10kV配電變壓器及線路降損節(jié)能運(yùn)行研究

摘要：實(shí)際工作中使用的10kV以下配電變壓器在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)由于諸如線路過(guò)長(zhǎng)、損耗過(guò)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(chǔ)上分析了10kV配電變壓器節(jié)能損耗的關(guān)鍵技術(shù)，剖析了10kV配網(wǎng)的降損措施。

關(guān)鍵詞：10kV配電變壓器；線路損耗；節(jié)能運(yùn)行；影響因素；電力系統(tǒng) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

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

在當(dāng)前的電力技術(shù)發(fā)展領(lǐng)域，10kV以下配電電壓器已經(jīng)在我國(guó)范圍內(nèi)得到十分廣泛的使用，并且為我國(guó)的電力事業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)了巨大的力量。但是在實(shí)際使用的過(guò)程中，難免會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。比如，我國(guó)主要采用的是單向輻射、大樹(shù)干、多分支供電的體系，這樣就會(huì)出現(xiàn)10kV配電變壓器具有較低的荷載能力，并且天氣的變化也會(huì)引起負(fù)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(hào)對(duì)線路損耗的影響

如今，我國(guó)變壓器市場(chǎng)使用比較多的型號(hào)是SCB10和SCB11兩種系列的變壓器。與傳統(tǒng)的SCB10系列變壓器相比，SCB11系列變壓器在其基礎(chǔ)上進(jìn)行了大量的改進(jìn)和升級(jí)，其最為明顯的優(yōu)勢(shì)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(dāng)前，高端的電力設(shè)備市場(chǎng)中，最為常見(jiàn)的是SCB11系列的變壓器，因其節(jié)能高效的特質(zhì)：在鐵心材料選擇、鐵心結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、裝配工藝選擇及繞線工藝上進(jìn)行了有效的優(yōu)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(shù)也大大降低。我國(guó)當(dāng)前的電網(wǎng)，運(yùn)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(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)的現(xiàn)代電網(wǎng)建設(shè)正在逐漸淘汰掉型號(hào)功能老套、損耗較高的配電變壓器。

1.2 電阻對(duì)線路損耗的影響

任何電網(wǎng)都包括或大或小的電阻，如設(shè)備電阻和導(dǎo)線電阻，電能在電網(wǎng)分配和傳輸過(guò)程中，其需要克服一定的電阻才可以實(shí)現(xiàn)電能的轉(zhuǎn)移，因此在該過(guò)程中就會(huì)出現(xiàn)電能的損耗，從而導(dǎo)致導(dǎo)電體溫度的升高，實(shí)現(xiàn)了電能到熱能的轉(zhuǎn)換，并以熱能的形式散失到大氣中或其他介質(zhì)中，這樣一來(lái)就產(chǎn)生了電能損耗。電阻損耗一般是隨著設(shè)備和導(dǎo)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(chǎng)對(duì)線路損耗的影響

在交流電路中，由于電流的變化會(huì)在電氣設(shè)備中產(chǎn)生一定幅度的磁場(chǎng)，只有這樣才能保證電氣設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。但是該過(guò)程中，由于磁場(chǎng)的作用，在電氣設(shè)備中的鐵芯會(huì)產(chǎn)生一定程度的渦流和磁滯現(xiàn)象，從而在電氣設(shè)備中產(chǎn)生損耗，這部分損耗稱為勵(lì)磁損耗，其與設(shè)備接入的電網(wǎng)電壓頻率、等級(jí)有關(guān)，而與電氣設(shè)備中的電流大小無(wú)關(guān)。

1.4 變壓器三相負(fù)荷失衡

對(duì)于10kV配電變壓器三相負(fù)荷失衡的現(xiàn)象，主要是因?yàn)樽儔浩魅嘭?fù)荷長(zhǎng)時(shí)間處于不均衡的狀態(tài)造成的。如果10kV配電變壓器線路在三相負(fù)荷失衡的條件下工作，會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)產(chǎn)生負(fù)序電壓，在一定程度上影響了家庭用電設(shè)備的安全及電網(wǎng)的供電質(zhì)量。當(dāng)10kV配電變壓器三相負(fù)荷失衡狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，會(huì)導(dǎo)致其線路損失增大，而且是正常狀態(tài)下工作的3倍。因而在三相負(fù)荷失衡的情況下，配電變壓器不斷變壓階段會(huì)損耗大量的電能，同時(shí)導(dǎo)致高壓側(cè)線路的損耗增大。

2 10kV配電變壓器節(jié)能降耗的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 新材料的應(yīng)用和新工藝的改進(jìn)

隨著新材料的使用和新工藝的不斷推進(jìn)和引入，在很大程度上推動(dòng)了10kV配電變壓器的發(fā)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(diǎn)不僅會(huì)被腐蝕，還會(huì)容易產(chǎn)生較大的電阻，造成電網(wǎng)的電能損耗加大，因而在實(shí)際使用中，并不被推廣和認(rèn)可。隨著技術(shù)的不斷改造升級(jí)，目前電網(wǎng)材料的使用趨勢(shì)是：市面上兩種材料為人們所普遍接受，一種是無(wú)氧銅材料，這種材料對(duì)于降低配電變壓器的線圈數(shù)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(duì)這種材料是借助于鐵芯來(lái)實(shí)現(xiàn)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(jīng)濟(jì)性，極大程度地節(jié)約了成本。

