淺談10千伏配電變壓器的選型和維護

徐蓓君

摘要??變壓器在用戶配電系統(tǒng)中處于核心位置，是系統(tǒng)運行重要的主設備，本文著重探討用戶10千伏配電站變壓器兩個階段需考慮的問題。第一階段是設備選型階段，應從經濟節(jié)能、運行方式的角度選擇變壓器的容量、規(guī)格、數(shù)量配置等;第二階段是運行維護階段，應考慮如何進行有效的運行管理并及時發(fā)現(xiàn)不安全隱患。

正文

隨著經濟建設的飛速發(fā)展，建設并管理好企業(yè)的配電體系是進一步取得經濟和社會效益的重要前提條件之一。在我從事用電營銷工作中，接觸到的具有一定規(guī)模的企業(yè)以10千伏供電居多，10千伏配電變壓器的使用具有相當?shù)钠毡樾浴?/p>

首先，項目投運前，設備選型階段：

一、10千伏配電變壓器數(shù)量的選擇

1、應滿足用電負荷對供電可靠性的要求，對供有大量一級和二級負荷變電所，宜裝有二臺及以上變壓器，以便變壓器在故障和檢修時，不影響一、二級負荷的繼續(xù)供電。對只有二級及以下而無一級負荷的變電所，也可以只采取一臺變壓器，但在低壓側應敷設與其他供電電源相連的線路作為備用電源。

2、對季節(jié)性負荷或晝夜負荷變化較大時，投入變壓器臺數(shù)可根據實際負荷經濟運行而定;

3、集中負荷較大時，雖為三級負荷，也可采用兩臺及以上變壓器。

4、一般情況下，動力和照明可共用變壓器，但當照明負荷較大或動力和照明采用共用變壓器嚴重影響照明質量及設備壽命時，應設置專用變壓器;在單相負荷較大時，宜設置單相變壓器;在沖擊性負荷較大、嚴重影響電能質量時，可設置沖擊負荷專用變壓器。

5、在確定變壓器臺數(shù)時，應考慮負荷的發(fā)展，留有一定的余地。

二、10千伏配電變壓器容量的選擇

1、只裝有一臺變壓器的變電所，配變容量SN，應滿足全部用電設備總計算負荷SCA的需要，即：SN≥SCA

2、裝有兩臺及以上配變的變電所，每臺配變的容量SN，應同時滿足以下兩個條件：

A、當其任一臺變壓器斷開時，其余變壓器的容量不應小于總計算負荷 SCA約60%的需要，即：（N-1）SN≈0.6SCA

B、當其任一臺變壓器斷開時，其余變壓器的容量應滿足一級負荷及二級負荷的用電（N-1）SN≥SCA（ⅰ+ⅱ）。

3、配電變壓器的容量上限，單臺容量一般不宜大于1600KVA，這是考慮到選用1600KVA及以下的變壓器，對一般廠區(qū)的負荷密度來說，更接近負荷中心，減少低壓配電系統(tǒng)的電能損耗。另一方面，低壓側開關設備的斷流能力也比較容易滿足要求。

5、適當考慮負荷（今后5-10年負荷）的發(fā)展，留有一定的余地，但同時又要顧及變壓器正常過負荷能力，避免資源浪費。

5、下面主要討論常用的雙繞組變壓器

變壓器在傳輸功率過程中，其自身要產生有功功率損耗（即空載損耗與負載損耗的總和）和無功功率損耗（由勵磁電流損耗和漏磁損耗兩部分組成）。

因此，應以綜合功率損耗最小，來確定經濟運行最佳方案。

以下為穩(wěn)態(tài)和動態(tài)時的綜合功率損耗△PZ和綜合功率損耗率△PZ%

穩(wěn)態(tài)：△PZ=P0Z+PkZβ2

△PZ%=（P0Z+PkZβ2）/（βSNCOSΦ+P0+PKβ2）*100%

動態(tài)：△PZ=P0Z+kTPkZβ2

△PZ%=（P0Z+kTPkZβ2）/（βSNCOSΦ+P0+kTPKβ2）*100%

式中 P0Z----變壓器綜合空載損耗，KW;

PkZ----變壓器綜合負載損耗，KW;

COSΦ----T時間段內變壓器計量側加權平均功率因數(shù);

β為平均負荷系數(shù) ，即一定時間內，變壓器平均輸出視在功率與其額定? ?容量之比。

以SCB10型變壓器為例，β值基本取0.75左右，又已知變壓器負荷，可以近似求出變壓器的容量，再選取該容量附近的常用容量形式，根據功率損耗△PZ的公式比較，則方便的求出變壓器的最佳容量。

