變壓器的選擇與使用

張志煒

摘要：電力變壓器是電力系統(tǒng)中輸配電的重要設(shè)備，合理的選擇和使用變壓器對(duì)于保證電力正常運(yùn)行，降低運(yùn)行成本意義重大。本文對(duì)變壓器的選擇與使用進(jìn)行分析，并特別對(duì)農(nóng)村變壓器的選擇使用進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵字：變壓器選擇 變壓器使用 農(nóng)村變壓器

【分類號(hào)】：TM73

一、變壓器的選擇

（一）配電變壓器的型式選擇

配電變壓器型式眾多，下面對(duì)幾種常見變壓器進(jìn)行分析。

1、油浸式變壓器

油浸式配電變壓器主要適用于桿上架設(shè)、箱式變電站和單獨(dú)設(shè)立配電變壓器室的配電室與變電所，價(jià)格便宜，損耗低，關(guān)鍵部件全部密封在變壓器油中，其絕緣和冷卻效果好，適應(yīng)性強(qiáng)，在配網(wǎng)中應(yīng)用廣泛。其缺點(diǎn)是：①變壓器油具有可燃性，防火要求高，用于變電所（配電室）需單獨(dú)設(shè)立配電變壓器室，占地面積大；②抗短路能力差；③如果密封不良滲漏油嚴(yán)重，影響設(shè)備安全運(yùn)行，同時(shí)污染環(huán)境；④絕緣按A級(jí)絕緣設(shè)計(jì)、制造，耐溫等級(jí)低；⑤充油設(shè)備需定期檢查、維護(hù)。

2、干式配電變壓器

干式配電變壓器主要適用于室內(nèi)配電，占地面積小，可與SF斷路器及真空開關(guān)設(shè)備同室布置，抗過載能力強(qiáng)，阻燃性能好，可選耐溫等級(jí)高，抗短路能力強(qiáng)，免維護(hù)，在變電所應(yīng)用廣泛。其缺點(diǎn)是：①對(duì)環(huán)境要求高，密封性差，不宜在室外使用；②價(jià)格偏高；③比同等級(jí)油浸式配電變壓器損耗大；④維修不便；⑤如風(fēng)機(jī)損壞或電源故障冷卻效果差。

3、單相配電變壓器的應(yīng)用

單相配電變壓器體積小，可單桿架設(shè)，很容易深入負(fù)荷中心供電；單相配電變壓器本身損耗低，又可靠近居民端供電，大大減小低壓線路損耗；由于單相配電變壓器出線為3根（不同于三相四線），節(jié)約了低壓線路投資成本。因此，單相配電變壓器符合小容量密布點(diǎn)指導(dǎo)思想，近幾年來在配電網(wǎng)得以廣泛使用。主要用于城市居住區(qū)、別墅區(qū)、路燈和農(nóng)村小范圍相對(duì)集中居住的地區(qū)。但是由于單相配電變壓器容量小、只能單相輸出等因素，在小動(dòng)力零散分布地區(qū)和城市多層、高層建筑密集的小區(qū)不能合理、經(jīng)濟(jì)的使用。

（二）變壓器容量的選擇

供配電變壓器容量的合理選用應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)要求：

1、變壓器額定容量應(yīng)能滿足全部用電負(fù)荷的需要，即滿足全部用電設(shè)備總計(jì)算負(fù)荷需要，不能使變壓器長期處于過負(fù)荷狀態(tài)運(yùn)行。

2、變壓器選用容量不宜過大或過小。對(duì)于具有兩臺(tái)及以上變壓器的變配電所，應(yīng)考慮其中任何一臺(tái)變壓器故障時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能滿足一、二類用電負(fù)荷的需要。

3、選用變壓器容量種類應(yīng)盡量少，達(dá)到運(yùn)行靈活、維修方便又能減少備用變壓器臺(tái)數(shù)。除上述幾點(diǎn)基本要求外，還要考慮到變壓器的運(yùn)行效率，使變壓器運(yùn)行時(shí)有功功率損失和無功功率消耗最低。