2.2 以配電變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式

在實(shí)際使用的過(guò)程中，配電變壓器的能耗與很多的因素有關(guān)，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(yùn)行方式有很大程度的聯(lián)系。首要目標(biāo)就是優(yōu)化配電變壓器的運(yùn)行方式，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。但就目前情況來(lái)看，我國(guó)普遍采用的大多仍是傳統(tǒng)的配電變壓器的運(yùn)行方式，但是由于傳統(tǒng)的配電變壓器運(yùn)行方式不夠科學(xué)合理，較為落后，從而造成了配電變壓器的運(yùn)行能耗很高，根本達(dá)不到預(yù)期的經(jīng)濟(jì)性要求。

2.3 自動(dòng)調(diào)壓器

自動(dòng)調(diào)壓器在配電變壓器中較為常見(jiàn)，自動(dòng)調(diào)壓器是配電變壓器電網(wǎng)中的中流砥柱，自動(dòng)調(diào)壓器可以有效地根據(jù)配電變壓器的實(shí)際數(shù)值與內(nèi)部自身電壓的使用情況來(lái)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，可以有效地保證整個(gè)配電系統(tǒng)的穩(wěn)定（如圖1所示）。自動(dòng)調(diào)壓器的工作原理是借助于三相耦合變壓器，實(shí)現(xiàn)輸入電壓值在正常值的3%內(nèi)自動(dòng)調(diào)節(jié)，利用內(nèi)部相應(yīng)的控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的電壓的實(shí)時(shí)控制，從而實(shí)現(xiàn)最大量的節(jié)能損耗的目的。

3 10kV配網(wǎng)的降損措施

3.1 加強(qiáng)建設(shè)健全的電網(wǎng)管理制度

就目前我國(guó)的電力行業(yè)的發(fā)展情況而言，很大一方面的問(wèn)題來(lái)源就是管理方面存在漏洞。從實(shí)際工作中看，許多電力行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者對(duì)于管理工作認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度還不夠，出現(xiàn)問(wèn)題后容易出現(xiàn)互相推諉的局面。因而在電網(wǎng)運(yùn)行的管理中，要做的是建立健全電網(wǎng)管理制度，落實(shí)崗位責(zé)任制，充分發(fā)揮制度管理的有效運(yùn)行。具體的做法可以充分調(diào)整工作人員的工作積極性和熱情度，從而也可以提升整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行的效率。

3.2 促進(jìn)三相負(fù)荷保持平衡

三相負(fù)荷是配電變壓器工作時(shí)的核心環(huán)節(jié)，是影響整個(gè)電力系統(tǒng)穩(wěn)定正常運(yùn)行的十分重要的因素，所以在實(shí)際的技術(shù)人員工作操作中，要想有效對(duì)電網(wǎng)線路降損，要將三相負(fù)荷的穩(wěn)定平衡充分考慮進(jìn)去。實(shí)際工作中，就必須最為常見(jiàn)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(xué)合理有效，同時(shí)也可以根據(jù)每戶用戶的不同用電實(shí)際來(lái)做出合理的選擇，這樣做的直接經(jīng)濟(jì)后果就是節(jié)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(jié)能需注意的事項(xiàng)

實(shí)際上，在10kV配電變壓器線路降損節(jié)能階段，可能會(huì)因?yàn)榫€路上所安裝的并聯(lián)電容器與變電站具有相對(duì)比較遠(yuǎn)的距離，從而導(dǎo)致其保護(hù)無(wú)法得到有效的配置，需要投入大量的人力、物力和財(cái)力。同時(shí)，為了確保10kV配電變壓器線路在使用過(guò)程中達(dá)到預(yù)想的降損節(jié)能效果，可以根據(jù)需求適當(dāng)?shù)臏p少補(bǔ)償點(diǎn)，一般可以在同一條配電線上設(shè)置一個(gè)補(bǔ)償點(diǎn)即可，盡可能選擇相對(duì)比較簡(jiǎn)單的補(bǔ)償方式。同時(shí)還需要采取措施合理控制配電變壓器線路降損節(jié)能補(bǔ)償?shù)娜萘浚绻a(bǔ)償容量太大會(huì)導(dǎo)致補(bǔ)償過(guò)度，出現(xiàn)大量電容器在同一桿上工作的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象對(duì)于電容器的散熱是很不利的，如果處理不好會(huì)對(duì)配電變壓器線路造成一定的破壞，影響其正常運(yùn)行。在10kV配電變壓器線路降損節(jié)能過(guò)程中，還要對(duì)電容器組的容量進(jìn)行有效的控制，一般選擇在150kV的范圍內(nèi)即可。

5 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)的電力行業(yè)系統(tǒng)仍然存在一些亟需改正的問(wèn)題，就10kV配電變壓器而言，存在著變壓器以及線路損耗的問(wèn)題。本文重點(diǎn)分析了10kV配電變壓器以及線路損耗的影響因素，根據(jù)不同的影響因素，本文又相應(yīng)地提出了降低10kV配電變壓器以及線路損耗的方法和關(guān)鍵技術(shù)，包括一些新材料和新工藝的應(yīng)用，還重點(diǎn)介紹了自動(dòng)調(diào)壓器在降損方面的功能和作用。同時(shí)還應(yīng)該注意加強(qiáng)我國(guó)電力系統(tǒng)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(wèn)題。

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作者簡(jiǎn)介：吳夢(mèng)娃（1988-），女，廣東吳川人，供職于廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司湛江供電局，研究方向：電力設(shè)備供應(yīng)。

（責(zé)任編輯：王 波）