配電變壓器安裝位置對低壓線損的影響分析

摘要：目前，電力在人們?nèi)粘Ｉ睢⒐ぷ髦械膽?yīng)用越來越廣泛，用電需求量也在不斷增加。然而，在電力應(yīng)用過程中，大量電力并沒有發(fā)揮功效，而是因?yàn)榫€損原因流失掉了。文章對配電變壓器的功能進(jìn)行了分析，并闡述了配電變壓器安裝位置對低壓線損的影響，最后在分析影響因素的基礎(chǔ)上論述了配電變壓器安裝位置的改良方法。

關(guān)鍵詞：配電變壓器；變壓器安裝；安裝位置；低壓線損；影響因素 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM72 文章編號：1009-2374（2017）01-0135-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.01.065

在電力行業(yè)發(fā)展中，電網(wǎng)建設(shè)是保證生活、工作中電力能夠被正常使用的基礎(chǔ)，而隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度和城市化建設(shè)速度的不斷加快，為了促使電力行業(yè)的發(fā)展能夠跟上城市化建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的腳步，電網(wǎng)建設(shè)速度也逐漸加快，電網(wǎng)覆蓋率也有了極為顯著的提升。由于我國人口數(shù)量較多，國土面積較為廣闊，但人口分布沒有規(guī)律，導(dǎo)致電網(wǎng)建設(shè)難度較大。而且在電網(wǎng)建設(shè)中，配電變壓器的安裝位置會直接影響到電力應(yīng)用中低壓線損數(shù)值的大小。因此，為有效地降低低壓線損的損耗值，電網(wǎng)建設(shè)中配電變壓器必須要選擇最適宜的位置進(jìn)行安裝，以便提高電力使用率。

1 配電變壓器簡述

在電網(wǎng)建設(shè)中，配電變壓器是最為重要的電力設(shè)備之一，而其所起到的作用是改變電壓。配電變壓器的工作原理是改變電網(wǎng)傳輸中的交流電壓或電流，穩(wěn)定交流電壓的傳輸頻率，以便預(yù)防交流電壓或電流的傳輸頻率出現(xiàn)高低起伏的現(xiàn)象，從而確保交流電壓的傳輸頻率能夠符合地方用電的實(shí)際情況。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的加快和科技發(fā)展水平的提高，為了確保人們的用電需求能夠得到基本滿足，國家正在大力倡導(dǎo)節(jié)約用電，而這也使配電變壓器在電網(wǎng)建設(shè)中的使用越來越受重視，特別是科技含量高的智能化配電變壓器。在電網(wǎng)建設(shè)中，配電變壓器的使用，特別是智能化配電變壓器的使用不僅能夠穩(wěn)定交流電壓傳輸頻率，也能夠降低電壓傳輸出現(xiàn)的損耗，這對更好的滿足人們的用電需求有很大幫助。

2 配電變壓器安裝位置對低壓線損的影響

在電網(wǎng)建設(shè)中，配電變壓器安裝位置的不合理，不僅會增加電力傳輸?shù)膿p耗，也會影響電網(wǎng)的正常使用。如果配電變壓器沒有被恰當(dāng)?shù)陌惭b，則不僅會降低電網(wǎng)使用的可靠性，也會使交流電壓或電流的傳輸頻率變得不穩(wěn)定，而這會對電力的使用造成極大的影響。目前，配電變壓器的下述安裝位置都會影響到低壓線損，分別是單側(cè)供電與三側(cè)供電。

2.1 單側(cè)供電對低壓線損的影響

在電網(wǎng)建設(shè)中，配電變壓器的安裝位置是否恰當(dāng)，會影響電力的傳輸和線路的鋪設(shè)。配電變壓器安裝所采用的單側(cè)供電安裝方式主要分為兩種：單側(cè)集中負(fù)荷供電和單側(cè)均勻分布負(fù)荷供電。在安裝配電變壓器的時候，采用單側(cè)集中負(fù)荷供電的安裝方式在電網(wǎng)中安裝配電變壓器，不僅會增加電力在線路傳輸中的損耗，也會降低電力利用率，而這也代表采用單側(cè)集中負(fù)荷供電方式安裝的配電變壓器對低壓線損的影響比較大。單側(cè)集中負(fù)荷供電安裝方式是指將配電變壓器安裝于線路的最前端，以使電路中的負(fù)電荷都被集中于線路的最末端（圖1）。

在配電變壓器安裝中，如采用單側(cè)集中負(fù)荷供電方式進(jìn)行安裝，則利用低壓線路線損計算公式能夠計算出低壓線損的數(shù)值。由圖1可得出，單側(cè)集中負(fù)荷供電安裝方式所造成的低壓線損為3I2R。

在配電變壓器安裝中，單側(cè)均勻分布負(fù)荷供電這種安裝方式是指將配電變壓器安裝于電路最前端，而供電點(diǎn)則均勻的分布在配電變壓器一側(cè)（圖2）。

依據(jù)低壓線路線損計算公式可知，電網(wǎng)中采用單側(cè)均勻分布負(fù)荷供電方式安裝的配電變壓器所造成的低壓線損值為I2R。

結(jié)果顯示，在電網(wǎng)建設(shè)中采用單側(cè)集中負(fù)荷供電方式或者單側(cè)均勻分布負(fù)荷供電方式安裝的配電變壓器，都會造成極大的低壓線損。

