變壓器與柴油發(fā)電機結合的供給配電系統(tǒng)

聞垚

（中國聯(lián)合網絡通信有限公司蘭州市分公司，甘肅蘭州，730000）

1 變壓器概述

1.1 工作原理

應用電磁感應技術可以改變交流電壓，其中存在兩個使用同一鐵芯的獨立線圈，這兩個線圈被叫做初級線圈和次級線圈。變壓器的初級繞組和次級繞組相當于兩個電感器，當交流電壓加到初級繞組上時，在初級繞組上就形成了電動勢，產生出交變的磁場，次級繞組受到初級繞組的作用，也產生與初級繞組磁場變化規(guī)律相同的感應電動勢（電壓），于是次級繞組輸出交流電壓，這就是變壓器的變壓過程。利用變壓器可以將交流電壓和電流進行轉變，通?？梢詫崿F(xiàn)升降電壓、匹配阻抗以及安全隔離等功能。

1.2 變壓器種類

按照不同的分類標準可以將變壓器分為好幾個類型，一般來說，一般常用變壓器的分類可歸納如下：

(1)按相數(shù)分

單相變壓器：用于單相負荷和三相變壓器組。

三相變壓器：用于三相系統(tǒng)的升、降電壓。

簡單地講，用于單相交流電的變壓器叫做單相變壓器，用于三相交流電的變壓器叫做三相變壓器。從外形上看，有兩個高壓瓷套管、兩個或四個低壓瓷套管的是單相變壓器；有三個高壓瓷套管、三個低壓瓷套管（有的旁邊還有個矮些的瓷套管）的是三相變壓器。它們內部線圈的接法也不同。單相變壓器只有一組高、低壓線圈，它的高壓線圈有兩個接線端子；低壓線圈大多有4 個接線端子，把它們串聯(lián)或并聯(lián)，可以得到兩種電壓。例如，有的小型配電變壓器，低壓線圈串聯(lián)使用可以得到220 伏電壓，并聯(lián)使用可以得到110 伏電壓。三相變壓器的一次線圈和二次線圈通常都是由三組線圈在變壓器內部連接起來以后，通過瓷套管引到油箱外面。這三組線圈都各自有不同的連接法，根據(jù)實際情況選擇相應的連接方式。

(2)按冷卻方式分

干式變壓器：依靠空氣對流進行冷卻，一般用于局部照明、電子線路等小容量變壓器。

油浸式變壓器：依靠油作冷卻介質、如油浸自冷、油浸風冷、油浸水冷、強迫油循環(huán)等。

(3)按用途分

電力變壓器：用于輸配電系統(tǒng)的升、降電壓。

儀用變壓器：如電壓互感器、電流互感器、用于測量儀表和繼電保護裝置。

試驗變壓器：能產生高壓，對電氣設備進行高壓試驗。

特種變壓器：如電爐變壓器、整流變壓器、調整變壓器等。

(4)按繞組形式分

雙繞組變壓器：用于連接電力系統(tǒng)中的兩個電壓等級。

三繞組變壓器：一般用于電力系統(tǒng)區(qū)域變電站中，連接三個電壓等級。

自耦變電器：用于連接不同電壓的電力系統(tǒng)。也可做為普通的升壓或降后變壓器用。

(5)按鐵芯形式分

芯式變壓器：用于高壓的電力變壓器。

殼式變壓器：用于大電流的特殊變壓器，如電爐變壓器、電焊變壓器；或用于電子儀器及電視、收音機等的電源變壓器。

2 配電變壓器的發(fā)展

變壓器是整個電力系統(tǒng)當中非常重要的設備，隨著人們用電需求的不斷增加，對變壓器的要求也在不斷增多，一般而言，對于配電變壓器來說，電壓等級分為10kV、20kV、35kV 等。我國電力系統(tǒng)中的電力變壓器發(fā)展經歷了低壓到特高壓的發(fā)展，品種也從單一轉向多元化發(fā)展，隨著科學技術的不斷進步，變壓器在材料性能、結構原理、制造工藝、工裝設備及檢測技術、檢測手段等方面都有較大的進步、提高和創(chuàng)新。目前變壓器各項性能水平正處于上升階段，其鐵芯結構也開始出現(xiàn)了非晶合金立體卷鐵心結構。這種結構完全解決了平面卷鐵心帶來的缺陷，使得變壓器鐵心結構更加完美。由于非晶合金變壓器的特點是空載損耗很低，因此，推廣非晶合金變壓器的在配電網中的應用對于解決用戶用電負荷不斷增長造成的電力供應緊張有著重要的意義，同時也是落實中央“節(jié)能減排”的有效舉措。相信在不久的將來，配電變壓器會有更廣闊的發(fā)展前景，其應用場景也會越來越廣泛，加強對配電變壓器的研究和應用刻不容緩。

