配電變壓器重過載及三相不平衡防治方法

姚偉

（云南電網(wǎng)有限責任公司玉溪通海供電局，云南 玉溪 652700）

0 前言

某縣電力配電變壓器存在重（過）載問題，判定依據(jù)見相關(guān)標準[1]，通過對基礎數(shù)據(jù)核實，有的配變系統(tǒng)容量與現(xiàn)場情況一致，有的與現(xiàn)場情況不一致，有的為專變公用（營銷系統(tǒng)數(shù)據(jù)不一致）有的為終端故障，其屬于配變重載，節(jié)假日出現(xiàn)配變重過載突出。

1 配變重過載及故障原因分析

1.1 部分配變?nèi)萘坎粷M足用電需求

分析該縣局三相重過載配變發(fā)現(xiàn)：大部分臺區(qū)的用戶均為高密度商鋪用電。該用電片區(qū)內(nèi)商鋪用電需求大，且動力用戶，用電報裝容量合計110 kW，用電同時率高，臺區(qū)負荷較重。

以上情況反映出商業(yè)用電的快速增長是導致部分公用配變出現(xiàn)三相重過載的直接原因。片區(qū)負荷增長超過預期，導致配變重過載問題，加之配變增容改造項目一段時期實施滯后，因此，一段時間存在三相重過載配變問題。單相重過載的原因主要是配變低壓三相用電負荷分配不平衡，三相不平衡度過大也是引起配變重過載問題，特別是不平衡度大于50%的配變尤為明顯。

1.2 低壓業(yè)擴新裝增容不規(guī)范

過去一段時間，該局各供電所電壓業(yè)擴報裝管理不夠規(guī)范，具體存在在以下問題：一是未嚴格執(zhí)行業(yè)擴報裝規(guī)范流程規(guī)定。二是未嚴格控制配變的負荷上限。三是未認真核實業(yè)擴申報容量及其占該臺變的負載率；四是低壓單相電供數(shù)十戶用電戶的情況較多，還未做到三相導線平衡供電。以上問題導致部分臺區(qū)存在不少的“超容量用戶”，所謂“超容量用戶”就是指用電設備容量明顯超出報裝的容量的用戶，特別是三相動力用戶明顯。

1.3 部分配變布點不合理

一定時期，基于降低人力物力投資、臺變故障率和變壓器落地難協(xié)調(diào)的因素，總是傾向于設置大容量變壓器供電，未選擇2 臺及以上變壓器供電，易出現(xiàn)單臺變?nèi)嗖黄胶庠斐芍剡^載等問題。

1.4 部分配變檔案不準確

據(jù)前面統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)：存在配變系統(tǒng)容量與現(xiàn)場情況不一致，系統(tǒng)中部分臺變?nèi)萘啃∮谶\行容量。

2 配變重過載及三相不平衡危害

2.1 配變油溫升高

由于配變過負載運行，其油溫升高，油溫長時間過高，會使油變質(zhì)，油色變暗，易發(fā)生造成配變被迫停運或影響設備安全運行的缺陷[2]。

2.2 配變低壓樁頭等燒損

由于配變過負載運行，其低壓樁頭等接線處長時間發(fā)熱，對于存在接頭不緊密的薄弱位置較容易發(fā)生變形燒損故障。可判斷：該臺變屬于三相平均重載，單相過載配變，且該配變?nèi)嗖黄胶舛葒乐爻瑯恕?/p>

2.3 降低供電可靠性

由于不平衡度過大，配變低壓側(cè)會產(chǎn)生零序電流，其產(chǎn)生的零序磁通從配變的油箱壁和其他鋼構(gòu)件中通過，磁滯和渦流在鋼構(gòu)件中發(fā)熱，造成變壓器散熱條件降低，導致溫升增高，嚴重時損壞變壓器絕緣，甚至燒損變壓器，造成非計劃停電，降低供電可靠性。