二、變壓器的使用

配電變壓器投入運(yùn)行后，應(yīng)按時(shí)對(duì)配電變壓器周圍進(jìn)行巡視。對(duì)通道內(nèi)易引起配電變壓器故障的樹木進(jìn)行清除，防止樹枝碰在導(dǎo)線上引起短路燒壞配電變壓器；對(duì)臨近配電變壓器的廣告牌等進(jìn)行查看，防止大風(fēng)刮倒造成配電變壓器故障。

配電變壓器10KV避雷器絕緣擊穿，特別是在雨季、大風(fēng)和雪等惡劣天氣條件下，單相接地故障頻發(fā)，要定期清理配電變壓器上的污垢，檢查套管有無閃絡(luò)放電，接地是否良好，牢固可靠，對(duì)接地裝置的接地電阻進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試時(shí)間避開雷雨季節(jié)，一般選擇3月份進(jìn)行。100KVA及以上變壓器接地電阻不大于4歐姆，100KVA以下變壓器接地電阻不大于10歐姆。堅(jiān)持每年一次預(yù)防性實(shí)驗(yàn)，高、低壓側(cè)要規(guī)范安裝避雷器，并對(duì)高、低壓避雷器進(jìn)行全面檢測(cè)，及時(shí)更換不合格避雷器。在使用配電變壓器時(shí)，應(yīng)經(jīng)常檢查變壓器油色、油位變化情況，有無滲漏現(xiàn)象。如有滲漏，應(yīng)及時(shí)處理，首先找出確切滲漏點(diǎn)，如果是焊接滲漏要采取補(bǔ)焊措施，如果是密封滲漏則要改善密封質(zhì)量，可采用石棉盤、軟墊等材料。同時(shí)及時(shí)清掃配電變壓器外殼油污、雜物等。檢查套管油污閃絡(luò)放電，接地是否良好。

定期檢測(cè)配電變壓器的油溫，特別是在負(fù)荷變化大、溫差大、氣候惡劣的天氣下要增加巡視次數(shù)。

配電變壓器容量要滿足負(fù)荷發(fā)展要求，隨著用戶用電量加大，有些配電變壓器可能超負(fù)荷，日常管理工作中要定期進(jìn)行負(fù)荷測(cè)試，在負(fù)荷高峰期，加強(qiáng)對(duì)每臺(tái)配電變壓器的負(fù)荷測(cè)量工作，必要時(shí)增加測(cè)量次數(shù)，如果配電變壓器過負(fù)荷較多或者過負(fù)荷時(shí)間長就會(huì)使配電變壓器絕緣過早老化，降低使用壽命，及時(shí)更換超負(fù)荷運(yùn)行的配電變壓器。

三、農(nóng)村變壓器的選擇與使用

（一）農(nóng)村變壓器的選擇

農(nóng)網(wǎng)新建或改造時(shí)，配電變壓器應(yīng)依據(jù)“小容量、密布點(diǎn)、短半徑”原則進(jìn)行定位并合理選擇。

對(duì)于村莊較小、用電戶數(shù)少、負(fù)荷又比較集中、需1臺(tái)配電變壓器供電的，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)有負(fù)荷及發(fā)展規(guī)劃，盡量將配電變壓器安裝在負(fù)荷中心，從配電變壓器的低壓出口到每個(gè)負(fù)荷點(diǎn)，輻射式向四周延伸，供電半徑以不超過500m為宜。

對(duì)于村莊較大、用電戶數(shù)多、負(fù)荷分布不均的村莊，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷分布及村莊規(guī)劃，采用短距離、小容量、多臺(tái)變壓器供電方式，同時(shí)還應(yīng)盡量避開車輛、行人較多的場所，選擇便于更換和檢修設(shè)備的地方。

近年來，國家新開發(fā)的節(jié)能型10kV配電變壓器有S11，S13，S15等系列。S11系列變壓器是在過去使用的S9系列基礎(chǔ)上改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選用超薄型硅鋼片，進(jìn)一步降低空載損耗而開發(fā)出來的。目前S11系列變壓器的空載損耗比S9系列降低了30%，但投資相對(duì)稍高。配電網(wǎng)新建或改造時(shí)，應(yīng)多選用新的節(jié)能型低損耗變壓器，即逐步更換為S13或S15系列配電變壓器，全部淘汰高損耗配電變壓器。

