配電變壓器的設(shè)計選型探討

史忠廣 王爍

【摘? 要】現(xiàn)如今，人們的生活水平在不斷的提高，配電變壓器是配電系統(tǒng)中的重要電氣設(shè)備，直接影響著配電系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性與電網(wǎng)系統(tǒng)的輸電效率，而配電變壓器的設(shè)計與選型是保障變壓器運行的重要環(huán)節(jié)，決定著電力能源的輸送和使用質(zhì)量。基于此，本文將配電變壓器設(shè)計選型的必要性，就配電變壓器的設(shè)計選型工作進行深入探討，旨在提升電力企業(yè)配電變壓器設(shè)計選型質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】配電變壓器;設(shè)計選型;電力企業(yè)

引言

電壓合格率是衡量電能質(zhì)量的主要指標(biāo)之一，也是考核供電所工作的重要指標(biāo)。根據(jù)有關(guān)規(guī)定，10kV及以下三相供電電壓允許偏差為額定電壓的±7%，220V單相供電電壓允許偏差為額定電壓的-10%和7%。農(nóng)村配電變壓器大多為混用變壓器，農(nóng)忙、農(nóng)閑及節(jié)日期間的用電負(fù)荷相差懸殊，造成配電變壓器輸出電壓忽高忽低，對各類用電設(shè)備的性能、生產(chǎn)效率和質(zhì)量都有不同程度的影響。為確保供電電壓合格，調(diào)節(jié)農(nóng)村配電變壓器分接開關(guān)擋位和平衡三相負(fù)荷是有效的方法。

1配電變壓器設(shè)計選型必要性

在配電變壓器設(shè)計及應(yīng)用過程中，配電變壓器的設(shè)計選型屬于十分重要的內(nèi)容，同時也是必要內(nèi)容。具體而言，其必要性主要體現(xiàn)在以下幾個方面：首先，配電變壓器設(shè)計選型屬于能源節(jié)約的必要需求，近幾年來，隨著社會經(jīng)濟不斷快速發(fā)展，社會上企業(yè)也不斷增加，且生產(chǎn)能力也在不斷提升，在實際生產(chǎn)過程中所需要電也不斷增加，然而，我國煤炭資料仍舊比較缺乏，火力發(fā)電廠中所使用原料比較缺乏，而水力發(fā)電廠的發(fā)電能力又在很大程度上受到季節(jié)因素影響，電力供需矛盾已經(jīng)成為越來越重要的社會問題。為能夠使這一情況得以較好解決，必要任務(wù)就是要實現(xiàn)電能節(jié)約，需要節(jié)約用電，而為能使這一目標(biāo)得以較好實現(xiàn)，首先任務(wù)就是應(yīng)當(dāng)選擇節(jié)能變壓器，使變損降低，使變壓器工作效率得以提升。其次，配電變壓器設(shè)計選型在用戶安全經(jīng)濟用電方面屬于必然需求，對于用戶而言，實行配電變壓器設(shè)計選型，其目的主要就是保證自身能夠安全經(jīng)濟用電。一方面而言，用戶對于用電可靠性具有一定要求，因而在實際設(shè)計過程中應(yīng)當(dāng)選擇符合標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)配電變壓器型號，不能單純求新或者為節(jié)約資金而選淘汰產(chǎn)品;另一方面而言，使用戶在配電工程方面的一次投資及運行成本降低，在實際設(shè)計選型過程中，可依據(jù)變壓器運行環(huán)境、負(fù)荷情況，對最合適變壓器型號進行合理選擇，從而使用戶需求能夠得以較好滿足，使節(jié)約投資得以實現(xiàn)，使損耗得以降低。

2配電變壓器的設(shè)計與選型

2.1 變壓器型式選擇

通常情況下，配電變壓器的型式主要涵蓋干式變壓器和油浸式變壓器。就目前具體狀況來說，干式變壓器在實際中的應(yīng)用極為廣泛，如SC（B）7、SC（B）9、SC（B）10等等，SC（B）10作為一種新型的干式配電變壓器，有著很強的應(yīng)用優(yōu)勢，而且干式變壓器可以節(jié)約33%的空載損耗和15%的負(fù)載損耗，有著噪聲低的顯著優(yōu)勢，在特定環(huán)境下，其負(fù)載能力可以達到額定容量的1.5倍，相對于油浸式變壓器，干式變壓器有著無油化、低噪音、占地面積小、可靠強的顯著優(yōu)勢，但是也存在著容量有限、成本高的缺點。在國內(nèi)變壓器市場上，油浸式變壓器占據(jù)著主導(dǎo)地位，如常見的型號有S7、S9、S11等等，特別是S11型號應(yīng)用極為廣泛，主要是對10kV變壓器設(shè)計經(jīng)驗利用，尤其是在負(fù)荷容量在1600kV·A情況下，且負(fù)荷不具有顯著沖擊的狀況下得到廣泛應(yīng)用，電力企業(yè)需要根據(jù)配電系統(tǒng)的特定要求與需求合理設(shè)計和選擇配電變壓器，努力保障實際需求得到滿足。

