò)小

配電變壓器容量的設(shè)計(jì)一般需要綜合參考下面的因素，電力負(fù)荷密度、供電半徑、單位周期內(nèi)負(fù)荷增長(zhǎng)水平等，然而實(shí)際的設(shè)計(jì)容量卻往往過(guò)小，出現(xiàn)這一問(wèn)題的原因有：

第一，設(shè)計(jì)負(fù)荷密度過(guò)小。一些地區(qū)所選擇的配電變壓器型號(hào)較為傳統(tǒng)、陳舊，使用年期較長(zhǎng)，其配置年代用電負(fù)荷相對(duì)較小，然而隨著城市建設(shè)、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，配電線路整體密度較高，甚至已經(jīng)超過(guò)500kW/km2。所以配電變壓器經(jīng)濟(jì)容量就要在200kV/A以上，然而事實(shí)上的配變壓器容量卻往往不達(dá)標(biāo)，無(wú)法達(dá)到現(xiàn)實(shí)需求。

第二，設(shè)計(jì)年增長(zhǎng)率偏低。以往一個(gè)周期的自然增長(zhǎng)率通常以5%為標(biāo)準(zhǔn)，然而隨著用電需求的上升，負(fù)荷增長(zhǎng)已經(jīng)達(dá)到了65%以上，特別是最近一些年來(lái)，負(fù)荷急劇上升，單個(gè)臺(tái)區(qū)負(fù)荷年增長(zhǎng)都在10%以上。

1.2 不科學(xué)的臺(tái)區(qū)分布

配電變壓器一般是憑借低壓網(wǎng)絡(luò)線路來(lái)為用戶供電，配電變壓器同低壓線路之間構(gòu)筑為一大系統(tǒng)，該系統(tǒng)就被稱(chēng)作臺(tái)區(qū)。然而實(shí)際的臺(tái)區(qū)分布卻偏離了科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，個(gè)別地區(qū)甚至通過(guò)提高配電變壓器容量來(lái)解除困難，這其中也需要照顧到臺(tái)區(qū)的損失。

下圖1為臺(tái)區(qū)分布圖：

在該臺(tái)區(qū)中B點(diǎn)50m的地方，想要增設(shè)116A的負(fù)荷，以下兩大方案：

方案A：對(duì)變壓器進(jìn)行調(diào)整，改為S13-500kVA型號(hào)變壓器，從而達(dá)到容量上升的需求。

方案B：將臺(tái)區(qū)自身負(fù)荷加以更新、調(diào)整，讓線路自B點(diǎn)處切斷，將新的同樣型號(hào)的變壓器設(shè)置于C處，具體如下圖2所示：

經(jīng)過(guò)優(yōu)化調(diào)整后，最終得出的計(jì)算結(jié)果能看出，不僅達(dá)到了供電負(fù)荷的需求，同時(shí)經(jīng)過(guò)更新調(diào)整的方案能夠有效地控制損失。

1.3 落后的監(jiān)測(cè)方式

隨著客觀社會(huì)的變化，變壓器負(fù)荷也可能隨之升高，不能單純依靠特定的工作人員通過(guò)特定計(jì)量設(shè)備來(lái)深入實(shí)地測(cè)量，這不僅增加了工作量，測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度也有待商榷，為了有效解決變壓器過(guò)負(fù)荷問(wèn)題，就必須從平時(shí)的工作入手，加大日常管理工作力度，全面提升管理工作效率，創(chuàng)造出安全、經(jīng)濟(jì)的監(jiān)測(cè)效果。

2 配電變壓器過(guò)負(fù)荷治理措施

2.1 正確選取配電變壓器容量

配電變壓器容量選擇十分重要，它決定著變壓器能否正常、高效、安全運(yùn)轉(zhuǎn)，必須正確選取配電變壓器容量，實(shí)際選擇前需要做好細(xì)致的調(diào)查、分析，做好統(tǒng)計(jì)調(diào)查，獲取關(guān)鍵數(shù)據(jù)信息，例如所服務(wù)區(qū)域的用電類(lèi)型、負(fù)荷需求狀況、用電高峰時(shí)段的最高負(fù)荷值等，按照下面的理念來(lái)優(yōu)選變壓器容量：

第一，本著充分、徹底使用變壓器容量的原則，要盡量控制備用容量，科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的變壓器備份容量應(yīng)該在其額定容量的3/4，同時(shí)啟動(dòng)同變壓器容量大致相當(dāng)?shù)碾妱?dòng)機(jī)，容量要控制在配電變壓器的30%。