2.2 三側(cè)供電對低壓線損的影響

配電變壓器安裝使用的三側(cè)供電安裝方式主要分為三側(cè)負(fù)荷供電安裝方式和三側(cè)均勻分布負(fù)荷供電方式，而在電網(wǎng)建設(shè)中，三側(cè)均勻分布供電方式是配電變壓器安裝較常使用的安裝方式。三側(cè)均勻分布負(fù)荷供電安裝方式是指在電網(wǎng)建設(shè)中，將配電變壓器安裝于負(fù)荷供電的最左側(cè)，讓負(fù)荷供電點(diǎn)均勻地分布在配電變壓器右側(cè)的三條供電線路上（圖3）。

在電網(wǎng)建設(shè)中，依據(jù)低壓線損計算公式及三側(cè)均勻分布負(fù)荷供電的原理可知，采用三側(cè)均勻分布供電方式安裝電網(wǎng)建設(shè)中的配電變壓器所產(chǎn)生的低壓線損值是1/3I2R。從數(shù)據(jù)可以看出，利用三側(cè)均勻分布負(fù)荷供電方式安裝配電變壓器，同樣會使電網(wǎng)運(yùn)行中出現(xiàn)較為嚴(yán)重的低壓線損，應(yīng)當(dāng)予以改善。

3 配電變壓器安裝位置的改良

3.1 對單側(cè)供電安裝方式的改良

在電網(wǎng)建設(shè)中，針對單側(cè)集中負(fù)荷供電方式和單側(cè)均勻分布負(fù)荷供電方式等兩種單側(cè)供電方式造成的低壓線損較大問題，科研人員經(jīng)過仔細(xì)研究提出了一些改良意見，即將單側(cè)集中負(fù)荷供電改成雙側(cè)負(fù)荷供電；將單側(cè)均勻分布負(fù)荷供電改為雙側(cè)均勻分布負(fù)荷供電。

其中，雙側(cè)負(fù)荷供電安裝方式是指在電網(wǎng)建設(shè)中，將配電變壓器安裝于供電點(diǎn)中心位置，確保配電器到兩側(cè)供電點(diǎn)的距離相同（圖4）。雙側(cè)均勻分布負(fù)荷供電安裝方式是指在配電變壓器安裝中，將所有供電點(diǎn)分為均勻的兩個部分，然后將配電變壓器安裝在兩部分供電點(diǎn)的中心位置（圖5）。

根據(jù)電網(wǎng)配電變壓器安裝方式和低壓線損計算公式可得出，采用雙側(cè)負(fù)荷供電方式安裝配電變壓器所產(chǎn)生的低壓線損值為3/4I2R；而采用雙側(cè)均勻分布負(fù)荷供電方式安裝配電變壓器產(chǎn)生的低壓線損值則為1/4I2R。通過數(shù)據(jù)對比可以看出，采用單側(cè)供電方式安裝配電變壓器造成的低壓線損是雙側(cè)供電安裝方式使用所產(chǎn)生低壓線損的4倍。顯而易見，在電網(wǎng)建設(shè)中，采用雙側(cè)供電方式安裝配電變壓器能夠有效地降低低壓線損，也能夠提高電力利用率，而這代表著雙側(cè)供電安裝方式將會逐漸替代單側(cè)供電安裝方式，并被廣泛使用。此外，在電網(wǎng)建設(shè)中，使用雙側(cè)供電方式安裝配電變壓器對增強(qiáng)電網(wǎng)使用的安全性和交流電壓、電流傳輸?shù)姆€(wěn)定性也有很大幫助。

3.2 對三側(cè)供電安裝方式的改良

在三側(cè)均勻分布負(fù)荷供電安裝方式的使用中，為降低電網(wǎng)運(yùn)行造成的低壓線損，科研人員對這種安裝方式進(jìn)行了改良，即將供電線路均勻分布于變電器四周，讓配電變壓器處于三條供電線路的中心（圖6）。

依據(jù)改良后的三側(cè)均勻負(fù)荷供電方式和線損公式可知，采用改良的三側(cè)均勻負(fù)荷供電方式安裝配電變壓器所產(chǎn)生的低壓線損值是1/9I2R。通過對改良前后三側(cè)均勻分布負(fù)荷供電安裝方式使用所產(chǎn)生的低壓線損值進(jìn)行對比，利用改良后的三側(cè)供電方式安裝配電變壓器產(chǎn)生的低壓線損值比改良前降低了2/3。這不僅提高了電力利用率，也極大地增強(qiáng)了電力使用的安全性。

4 結(jié)語

在電網(wǎng)建設(shè)中，配電變壓器是一種非常重要的電力設(shè)備，承擔(dān)著平衡交流電壓和電流傳輸頻率的責(zé)任，對電力傳輸有重要意義。通過上述分析可知，配電變壓器安裝位置是否恰當(dāng)，會對低壓線損造成很大影響。因此，在電網(wǎng)建設(shè)中，配電變壓器的安裝應(yīng)該采用科學(xué)的安裝方法，而且要保證安裝位置的合理性，以便為電網(wǎng)的正常使用、電力傳輸?shù)陌踩院凸╇姷姆€(wěn)定性提供保障，從而達(dá)到降低低壓線損的目的，確保人們的用電需求能夠得到滿足。

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作者簡介：項群（1989-），女，浙江蘭溪人，桂林市銀都電力建設(shè)開發(fā)有限公司助理工程師，研究方向：電氣工程配電設(shè)計與施工。

（責(zé)任編輯：小 燕）