3 柴油發(fā)動機

柴油發(fā)電機是一種小型的發(fā)電設備，能夠利用柴油作為燃料讓柴油機成為發(fā)動機帶動發(fā)電機實現(xiàn)發(fā)電功能，因為柴油發(fā)電機本身工作壽命長，性能穩(wěn)定，所以其非常適合作為后備電源，為核心機房提供供電保障。在城市大中型公眾場所中，選擇柴油發(fā)電機組作為應急電源也十分理想。由于應用負荷大，因此為了保證柴油發(fā)電機充分利用以及保證用電可靠性，接線方式就顯得尤為重要，通常采用以下幾種接線方式：

第一種就是向兩臺變壓器和一臺柴油機用一根應急母線相連接，因為母線是分開的，所以可以更好的帶動主設備負荷和其他的負荷，一般應用于中小型配電室當中。

第二種連接方式也是兩臺變壓器和柴油發(fā)電機相連接，與第一種連接當時不同的是共用一根母線，并在支路設置脫扣器，這樣就可以保證主設備用電安全性，在發(fā)生火災時進行切除，所以更適合用于中大型配電室當中。

第三種方式是一臺變壓器和一臺柴油發(fā)電機連接，適用于小型工程，彼此之間互不干擾且操作方便。

因此，為了確保柴油發(fā)電機的正常運作，需要根據(jù)實際情況選擇相應的接點方式，確保吃啊有發(fā)電機和變壓器的有效連接，發(fā)揮其功能和作用。需要注意的是，柴油發(fā)電機啟動需要有啟動信號，用來保證發(fā)生意外時電力緊急供應，能夠有效避免錯誤啟動等問題發(fā)生，可以減少電力損耗浪費，避免失誤，所以在電力系統(tǒng)設計過程中應當做好柴油發(fā)電機的啟動信號收集工作。

4 供配電系統(tǒng)

通信運營商高低壓配電室一般都是采用10kV 電壓等級進行供電，單變壓器情況不再贅述，雙變壓器時的工作方式略顯不同，當雙變壓器連入電源時，二者同時工作相互備用，低壓方一側是分段單側運行的單獨母線，運行過程中應該設置延時功能，兩個變壓器由母線進行連接，其中一個變壓器發(fā)生異常問題時，分段母線不要合閘進行工作，另外為了避免出現(xiàn)兩個變壓器同時并列運行的情況，二者之間需要設置一些保護裝置。關于變壓器供配電系統(tǒng)中的線路連接，需要重點關注，一旦出現(xiàn)連接問題，很容易造成火災等事故的發(fā)生，主接線中最重要的原則就是“一點接地”。“一點接地”在實際應用當中需要注意的問題一是需要注意本級接地元件的反為，也就是說和本級晶體管直接連接或者耦合的元件，次級及其元件不屬于本級；另外一點是對于采用接地分支作一點接地，在元件不多、體積不大時，一點接地布局更好處理，元件較多，體積較大時可采用較長接地分支；另外一點接地也包括本級版外元件在內，一點接地除本級板內元件外還包括了和本級直接連接或通過電容耦合的板外元件，以免因為板外元件的一點接地被忽略而造成局部電流共阻抗干擾；最后是高頻電路一點接地，因為高頻電路地線一般都是大面積覆蓋接地，但是不代表各級元件都可以分散接地，此處的一點接地是非常必要的。如果出現(xiàn)線路設計不合理，就會出現(xiàn)影響電力系統(tǒng)正常工作的散雜電流出現(xiàn)，很有可能造成地下金屬腐蝕，火災等問題發(fā)生。

5 變壓器與柴油發(fā)電機結合的供給配電系統(tǒng)

在城市大型醫(yī)院、銀行、機場及通信樞紐樓宇等用電設備容量較大啟動需要的電流量也比較大，所以通常都會引入柴油發(fā)電機與變壓器相結合的供配電系統(tǒng)，此外由于用電設備還有電池作為后備電源供給，所以能夠保證在15s 以上就可以，柴油發(fā)電機是非常適合于應用到應急負荷配電系統(tǒng)當中的，因為配電變壓器和柴油發(fā)電機是在同一處的，二者共用一組低壓配電屏，末端電源用的是四級轉換開關，以應對系統(tǒng)中存在的散雜電流，因為三級轉換開關沒有辦法將這些散雜電流截斷掉。總的來說，變壓器和柴油發(fā)電機的有效結合能夠實現(xiàn)供給配電系統(tǒng)功能的充分發(fā)揮，而且能夠減少柴油機的油耗，為人們的日常生活和工作帶來諸多便利。

6 結語

本文主要對變壓器與柴油發(fā)電機結合的供給配電系統(tǒng)進行了介紹，分析探討了變壓器工作原理和種類以及發(fā)展過程，著重分析了低壓配電系統(tǒng)，并對柴油發(fā)電機接入配電變壓器工作方式進行了分析介紹，希望通過研究變壓器與柴油發(fā)電機結合的供給配電系統(tǒng)應用更好的提升供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和工作水平，促進電力系統(tǒng)更好的發(fā)展。