推廣應用單相卷鐵心變壓器

[摘要]簡要闡述了單相卷鐵心變壓器的基本原理、適用范圍及安裝使用中的注意事項、單相卷鐵心變壓器的特性，為單相變在應用中更好的發揮性能，最大限度的提高經濟效益和社會效益，提供參考。

[關鍵詞]單相卷鐵心變壓器；原理；適用范圍；注意事項；特性

自2000年8月江蘇省電力公司在蘇州供電公司率先試點安裝了100臺單相卷鐵心變壓器，于當年11月投運成功，相繼又在無錫、昆山、南通等地開展工程實踐，都取得了良好的經濟效益和社會效益。自2008起江蘇省電力公司在“十一五”期間將投巨資進行農村配電網的改造，完善配電網絡結構，推廣應用單相卷鐵心變壓器是其中一項重要內容。本文對單相卷鐵心變壓器的基本原理，適用范圍、安裝使用注意事項及特性作了簡要的歸納總結，希望能夠為單相卷鐵心變壓器在安裝、設計、使用中更加合理，最大限度的發揮單相卷鐵心變壓器的優勢，為電網的發展獲取最大的經濟效益和社會效益，提供一些幫助。

1、常用單相卷鐵心變壓器基本原理

1.1單相卷鐵心變壓器概述

單相卷鐵心變壓器是一種全新的節能產品，因其采用卷鐵心技術，即用硅鋼片帶材連續卷繞而成的封閉鐵心，該鐵心無接縫，導磁性能大大改善。若采用冷軋硅鋼片，并經退火工藝處理，可顯著減少鐵損，以相同容量50kVA變壓器為例，S9型三相配變空載損耗為170W，S11型的空載損耗為135W，單相D12型變壓器空載損耗僅為110W，比S9型下降了35％。若采用硅鋼片優化組合式或非晶合金式結構的產品，其空載損耗下降的更多。總之其空載損耗、負載損耗、空載電流和運行噪聲都比S9型有了大幅度下降，一般聯結組標號為I，i0。

1.2單相卷鐵心變壓器基本原理

其基本原理是由10kV線電壓直接變化成220V居民生活用電，因低壓側抽頭不同，其電氣原理有兩種，如圖所示單相變兩種接線方式：

①低壓側四抽頭型：變壓器高壓側一個繞組，低壓側為兩個沒有電氣聯系繞組，高壓側與低壓側兩個繞組之間的電壓比均為10kV/0.22kV。

②低壓側三抽頭型：變壓器高、低壓側各1個繞組，低壓側繞組中間抽頭并接地(接外殼)，形成2個低壓繞組，高、低側電壓比為10kV/±O.22kV。

③兩種原理變壓器高壓側均裝有無勵磁分接開關，一般有5個檔位，可通過分接開關的調節來調整變壓器低壓側出口電壓，以達到變壓器在合理電壓范圍內經濟運行的目的。

2、單相卷鐵心變壓器的適應范圍

(1)居民生活用電負荷所占比重較大的城鄉結合部。

(2)不需要三相供電的負荷，如路燈、大型廣告牌等。

(3)遠離負荷集中區域的散落的居民用戶。

(4)縣城郊區或集鎮上拆遷安置房成片的居民點。

(5)10kV沿線低壓供電線路較長的單相負荷用戶。

(6)其他適宜采用單相供電方式的區域。

(7)對于郊區及集鎮小工業較為發達的地區，可以采用單相變、三相變混供的方式，以單相變供居民生活用電，以三相電供工業用電。

特別是對于農村電網負荷密度小、最大負荷利用小時數低、分布廣和較邊遠地區的居民生活用電尤為適合，或者農戶個人使用的Q系列排灌浮式電泵和其它單相動力設備使用場所。

3、單相卷鐵心變壓器在實際安裝及應用中的注意事項

3.1在設計安裝中要注意以下幾點

①環網型箱式單相變一般單相變的單臺容量不超過100kVA，每環路中接入的變壓器不要超過18臺，若環網柜與終端型箱式單相變的組合，形成放射式供電方式，則每路開關控制不超過9臺變壓器。

②桿上單相變一般考慮采用15m和12m梢徑為φ190兩種桿型，單相變容量宜選擇20～80kVA。

③低壓側供電可采用TT接地系統或TN—C接地系統。TT接地系統的零線可采用開關控制，TN—C接地系統的零線則不能用開關控制。但采用單相三線箭J配電時，務必要認準火線與地線，用戶側地線要接地，同時低壓側嚴禁采用并聯接法(嚴禁將a1與a2聯接使用)。

