配電變壓器的設(shè)計(jì)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(yùn)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(jì)與選型是保障變壓器運(yùn)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(jì)選型的必要性，就配電變壓器的設(shè)計(jì)選型工作進(jìn)行深入探討，旨在提升電力企業(yè)配電變壓器設(shè)計(jì)選型質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】配電變壓器;設(shè)計(jì)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(duì)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(kāi)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(jì)選型必要性

在配電變壓器設(shè)計(jì)及應(yīng)用過(guò)程中，配電變壓器的設(shè)計(jì)選型屬于十分重要的內(nèi)容，同時(shí)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(gè)方面：首先，配電變壓器設(shè)計(jì)選型屬于能源節(jié)約的必要需求，近幾年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷快速發(fā)展，社會(huì)上企業(yè)也不斷增加，且生產(chǎn)能力也在不斷提升，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中所需要電也不斷增加，然而，我國(guó)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(lái)越重要的社會(huì)問(wèn)題。為能夠使這一情況得以較好解決，必要任務(wù)就是要實(shí)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(shí)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(jì)選型在用戶安全經(jīng)濟(jì)用電方面屬于必然需求，對(duì)于用戶而言，實(shí)行配電變壓器設(shè)計(jì)選型，其目的主要就是保證自身能夠安全經(jīng)濟(jì)用電。一方面而言，用戶對(duì)于用電可靠性具有一定要求，因而在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)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(hào)，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(yùn)行成本降低，在實(shí)際設(shè)計(jì)選型過(guò)程中，可依據(jù)變壓器運(yùn)行環(huán)境、負(fù)荷情況，對(duì)最合適變壓器型號(hào)進(jìn)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(shí)現(xiàn)，使損耗得以降低。

2配電變壓器的設(shè)計(jì)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(lái)說(shuō)，干式變壓器在實(shí)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(qiáng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，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(shì)，在特定環(huán)境下，其負(fù)載能力可以達(dá)到額定容量的1.5倍，相對(duì)于油浸式變壓器，干式變壓器有著無(wú)油化、低噪音、占地面積小、可靠強(qiáng)的顯著優(yōu)勢(shì)，但是也存在著容量有限、成本高的缺點(diǎn)。在國(guó)內(nèi)變壓器市場(chǎng)上，油浸式變壓器占據(jù)著主導(dǎo)地位，如常見(jiàn)的型號(hào)有S7、S9、S11等等，特別是S11型號(hào)應(yīng)用極為廣泛，主要是對(duì)10kV變壓器設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)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(jì)和選擇配電變壓器，努力保障實(shí)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(jì)選型過(guò)程中，變壓器容量選擇屬于基本工作，在變壓器容量選擇過(guò)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(duì)用戶發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行合理分析，并且應(yīng)當(dāng)對(duì)其遠(yuǎn)景規(guī)劃進(jìn)行合理預(yù)測(cè)，對(duì)變壓器實(shí)行綜合配置。就目前實(shí)際情況而言，在變壓器容量選擇中最常用方法就是總體費(fèi)用最小法，而變壓器總體費(fèi)用所指的就是在變壓器使用整個(gè)過(guò)程中，在變壓器中所投資的經(jīng)濟(jì)費(fèi)用以及所損耗相關(guān)經(jīng)濟(jì)費(fèi)用，在對(duì)變壓器容量進(jìn)行選擇方面，通過(guò)對(duì)這種方法進(jìn)行應(yīng)用，可保證得到較理想經(jīng)濟(jì)效益。具體而言，變壓器總體費(fèi)用主要包括三個(gè)方面內(nèi)容，即購(gòu)買(mǎi)變壓器所需成本費(fèi)用，空載損耗所產(chǎn)生費(fèi)用，以及負(fù)載損耗所產(chǎn)生費(fèi)用，對(duì)空載損耗費(fèi)用及負(fù)載損耗費(fèi)用產(chǎn)生影響的因素主要包括電價(jià)、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(lái)避免產(chǎn)生波形畸變狀況，大大提升了電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，在配電變壓器中一般會(huì)選擇雙圈變模式，在原邊外施加正弦波電壓的狀況下，電勢(shì)與磁通也會(huì)表現(xiàn)為正弦波，因?yàn)殍F心飽和因素的作用，空載電流會(huì)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(duì)于二次諧波，幅值特別大。選擇Dyn11聯(lián)結(jié)組別形式，針對(duì)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(huì)呈現(xiàn)出尖頂波，而且原邊電勢(shì)和激磁磁通都會(huì)呈現(xiàn)出正弦波，與此有關(guān)聯(lián)的副邊感應(yīng)電勢(shì)也會(huì)呈現(xiàn)出正弦波的形式，以此來(lái)很好地抑制副邊二次諧波電勢(shì)，并避免負(fù)荷電流產(chǎn)生波形畸變的狀況。與此同時(shí)，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(cè)量互感器和配電變壓器的一體化設(shè)計(jì)

目前，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，配電變壓器也逐漸發(fā)展起來(lái)，智能化技術(shù)在配電變壓器中的有效應(yīng)用，能夠?yàn)榕潆娮儔浩髦械母鱾€(gè)零件和使用功能提供更好的保護(hù)，從而在整體方面提高配電變壓器運(yùn)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(yùn)行中的問(wèn)題，因此相關(guān)技術(shù)研究人員應(yīng)該從測(cè)量互感器和配電變壓器兩方面入手進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)。從而讓配電變壓器能夠滿足新時(shí)期發(fā)展的需要。在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中可以從以下幾點(diǎn)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(wèn)題的發(fā)生。②在高壓線的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以適當(dāng)增加相關(guān)測(cè)量繞組，測(cè)量繞組其實(shí)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(hào)，從而對(duì)配電變壓器能夠進(jìn)行智能化處理，在最大程度上減少內(nèi)部和外部因素對(duì)配電變壓器所產(chǎn)生的不利影響，促進(jìn)配電變壓器的平穩(wěn)順利運(yùn)行。

結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)前配電變壓器實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，為能夠使其運(yùn)行安全性及有效性得到較好保證，應(yīng)當(dāng)對(duì)配電變壓器實(shí)行繼電保護(hù)，因而對(duì)配電變壓器繼電保護(hù)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)也就十分重要。作為相關(guān)設(shè)計(jì)工作人員，應(yīng)當(dāng)對(duì)配電變壓器繼電保護(hù)設(shè)計(jì)加強(qiáng)重視及認(rèn)識(shí)，并且應(yīng)當(dāng)從各個(gè)方面入手實(shí)行設(shè)計(jì)，從而使繼電保護(hù)設(shè)計(jì)更加符合實(shí)際需求。

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（作者單位：山東達(dá)馳電氣有限公司）