2.2變壓器容量合理選擇

在配電變壓器設(shè)計選型過程中，變壓器容量選擇屬于基本工作，在變壓器容量選擇過程中，其基本依據(jù)就是具體負(fù)荷性質(zhì)以及負(fù)荷情況，應(yīng)當(dāng)對用戶發(fā)展現(xiàn)狀進行合理分析，并且應(yīng)當(dāng)對其遠景規(guī)劃進行合理預(yù)測，對變壓器實行綜合配置。就目前實際情況而言，在變壓器容量選擇中最常用方法就是總體費用最小法，而變壓器總體費用所指的就是在變壓器使用整個過程中，在變壓器中所投資的經(jīng)濟費用以及所損耗相關(guān)經(jīng)濟費用，在對變壓器容量進行選擇方面，通過對這種方法進行應(yīng)用，可保證得到較理想經(jīng)濟效益。具體而言，變壓器總體費用主要包括三個方面內(nèi)容，即購買變壓器所需成本費用，空載損耗所產(chǎn)生費用，以及負(fù)載損耗所產(chǎn)生費用，對空載損耗費用及負(fù)載損耗費用產(chǎn)生影響的因素主要包括電價、金融情況以及相關(guān)大型工程等內(nèi)容。

2.3配電變壓器聯(lián)結(jié)組別

就目前配電變壓器聯(lián)結(jié)組別而言，主要包括Yyn0和Dyn11兩種形式，而Dyn11聯(lián)結(jié)組別形式可以有效抑制負(fù)載端出現(xiàn)的相關(guān)高次諧波電流，以此來避免產(chǎn)生波形畸變狀況，大大提升了電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，在配電變壓器中一般會選擇雙圈變模式，在原邊外施加正弦波電壓的狀況下，電勢與磁通也會表現(xiàn)為正弦波，因為鐵心飽和因素的作用，空載電流會呈現(xiàn)出尖頂波，不僅僅涵蓋基波，而且還涵蓋高次諧波，尤其是對于二次諧波，幅值特別大。選擇Dyn11聯(lián)結(jié)組別形式，針對激磁電流中高次諧波電流而言，在原邊接成二角形的基礎(chǔ)上，在原邊有環(huán)流形成，激磁電流會呈現(xiàn)出尖頂波，而且原邊電勢和激磁磁通都會呈現(xiàn)出正弦波，與此有關(guān)聯(lián)的副邊感應(yīng)電勢也會呈現(xiàn)出正弦波的形式，以此來很好地抑制副邊二次諧波電勢，并避免負(fù)荷電流產(chǎn)生波形畸變的狀況。與此同時，選擇Dyn11聯(lián)結(jié)組別模式，能夠充分利用配電變壓器設(shè)備容量，尤其是在以單相負(fù)荷為主而有二相不平衡出現(xiàn)的變壓器中特別適用，因此，電力企業(yè)要盡可能地選擇Dyn11聯(lián)結(jié)組別形式，充分發(fā)揮出配電變壓器的各種功能，提升配電變壓器的工作效率。

2.4測量互感器和配電變壓器的一體化設(shè)計

目前，隨著我國科學(xué)技術(shù)的進步，配電變壓器也逐漸發(fā)展起來，智能化技術(shù)在配電變壓器中的有效應(yīng)用，能夠為配電變壓器中的各個零件和使用功能提供更好的保護，從而在整體方面提高配電變壓器運行的穩(wěn)定性和安全性。智能化技術(shù)在配電變壓器中的使用是為了能夠更好的解決配電變壓器運行中的問題，因此相關(guān)技術(shù)研究人員應(yīng)該從測量互感器和配電變壓器兩方面入手進行科學(xué)設(shè)計。從而讓配電變壓器能夠滿足新時期發(fā)展的需要。在具體設(shè)計過程中可以從以下幾點入手：①以常規(guī)變壓器結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，隨后在高低壓的引出線中多設(shè)置一些電流傳感器。讓傳感器數(shù)量保持在高壓線和低壓線中各三只的狀態(tài)，從而全面收集電流信息，防止遺漏問題的發(fā)生。②在高壓線的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，可以適當(dāng)增加相關(guān)測量繞組，測量繞組其實就和電壓互感器的作用一樣，能夠深入分析了解電壓情況，將其轉(zhuǎn)化為一種高壓電電壓信號，從而對配電變壓器能夠進行智能化處理，在最大程度上減少內(nèi)部和外部因素對配電變壓器所產(chǎn)生的不利影響，促進配電變壓器的平穩(wěn)順利運行。

結(jié)語

在當(dāng)前配電變壓器實際運行過程中，為能夠使其運行安全性及有效性得到較好保證，應(yīng)當(dāng)對配電變壓器實行繼電保護，因而對配電變壓器繼電保護進行合理設(shè)計也就十分重要。作為相關(guān)設(shè)計工作人員，應(yīng)當(dāng)對配電變壓器繼電保護設(shè)計加強重視及認(rèn)識，并且應(yīng)當(dāng)從各個方面入手實行設(shè)計，從而使繼電保護設(shè)計更加符合實際需求。

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（作者單位：山東達馳電氣有限公司）