配電變壓器過負荷運行原因的研究

艾民

摘 要：目前，電網的建設、運行均受到了配電變壓器過負荷運行的限制。基于此，本文將以監測方式不合理、單臺變壓器負荷過低、用電增長率設計過低為切入點，分析配電變壓器過負荷運行原因，同時從配電變壓器并聯運行、進行變壓器增容、實現自動調容三方面入手，深入探究配電變壓器過負荷運行問題的解決措施，旨在為相關人員提供參考。

關鍵詞：配電變壓器；過負荷運行；變壓器增容

在電網中，配電變壓器屬于終端變壓器，其通過自身的運行能夠供電網絡中的電壓，轉換為與設備、裝置需求相符的電壓。所以說，配電變壓器在電網中對于電力的分配、使用等均具有重要的意義，因此將其廣泛的應用在不同的行業中，進而其運行狀態與電力用戶的用電質量具有緊密的關系。對此，相關人員就需要采用合理的方式解決配電變壓器過負荷的問題。

一、配電變壓器過負荷運行原因

（1）監測方式不合理

在變壓器運行過程中，為保證變壓器能夠安全運行，會對變壓器的負荷進行監測，現在多采用全天候全時段監測方式，得到配電變壓器平均負荷。但是由于不同時段人們對用電器的需求不同，以及不同時段企業中運轉的設備功率和數量不同，變壓器的負荷會發生變化，而現有監測系統對不同時段進行負荷監測的能力較差，導致電力企業不能對不同時段變壓器的負荷進行深入了解，當變壓器負荷過大時，電力企業無法采取相關措施較小變壓器負荷，導致配電變壓器過負荷運行[1]。

（2）單臺變壓器負荷過低

在一些區域，相關人員在進行負荷計算時發生錯誤，變壓器選用不合理會導致配電變壓器始終處于過負荷運轉狀態，配電過負荷運轉主要有兩種情況：（1）單臺變壓器供電模式。這種模式顧名思義就是采用單臺變壓器進行配電，在這種配電模式中，單臺變壓器不能滿足負荷要求，將會導致變壓器過負荷運行，在不能保證配電穩定性的同時還容易造成安全事故。（2）多臺變壓器供電模式。目前在供配電領域中，主要采用多臺配電器運行的模式，保證配電過程的穩定性，但是很多電力企業為了節約成本，在這種模式中會采用多臺單獨負荷較小的變壓器，經過連接后讓其投入運行，在這種情況下，當其中一臺變壓器發生故障時，會導致整個配電變壓器系統處于過負荷運行狀態。

（3）用電增長率設計過低

在進行變壓器設計和選擇過程中，需要對今后時間內用電增長率進行估算，保證配電變壓器在其工作壽命內能夠始終在正常負荷下工作。用電增長率計算是一個很大的工程，需要對該區域的規劃、人口增長率都有較為詳細的了解。但是由于我國現已進入快速發展期，各個配電區域的用電量也進入快速升高時期，用電量的快速升高主要由兩個因素引起：①用電器功率核數量。隨著生活水平的提升，越來越多的家庭購置了大功率用電器，這與人們舊有的生活習慣完全不同，按舊有的生活習慣進行用電增長率計算和設計，會逐漸導致配電變壓器過負荷運行。②企業用電增加。目前很多配電變壓器會向各種企業供電，然而在新時期，各類企業會增加產能，這在很大程度上增加了用電增長率，導致變壓器過負荷運轉。

二、配電變壓器過負荷運行問題的解決措施

（1）配電變壓器并聯運行

配電變壓器出現過負荷運行的原因之一是單一線路內出現較大的工作壓力，在此基礎上設法實現并聯運行，實現多條線路的獨立運作可以避免單一線路工作壓力大的問題。配電變壓器并聯運行需要考慮額定電壓比相等、相序相同、電壓相當，且處于并聯情況下的變壓器容量不能差異過大，一般不建議最大變壓器容量不宜超過最小變壓器3倍。如某地400KVA配電變壓器，常規情況下，工作壓力始終維持在70-80%之間，而用電高峰期時甚至達到100%以上，有功達到420KW，最低負載僅為18%，可以將該線路改造為315KVA變壓器、200KVA變壓器并聯工作的模式，當負載水平低時，啟動其中一臺進行工作，工作壓力過大時，同步啟動兩臺，使其在并聯態勢滿足工作要求同時實現經濟運行[2]。

（2）進行變壓器增容

對變壓器進行增容是目前較為常見的、解決變壓器過負荷運行的方式，該方式要求各地針對現有供電工作開展全面分析調查，了解不同時間段、不同年份、季度、月份的用電變化情況，尤其是峰值用電量。以常規數據建立一個均值模式，以峰值用量建立一個奇異值模式，以當前變壓器工作參數的最大值為線性約束條件，構建若干參數圖，將所有參數圖進行綜合分析，可以獲取一個供電標準值和一個供電最大值，要求與現有變壓器工作參數進行匹配，以供電標準值為最小值，以供電最大值為上限，獲取基礎增容要求。在此基礎上，收集當地10年以來的用電量變化情況，假定該低10年來用電平均增加2%，要求在基礎增容要求的基礎上額外增加至少2%的容量上限，以滿足供電要求。

（3）實現自動調容

自動調容是指在現有基礎上強化變壓器的自動化工作能力，無論是并聯運行模式下的工作系統還是增容的變壓器工作系統，都擁有進行自動化改造的空間和必要。要求各地收集當地用電信息情況，并收集與其對應的變壓器工作態勢，要求獲取至少2000個工作樣本，應用K近鄰算法進行大規模機器訓練，將收集所獲所有樣本投入到K近鄰算法定義域內，選取若干標準K值（以當地變壓器工作需要具體確定），使樣本與K值自動匹配，并將匹配結果輸入智能設備中，與變壓器實現連接。變壓器工作出現任何變化，都可以通過智能設備給予感知、自適應調整（增加或者降低），有效應對變壓器過負荷運行的問題。

綜上所述，對于配電變壓器而言，導致其過負荷運行的原因有很多，需要工作人員結合實際問題采用有針對性的解決措施。以此為基礎，在應用配電變壓器時，采用了并聯的運行方式，并對配電變壓器進行了增容設置，采用先進的技術方式實現了自動增容的目的，有效解決了配電變壓器過負荷運行的問題。所以，為規避配電變壓器過負荷運行的問題，可以將文中的方式應用在工作中。

參考文獻

[1]趙世杰，張爽，趙旭東，張淑秀.配電變壓器過負荷運行原因分析[J].通訊世界，2016（07）：145-146.

[2]徐惠.配電變壓器過負荷運行的分析與解決措施[J].技術與市場，2017，24（07）：186-187.

（作者單位：國網湖北省電力有限公司孝昌縣供電公司）