2.4 增加電能損耗

配變不平衡運行時，包括變壓器鐵損和銅損均增加；低壓線路由于零線上有電流，零線上會產(chǎn)生損耗，增加了電網(wǎng)線路損耗。

通過相間負載不平衡變壓器功率損耗計算，在供相同負載條件下，相間負載平衡和相間負載不平衡，配變空載損耗是固定不變的。但是變壓器的負載損耗卻產(chǎn)生較大變化，隨著三相負載不平衡度的增大，其負載損耗也增大。在供相同負載條件下，三相負載最大不平衡度時，配變負載的有功功率損耗是三相平衡負載的3倍。同理也可得出，三相負載最大不平衡度時，配變負載率的無功功率也是三相平衡負載的無功功率消耗的3 倍[3]。

3 防治措施

1）針對備用變壓器少，重過載配變問題突出，“重過載變壓器”指標不好的情況下，根據(jù)容量大小逐級替換，做到變壓器以大換小、梯次利用，低壓三相重過載配變問題得到及時解決。

2）對低壓電流不平衡度超過15%且負載率大于60%的配變，及時調(diào)整三相負荷平衡。

3.1 優(yōu)化配變布點

對戶均擁有配變?nèi)萘科蜔o法滿足用電需求的臺區(qū)改造，為提高戶均擁有配變?nèi)萘繕藴剩谶x擇改造方案時，首選采取增加布點方式，考慮“小容量、密布點”策略，以建為主，通過增加配變布點進行負荷調(diào)整，解決現(xiàn)狀重過載問題。柱上配電變壓器應盡量接近負荷中心，按照“小容量、密布點、短半徑”的原則設置，并按小區(qū)居民戶數(shù)布點；柱上變壓器容量根據(jù)負荷需要選取，三相柱上配電變壓器容量一般不超過500 kVA[1]。

為防范柱上配電變壓器的重過載和輸出電壓偏低，變壓器的最大電流不宜高于額定電流的75%，超過時應考慮新增布點或增容改造。變壓器的位置應符合下列要求：

1）靠近負荷中心，降低低壓供電半徑；

2）避開易爆、易燃、污穢嚴重及地勢低洼地帶；

3）高壓進線、低壓出線方便；

4）便于施工、運行維護。

3.2 差異化選用配變

優(yōu)先選用高過載配變。高過載能力配電變壓器在正常溫升試驗要求的基礎上，應滿足在1.5 倍額定容量6 h、1.75 倍額定容量3 h、2.0倍額定容量1 h 階段性連續(xù)運行對于年平均負載率不高、負荷峰谷差大、特定時期（如春節(jié)、農(nóng)忙時期等）負荷短時大幅增長容易造成常規(guī)變壓器短時嚴重過載的配電臺區(qū)，應根據(jù)實際情況選用高過載能力配電變壓器。比如，增容困難的重載臺區(qū)，無法實現(xiàn)增容的臺區(qū)可以選擇使用高過載能力配電變壓器。

選用節(jié)能型配電變壓器，其空載損耗和負載損耗應滿足國家、行業(yè)和公司的能效限定值要求。在滿足技術(shù)經(jīng)濟條件下，空載損耗和負載損耗達到領跑能效值的配電變壓器。每臺變壓器均應安裝配電變壓器監(jiān)測終端。

配電變壓器容量主要根據(jù)負荷情況確定，負荷密度大的地段選用較大容量配電變壓器，負荷間歇性變化的B 級C 級供電區(qū)域和負荷季節(jié)性變化的D 級區(qū)域應選用高過載配電變壓器。

對于環(huán)保、消防要求及場地限制等因素影響的區(qū)域，選用干式變壓器。配電變壓器容量主要根據(jù)負荷情況確定，負荷密度大的地段選用較大容量配電變壓器，負荷間歇性、季節(jié)性變化大的區(qū)域應選用高過載配電變壓器。

3.3 完善低壓報裝流程

做實現(xiàn)場查勘，科學選擇供電臺區(qū)。一是按照公式：配變負載率= 低壓高峰時段平均電流÷ 低壓額定電流×100%，計算擬供電配變高峰時段負載率。

4 結(jié)束語

針對重過載配變情況，及時組織該臺區(qū)用電檢查，重點檢查非居民動力用戶用電設備容量，對重過載配變進行監(jiān)控，并對達到預警值的配變及時進行處理，對系統(tǒng)監(jiān)測發(fā)現(xiàn)的重過載配變開展特巡，包括紅外測溫等。