配電變壓器過負荷運行原因的研究

艾民

摘 要：目前，電網(wǎng)的建設、運行均受到了配電變壓器過負荷運行的限制?；诖?，本文將以監(jiān)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(lián)運行、進行變壓器增容、實現(xiàn)自動調(diào)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(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)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(yè)中，進而其運行狀態(tài)與電力用戶的用電質(zhì)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(jiān)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(jiān)測，現(xiàn)在多采用全天候全時段監(jiān)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(yè)中運轉的設備功率和數(shù)量不同，變壓器的負荷會發(fā)生變化，而現(xiàn)有監(jiān)測系統(tǒng)對不同時段進行負荷監(jiān)測的能力較差，導致電力企業(yè)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(yè)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(qū)域，相關人員在進行負荷計算時發(fā)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(tài)，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(wěn)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(wěn)定性，但是很多電力企業(yè)為了節(jié)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(jīng)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(fā)生故障時，會導致整個配電變壓器系統(tǒng)處于過負荷運行狀態(tài)。

（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(nèi)用電增長率進行估算，保證配電變壓器在其工作壽命內(nèi)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(qū)域的規(guī)劃、人口增長率都有較為詳細的了解。但是由于我國現(xiàn)已進入快速發(fā)展期，各個配電區(qū)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(shù)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(yè)用電增加。目前很多配電變壓器會向各種企業(yè)供電，然而在新時期，各類企業(yè)會增加產(chǎn)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(lián)運行

配電變壓器出現(xiàn)過負荷運行的原因之一是單一線路內(nèi)出現(xiàn)較大的工作壓力，在此基礎上設法實現(xiàn)并聯(lián)運行，實現(xiàn)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(lián)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(lián)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(guī)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(lián)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(lián)態(tài)勢滿足工作要求同時實現(xiàn)經(jīng)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(xiàn)有供電工作開展全面分析調(diào)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(guī)數(shù)據(jù)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(shù)的最大值為線性約束條件，構建若干參數(shù)圖，將所有參數(shù)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(xiàn)有變壓器工作參數(shù)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?shù)?0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(xiàn)自動調(diào)容

自動調(diào)容是指在現(xiàn)有基礎上強化變壓器的自動化工作能力，無論是并聯(lián)運行模式下的工作系統(tǒng)還是增容的變壓器工作系統(tǒng)，都擁有進行自動化改造的空間和必要。要求各地收集當?shù)赜秒娦畔⑶闆r，并收集與其對應的變壓器工作態(tài)勢，要求獲取至少2000個工作樣本，應用K近鄰算法進行大規(guī)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(nèi)，選取若干標準K值（以當?shù)刈儔浩鞴ぷ餍枰唧w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(xiàn)連接。變壓器工作出現(xiàn)任何變化，都可以通過智能設備給予感知、自適應調(diào)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(lián)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(xiàn)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(guī)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(wǎng)湖北省電力有限公司孝昌縣供電公司）