配電變壓器容量選擇過大既增加一次性投資，又增加空載損耗；容量選擇太小，則會(huì)造成變壓器過負(fù)荷運(yùn)行，損耗增加，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致變壓器的燒毀。為此，在選擇配電變壓器容量時(shí)，應(yīng)按當(dāng)?shù)貙?shí)際負(fù)荷并結(jié)合5～10年電力發(fā)展中長期規(guī)劃來選定，通常按45%～70%負(fù)荷率來選擇。另外，考慮到農(nóng)村用電季節(jié)性、時(shí)段性強(qiáng)，用電負(fù)荷波動(dòng)大的特點(diǎn)，有條件的村莊可采用母子變壓器或調(diào)容變壓器供電，以滿足不同季節(jié)、不同時(shí)間用電容量變化的需求。在選擇配電變壓器容量時(shí)，應(yīng)避免依據(jù)用電戶數(shù)多少，靠估計(jì)選擇變壓器容量的不合理現(xiàn)象，應(yīng)進(jìn)行科學(xué)分析計(jì)算，避免發(fā)生“大馬拉小車”的現(xiàn)象。

（二）農(nóng)村變壓器的使用

根據(jù)農(nóng)村低壓電力技術(shù)規(guī)程規(guī)定，農(nóng)村配電變壓器低壓電力網(wǎng)的運(yùn)行方式有IT系統(tǒng)、IN-C系統(tǒng)及TT系統(tǒng)三種。IT系統(tǒng)是指農(nóng)村對(duì)安全有特殊要求或排灌專用配電變壓器低壓電力網(wǎng)，并宜采用中性點(diǎn)不接地，電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分保護(hù)接地方式；IN-C系統(tǒng)是指農(nóng)村城鎮(zhèn)、工礦企業(yè)配電變壓器低壓電力網(wǎng)，并宜采用中性點(diǎn)直接接地，電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分接零方式；TT系統(tǒng)是指農(nóng)村居民用電及其他用電的配電變壓器低壓電力網(wǎng)并宜采用中性點(diǎn)直接接地，電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分保護(hù)接地方式，且TT系統(tǒng)應(yīng)安裝漏電保護(hù)器。

農(nóng)村配電變壓器低壓電力網(wǎng)經(jīng)過改造后，如線路干線和支線的各項(xiàng)安全技術(shù)指標(biāo)都符合標(biāo)準(zhǔn)，且裝有末端漏電保護(hù)器。此類配電變壓器的低壓側(cè)運(yùn)行方式就可變?yōu)楣S系統(tǒng)，即將配電變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)直接接地改為不接地，拆除漏電總保護(hù)器，且在配電變壓器低壓測(cè)裝設(shè)一個(gè)測(cè)量相線和零線對(duì)地交流阻抗的裝置，并定期測(cè)試，及時(shí)處理接地故障。這樣，既保證供電安全，又確保供電可靠性，利大弊小。為防止由于零線斷線加三相負(fù)荷不平衡引起的某相過電壓和接戶線錯(cuò)接成380V，損壞家用電器，家用漏電斷路器應(yīng)選用帶過電壓功能的。另外為防止大氣過電壓和配電變壓器高低壓擊穿等故障，配電變壓器低壓各相和中性點(diǎn)應(yīng)按規(guī)程裝設(shè)低壓避雷器，低壓線路按規(guī)程每年清掃一次，準(zhǔn)備臨時(shí)用電的接電箱等管理。配電變壓器低壓測(cè)運(yùn)行方式如能按上述要求改為IT系統(tǒng)，可以提高用電安全性和供電可靠性并減輕農(nóng)電管理人員處理漏電總保護(hù)器頻繁跳閘的沉重負(fù)擔(dān)，并提高電力部門的服務(wù)水平。

參考文獻(xiàn)

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