④X1、X2或X通過油箱接地點直接接地，接地必須可靠。

⑤單相變壓器應在高壓側安裝避雷器，當采用環式箱變時，若相鄰變壓器之間電纜長度超過50m時，應在雙側安裝避雷器。

⑥變壓器接地網的接地電阻不得大于4Ω。

⑦設計時應采用“小容量、多布點、延伸中壓、縮短低壓”的配置原則，才能達到降低低壓損耗，提高電壓質量，減少故障幾率，縮小停電范圍的目的。

3.2投運前應進行的檢查項目

①按變壓器銘牌數據查對變壓器是否與合同技術要求相符。

②變壓器器本體有無滲漏油現象。

③變壓器本體有無其它遺留物品。

④接地系統是否正確，其油箱應通過接地螺栓可靠接地。

3.3投運前應進行的試驗項目

①測量各檔位直流電阻，并將結果與出廠數據進行比較，應無明顯變化(換算至同溫度下)。

②檢查各分接位置的變壓比，變比誤差應不大于阻抗電壓的10％。

③測量絕緣電阻。

④交流耐壓試驗。

⑤空載損耗及負載損耗試驗，空載損耗與江蘇省電力公司推薦值不大于5％，負載損耗不大于10％。

⑥絕緣油試驗，其耐壓值應大于30kV。

3.4運行中應注意的事項

①單相卷鐵心變壓器運行的環境要求為最高氣溫+40℃，最高日平均氣溫+30℃，最高年平均氣溫+20℃，最低氣溫-30℃，海拔高度不超過1000m。安裝地點不得有導電塵埃與破壞金屬及絕緣的腐蝕性氣體，沒有爆炸危險的場所。

②用電負荷一般控制在變壓器額定容量的50％～60％范圍內，使變壓器處于最經濟運行狀態。

③通過調節變壓器無勵磁分接開關來改變低壓側出口電壓，保證末端用戶的電壓偏移在允許范圍內。

④要確保變壓器在無激磁狀態下進行分接頭換接，要多切換幾次，將需要的位置對準，以消除油膜對接觸電阻的影響，要測量變壓器直流電阻，并換算到同一溫度下，應與出廠值無明顯變化，方可投入運行。當需要進行器身檢查時，應測其分接開關的接觸電阻，一般應小于500μΩ。

4、優點及推廣應用價值

單相卷鐵心變壓器除了空載損耗、負載損耗、空載電流及運行噪聲比普通變壓器有明顯下降以外，還有以下優點：

①安全性能更高。原380/220V三相四線制配電系統發生零線斷線時，常伴隨火線電壓驟升，危害照明、家用電器。采用單相配電系統，基本不會發生這類事件。

②適應性能較強。單相配電變壓器容量選擇應盡量與用戶群用電最大功率相匹配，既有余度，又不能過大，以最大限度地滿足供應而又減少損耗。

③減少負荷不平衡對系統的影響。由于單相變壓器容量較小，容易調整每相負荷電流，因此可以根據用電功率需求大小適當調整，減少不平衡。

④節約成本、降低安裝重量。鐵心四角為圓角，減少角部多余部分，節省硅鋼片。空間利用系數高，線圈導線長度減少，節約了原材料，減輕了變壓器重量。

⑤施工簡單。柱上小容量單相卷鐵心變壓器在臺區建設及施工費用等方面可節約大量資金。

⑥由于采用“小容量、多布點、延伸中壓、縮短低壓”的配置原則，大大提高用戶電壓質量，減少故障幾率，縮小停電范圍。

5、結論

綜上所述，在十一五期間，在配合新農村建設中，我們將會大量運用單相卷鐵心變壓器，如何能夠在設計安裝使用中更好的發揮單相卷鐵心變壓器的優勢，充分利用單相卷鐵心變壓器的優點，根據現階段農村配電網絡的運行和客戶用電點的分布情況，合理選擇配電變壓器，將會在大幅度的降低農村電網的線損和提高整個配電網絡的電壓合格率及供電可靠性中起到至關重要的作用，因此充分掌握單相卷鐵心變壓器的原理、性能、特點及使用注意事項，將會為單相變壓器在新農村電網建設中發揮重要作用提高必要的技術支持。使得單相卷鐵心變壓器在新農村電網發展中取得最大的經濟效益和社會效益。