三、10千伏配電變壓器種類的選擇

10千伏配電變壓器的常規(guī)使用分為油浸式和干式兩種變壓器（SF6變壓器不常用，在此不作討論）。

1、油浸式變壓器有著散熱好、損耗低、容量大、價格低的特點，所以在戶外或非易燃易爆、對負荷等級要求不高的場所，至今還是重要的產品。

2、干式變壓器不使用絕緣油冷卻，具有防水、防潮、耐高溫、難燃燒、防爆等優(yōu)點，對機場、地鐵、高層建筑等安全要求較高場所尤其適用。其中以環(huán)氧樹脂絕緣澆注應用較為廣泛，其具有體積小、重量輕、效率高、耐電壓沖擊等特點?，F(xiàn)在的10KV變電所已越來越多地應用干式變壓器。

四、10千伏配電變壓器接線組別的選擇

我國過去較多采用Yyn0的接線組別。它的主要特點是：1、三次諧波磁通將在金屬構件中引起渦流損耗;2、可以用四線制給不平衡負荷供電;3、在額定運行狀態(tài)下，每相的最大對地電壓為線電壓的1/，中性點電壓為零，所以繞組絕緣所承受的電壓強度較低。

目前，10千伏配變一般采用DYn11接線組別。它與Yyn0接線的同容量變壓器相比較，前者空載損耗和負載損耗略大于后者，但三次及以上的高次諧波電流在原邊接成△形條件下，與原邊接成Y形相比較，有利于單相接地短路故障的切除。還有，當接有單相不平衡負荷時，Yyn0接線變壓器要求中性線電流不超過低壓繞組額定電流的25%，嚴重限制了接用單相負荷的容量，影響了變壓器設備能力的充分利用。因而，在TN及TT系統(tǒng)的低壓電網中，宜采用DYn11的配電變壓器。

其次，項目運行后，設備管理、運行維護階段：

一、10千伏配電變壓器的經濟運行管理

1、提高功率因數(shù)

提高功率因數(shù)是一項重要的節(jié)電措施。提高功率因數(shù)既能降低變壓器的有功功率損耗，又能降低變壓器的無功功率損耗。

2、降低變壓器的運行溫度

變壓器的壽命取決于絕緣的老化，而絕緣的老化又取決于運行的溫度。油浸式變壓器在額定負荷下，繞組平均環(huán)境溫度為20℃，則最熱點溫度為98℃。在這個溫度下變壓器運行20年。如果變壓器過負荷運行，則溫度升高，壽命縮短。A級絕緣的變壓器，溫度每增加8℃，其壽命減少一半，所以，要盡量避免變壓器的過負荷運行。

3、電壓分接頭優(yōu)化運行

在正常運行管理中，定性優(yōu)選損耗最小的電壓分接頭：電源運行電壓較低、負荷小時，選用繞組匝數(shù)小、低檔位的電壓分接頭，提高負載側電壓;電源運行電壓較高時、負荷大時，選用繞組匝數(shù)多、高檔位的電壓分接頭，降低負載側電壓;

二、10千伏配電變壓器的運行巡視檢查

變壓器運行檢查分為日常巡視檢查和特殊巡視檢查。

1、變壓器運行時日常巡視項目有：1）聲音、溫度是否正常;2）負荷情況;3）引線有否松動或過緊，接頭接觸是否良好，示溫蠟片有否融化現(xiàn)象;4）套管、端子排是否清潔、無裂痕，冷卻系統(tǒng)是否運行正常;5）油色、油位、油溫是否正常，外殼是否清潔，且無滲、漏油現(xiàn)象;6）防暴閥片是否完整無裂痕，有無存油;7）氣體繼電器是否充油;8）呼吸器是否暢通，硅膠是否吸潮飽和

2、變壓器運行時特殊巡視項目有：1）過負荷時應監(jiān)視負荷、油溫和油位的變化，接頭是否良好、示溫蠟片有無融化現(xiàn)象，冷卻系統(tǒng)運行是否正常;2）短路后，應檢查有關設備及各接頭有無異常;3）對于戶外變壓器，還應檢查：a、有大風時，注意觀察引線擺動情況及有無搭掛雜物;b、雷雨天氣或下霧時，瓷套管有無放電閃絡現(xiàn)象;c、下雪天氣時，根據積雪情況檢查接頭發(fā)熱情況，及時處理;

結束語

根據多年從事用電營銷工作的經驗，選擇好、維護好變壓器至關重要 。對變壓器的選型和維護的主要目的就是安全和經濟運行，確保其正常使用壽命，提高可靠性和可用率，降低生產運行成本。所有工作都是圍繞這一目的而展開。

參 考 文 獻

5、用電檢查技術標準匯編. 電力工業(yè)部綜合管理司編? ?中國電力出版社，1998

6、? 變壓器最佳容量確定和經濟運行? ?丁毓山 中國水利水電出版社? 1996

7、常見電機與變壓器技術問答.北京：機械工業(yè)出版社，2007

8、變壓器運行維護與故障分析處理.北京：中國電力出版社，2008