配电变压器过负荷的原因及对策探讨

配电变压器过负荷的原因及对策探讨 摘要 随着配电变压器过负荷现象逐渐突出 影响配 电网的安全运行 文章研究了配电变压器过负荷的主要原因 提出了一系列有效的解决方案 并且在实践中取得了很好的 效果 关键词 配电变压器 过负荷 容量 中图分类号 TM592 文献标识码 A 文章编号 配电变压器作为终端变压器 它把供电网络的电压转换 为用装置或电设备直接使用的电压 它对电力分配 输送和 使用过程中发挥着非常重要的核心作用 并且它被广泛地应 用于各个行业 城市配电变压器主要是提供低压动力 居 民 商业等用户 其运行状况的好坏直接关系到千家万户的 生活 1 配电变压器过负荷的原因分析 电力供应是否能够正常运行 配电变压器运行的可靠 性起着非常重要的作用 根据某供电公司的统计 当前配电 变压器存在的主要问题有过负荷 油温高 漏油 电流大 等 而对于配电变压器故障中 由于过负荷引起的故障占到了 总故障的很大一部分 对更换的配电变压器的统计 它的平均 使用寿命约 10 8 a 远低于 20 a 的规则使用年限 这些问题 大多数是由于变压器的过负荷引起的 1 1 配电变压器供电能力不足 由于变台整体容量增长幅度低于用电负荷的增长幅度 所以使得许多变台超负荷供电的可靠性下降 1 2 单台配电变压器设计容量偏小 单台配电变压器容量设计主要是根据不同的负荷密度 和供电半径来设计的 考虑每个周期的负荷增长情况来决定 的 但是计算得到的设计容量低于目前实际使用容量 造成 这一状况的原因主要有 a 设计年增长率偏低 过去在考虑每个负荷自然增长率 时一般都以年增长 5 计算 10 a 后负荷增长约为 65 而最 近几年 负荷增长较快 单台台区负荷年增长均超过 10 从而 造成目前已运行的配电变压器普遍容量不足 b 设计负荷密度偏小 许多配电变压器为 90 年代初设 计的 当时地区负荷密度普遍不高 目前重要城区负荷密度 一般大于 500 kW km2 因此配电变压器经济容量应不小于 200 kV A 但统计发现 目前容量小于 200 kV A 的配变变 压器较多 不能满足用户的用电需求 1 3 部分台区分布不合理 配电变压器向用户输送电能是通过低压网络线路实现 的 配电变压器和低压线路成为了一个整体 亦称台区 通过 分析 部分变台是由于台区分布不合理引起的 不能简单地靠 更换大容量的配电变压器解决问题 还要考虑台区的总损失 即总的经济效率 例如 图 1 所示台区欲在 B 点 50 m 处增 加 116A 的负荷 有 2 种供电方案供选择 图 1 台区分布图 方案 1 只将 SJ 100 10 变压器更换为 SJ 180 10 型 满足 容量增长的要求 详见图 2 图 2 更换大容量变压器图 b 方案 2 调整现有台区所带负荷 将线路从 B 点断开 在 C 点新安装一台 SJ 100 10 变压器供电 详见图 3 图 3 调整网络结构图 2 种方案的计算结果见表 1 表 12 种方案的计算结果对比 项目负载率 线损 PX kW 铁损 P kW 铜损 P kW 总损失 P kW 方 案 1 0 91 14 986 1 2 3 31 19 496 方案 2 原台区 0 733 3 24 0 73 1 29 新台区 0 84 3 87 0 73 1 67 11 55 通过计算 的结果可以明显看出 2 种方案均满足供电负荷要求 但是方 案 2 的总损失仅为方案 1 的 59 2 1 4 监测手段落后 变压器负荷随时间发生变化 靠运行人员使用钳型电流 表按选定时间到现场进行测量 不可能做到同时间测量全部 配变 测量数据本身也有一定的误差 因此解决配电变压器 过负荷问题应从加强日常管理入手 提高管理效率 达到高效 可靠和经济的要求 解决措施和方案 配电变压器容量选择是否合理 对变压器的安全经济 运行至关重要 通常 在确定配电变压器容量以前 应调 查了解单位的用电性质 负荷情况 