第二，優(yōu)選節(jié)能低耗變壓器，同時(shí)確保其容量同低壓電網(wǎng)供電范圍大致相當(dāng)，確保三相負(fù)荷達(dá)到平衡狀態(tài)，盡量選擇三相供電模式，同時(shí)要確保中性線電流達(dá)到一定水平，要大于低壓額定電流的1/4。

同時(shí)，必須及時(shí)調(diào)整更換變壓器類(lèi)型，其中三大類(lèi)變壓器必須及時(shí)進(jìn)行更換，具體包括存在特殊泄漏問(wèn)題、安全等級(jí)較低的變壓器必須及時(shí)進(jìn)行更換。

2.2 選擇自動(dòng)調(diào)容變壓器

該變壓器的特征就是可以憑借負(fù)荷的變化來(lái)對(duì)應(yīng)變化容量。具體的運(yùn)行原理為：容量上升時(shí)，高壓繞組形成三角形接線模式，低壓繞組則為并聯(lián)構(gòu)造；相反，容量下降時(shí)，高壓繞組將呈現(xiàn)星狀接線模式，低壓繞組為串聯(lián)架構(gòu)。負(fù)荷較低時(shí)，變壓器能夠主動(dòng)進(jìn)入小容量檔位運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，即使其處于空載狀態(tài)下，也不會(huì)產(chǎn)生太大損耗，達(dá)到良好的節(jié)能降損的目標(biāo)。

2.3 調(diào)整臺(tái)區(qū)負(fù)荷

根據(jù)負(fù)荷密度來(lái)優(yōu)選變壓器容量，同時(shí)也要做好單個(gè)變壓器效率、損失等的對(duì)比，再對(duì)應(yīng)選配變壓器的容量，現(xiàn)實(shí)的核算過(guò)程中，為了確保變壓器容量能夠符合設(shè)計(jì)規(guī)定，同時(shí)又達(dá)到效率要求，應(yīng)該先計(jì)算其損失，并對(duì)應(yīng)繪制出效率曲線。通過(guò)這種方式來(lái)科學(xué)變動(dòng)臺(tái)區(qū)負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的合理分布。

或者調(diào)整低壓線路網(wǎng)絡(luò)的配置，科學(xué)配置臺(tái)區(qū)負(fù)荷，控制臺(tái)區(qū)電能的不良損耗，防止變電站過(guò)負(fù)荷故障，確保其運(yùn)轉(zhuǎn)效率。

2.4 優(yōu)化監(jiān)測(cè)技術(shù)

有必要加大配電變壓器的監(jiān)管力度，采用先進(jìn)的監(jiān)測(cè)技術(shù)來(lái)檢測(cè)配電變壓器的運(yùn)轉(zhuǎn)情況、有無(wú)故障問(wèn)題，通過(guò)檢測(cè)系統(tǒng)來(lái)收集其運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，并將其形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)報(bào)表，再逐漸試著同MIS系統(tǒng)、自動(dòng)化系統(tǒng)等創(chuàng)建鏈接，達(dá)到信息、數(shù)據(jù)、資源的分析、總結(jié)的目的，通過(guò)這種方式來(lái)優(yōu)化變壓器過(guò)負(fù)荷治理，達(dá)到預(yù)期的管理效果。

3 結(jié)語(yǔ)

配電變壓器在整個(gè)的電網(wǎng)系統(tǒng)中發(fā)揮著關(guān)鍵而不可替代的作用，現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的發(fā)展刺激了用電需求量的上升，配網(wǎng)運(yùn)行也面臨著巨大的壓力，需要加大對(duì)配網(wǎng)安全運(yùn)行的監(jiān)管力度，當(dāng)前配電變壓器被有效運(yùn)用到配網(wǎng)系統(tǒng)中，然而配電變壓器過(guò)負(fù)荷問(wèn)題成為干擾其安全運(yùn)行的大問(wèn)題，意識(shí)到過(guò)負(fù)荷問(wèn)題產(chǎn)生的原因，并采取科學(xué)合理的解決對(duì)策，無(wú)論對(duì)于配電變壓器自身的運(yùn)行還是整個(gè)電網(wǎng)的建設(shè)都將發(fā)揮有效作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 宋連庫(kù)，王樹(shù)聲.配電線路實(shí)用技術(shù)[M].哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，1996.

[2] 趙旭.淺析配電變壓器過(guò)負(fù)荷的原因與對(duì)策[J].北京電力高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011，（28）.

[3] 李征光，邢亮.配電變壓器過(guò)負(fù)荷原因分析及對(duì)策

[J].河北電力技術(shù)，2004，23（6）.

（責(zé)任編輯：小 燕）