用电设备数量和容量 kW 在哪些季节使用 每天使用多少小时 同时使用的 设备总共有多少千瓦 最大台直接启动的电动机的容量是 多少千瓦等 使其经常处于经济负荷运行状态 具体的说 选择配电变压器的容量应遵循以下原则 1 要使变压器的 容量得到充分利用 配电变压器的备用容量不能过大 一 般情况下 所带负荷应为变压器额定容量的 75 左右 为 了保证电动机能顺利启动 应考虑最大一台直接启动的电 动机的容量与变压器的容量相匹配 对于一般全压启动的 异步电动机的功率 不宜超过配电变压器容量的 30 同 时还要保证最大一台电动机启动时 其他设备端子电压降 不能低于额定电压的 25 否则要采取降压启动 2 变压 器的运行要经济 可靠 并留有一定的发展余地 3 应选 择低耗节能型变压器 使配电变压器的容量和低压电网的 供电范围相适应 三相负荷应尽量平衡 不得使用一相或 两相供电 其中性线或保护中性线的电流 不应超过低压 侧额定电流的 25 变压器的过负荷电流超过其额定电流 时 将使绕组发热 轻则影响其使用寿命 重则烧坏变压 器 为了防止变压器过负荷 必要时予以调整解决 使日 常的负荷虽略有高低 但不致有过负荷的情况发生 另一 方面 常在配电变压器低压侧出线处装设熔断器保护 以 便在其负荷超过额定值的一定数量时 启动熔断器的熔丝 熔断而切断其负荷 然后及时地进行负荷调整处理 低压 侧熔断器一般按变压器额定电流的 120 来选择 即按过负 荷的 20 选择 由于公用配电变压器的低压侧一般未装设 低压配电屏等设备 熔断器熔丝过大时 无法装设 因而 在配电变压器容量超过 75kVA 时 一般不装设低压侧的熔 断器 而采用适当选择高压侧跌落式熔断器的办法来解决 此时 跌落式熔断器按其高压侧额定电流的 1 3 1 5 倍来 选择 变压器的过负荷保护是反应变压器正常运行时的过 载情况 一般动作于信号 配电变压器的过负荷电流在大 多数情况下都是三相对称的 因此过负荷保护只需要在一 相上装一个电流继电器 即用电流继电器来实现变压器的 过负荷保护 为了防止短路时 发生不必要的信号 需装 设一个时间继电器 使其动作时限大于过电流保护装置的 动作时限 一般采用 10 15s 针对上述问题 解决配电变压 器过负荷的总体思路就是要达到供需平衡 即供电容量增长 幅度符合用电负荷的增长要求 2 1 更换 3 类变压器 根据巡视检查并结合相关的运行规定 对于漏油严重 在设备定级中满足 3 类设备条件不能健康经济运行的变台 予以更换 2 2 调整台区的负荷 在对配电变压器按照负荷密度选择容量的基础上 需进 行单台变压器效率和损失比较 以合理配置变压器容量 实 际核算中 可以通过损失计算和绘制效率曲线达到配电变压 容量既满足设计容量要求又符合效率要求的原则 利用大修 进行台区变台改造 调整台区负荷 优化负荷分布 通过优化 低压线路网络配置 合理规划台区负荷分布 进行变台台区改 造 降低配电台区总的电能损耗 解决变台过负荷问题 提高经 济效益 2 3 提高检测监控技术手段 要改变配网设备动态管理上的落后局面 应提高管理水 平 提高配电变压器监视 监控水平 实现配网系统监控 实 时数据 状态监测 报表打印等自动功能 并逐步与 MIS 系 统及负控 自动化系统联网 实现信息共享 3 结束语 配电变压器过负荷直接影响到用户供电的可靠性和变 压器的使用寿命 城区变台容量设计应以超前的意识充分考 虑当地社会和经济的发展 配电变压器容量选择和台区的分 布在满足用户供电的同时还应考虑整个台区变压器的经济 运行 同时 应依靠科技进步 不断提高监控检测手段 优化配 电变压器的运行状况 提高用户的供电可靠性 达到社会 企 业双赢的效果 参考文献 1 纪瑞明 配电网运行与检修 M 北京 工人出版社 1983 2 王琼 蓝耕 配电线路 M 北京 中国电力出版社 2001 3 宋连库 王树声 配电线路实用技术 M 哈尔滨 黑龙江 科学技术出版