變壓器與柴油發(fā)電機(jī)結(jié)合的供給配電系統(tǒng)

聞垚

（中國(guó)聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司蘭州市分公司，甘肅蘭州，730000）

1 變壓器概述

1.1 工作原理

應(yīng)用電磁感應(yīng)技術(shù)可以改變交流電壓，其中存在兩個(gè)使用同一鐵芯的獨(dú)立線圈，這兩個(gè)線圈被叫做初級(jí)線圈和次級(jí)線圈。變壓器的初級(jí)繞組和次級(jí)繞組相當(dāng)于兩個(gè)電感器，當(dāng)交流電壓加到初級(jí)繞組上時(shí)，在初級(jí)繞組上就形成了電動(dòng)勢(shì)，產(chǎn)生出交變的磁場(chǎng)，次級(jí)繞組受到初級(jí)繞組的作用，也產(chǎn)生與初級(jí)繞組磁場(chǎng)變化規(guī)律相同的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（電壓），于是次級(jí)繞組輸出交流電壓，這就是變壓器的變壓過(guò)程。利用變壓器可以將交流電壓和電流進(jìn)行轉(zhuǎn)變，通?？梢詫?shí)現(xiàn)升降電壓、匹配阻抗以及安全隔離等功能。

1.2 變壓器種類(lèi)

按照不同的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)可以將變壓器分為好幾個(gè)類(lèi)型，一般來(lái)說(shuō)，一般常用變壓器的分類(lèi)可歸納如下：

(1)按相數(shù)分

單相變壓器：用于單相負(fù)荷和三相變壓器組。

三相變壓器：用于三相系統(tǒng)的升、降電壓。

簡(jiǎn)單地講，用于單相交流電的變壓器叫做單相變壓器，用于三相交流電的變壓器叫做三相變壓器。從外形上看，有兩個(gè)高壓瓷套管、兩個(gè)或四個(gè)低壓瓷套管的是單相變壓器；有三個(gè)高壓瓷套管、三個(gè)低壓瓷套管（有的旁邊還有個(gè)矮些的瓷套管）的是三相變壓器。它們內(nèi)部線圈的接法也不同。單相變壓器只有一組高、低壓線圈，它的高壓線圈有兩個(gè)接線端子；低壓線圈大多有4 個(gè)接線端子，把它們串聯(lián)或并聯(lián)，可以得到兩種電壓。例如，有的小型配電變壓器，低壓線圈串聯(lián)使用可以得到220 伏電壓，并聯(lián)使用可以得到110 伏電壓。三相變壓器的一次線圈和二次線圈通常都是由三組線圈在變壓器內(nèi)部連接起來(lái)以后，通過(guò)瓷套管引到油箱外面。這三組線圈都各自有不同的連接法，根據(jù)實(shí)際情況選擇相應(yīng)的連接方式。

(2)按冷卻方式分

干式變壓器：依靠空氣對(duì)流進(jìn)行冷卻，一般用于局部照明、電子線路等小容量變壓器。

油浸式變壓器：依靠油作冷卻介質(zhì)、如油浸自冷、油浸風(fēng)冷、油浸水冷、強(qiáng)迫油循環(huán)等。

(3)按用途分

電力變壓器：用于輸配電系統(tǒng)的升、降電壓。

儀用變壓器：如電壓互感器、電流互感器、用于測(cè)量?jī)x表和繼電保護(hù)裝置。

試驗(yàn)變壓器：能產(chǎn)生高壓，對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行高壓試驗(yàn)。

特種變壓器：如電爐變壓器、整流變壓器、調(diào)整變壓器等。

(4)按繞組形式分

雙繞組變壓器：用于連接電力系統(tǒng)中的兩個(gè)電壓等級(jí)。

三繞組變壓器：一般用于電力系統(tǒng)區(qū)域變電站中，連接三個(gè)電壓等級(jí)。

自耦變電器：用于連接不同電壓的電力系統(tǒng)。也可做為普通的升壓或降后變壓器用。

(5)按鐵芯形式分

芯式變壓器：用于高壓的電力變壓器。

殼式變壓器：用于大電流的特殊變壓器，如電爐變壓器、電焊變壓器；或用于電子儀器及電視、收音機(jī)等的電源變壓器。

2 配電變壓器的發(fā)展

變壓器是整個(gè)電力系統(tǒng)當(dāng)中非常重要的設(shè)備，隨著人們用電需求的不斷增加，對(duì)變壓器的要求也在不斷增多，一般而言，對(duì)于配電變壓器來(lái)說(shuō)，電壓等級(jí)分為10kV、20kV、35kV 等。我國(guó)電力系統(tǒng)中的電力變壓器發(fā)展經(jīng)歷了低壓到特高壓的發(fā)展，品種也從單一轉(zhuǎn)向多元化發(fā)展，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，變壓器在材料性能、結(jié)構(gòu)原理、制造工藝、工裝設(shè)備及檢測(cè)技術(shù)、檢測(cè)手段等方面都有較大的進(jìn)步、提高和創(chuàng)新。目前變壓器各項(xiàng)性能水平正處于上升階段，其鐵芯結(jié)構(gòu)也開(kāi)始出現(xiàn)了非晶合金立體卷鐵心結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)完全解決了平面卷鐵心帶來(lái)的缺陷，使得變壓器鐵心結(jié)構(gòu)更加完美。由于非晶合金變壓器的特點(diǎn)是空載損耗很低，因此，推廣非晶合金變壓器的在配電網(wǎng)中的應(yīng)用對(duì)于解決用戶用電負(fù)荷不斷增長(zhǎng)造成的電力供應(yīng)緊張有著重要的意義，同時(shí)也是落實(shí)中央“節(jié)能減排”的有效舉措。相信在不久的將來(lái)，配電變壓器會(huì)有更廣闊的發(fā)展前景，其應(yīng)用場(chǎng)景也會(huì)越來(lái)越廣泛，加強(qiáng)對(duì)配電變壓器的研究和應(yīng)用刻不容緩。

3 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)

柴油發(fā)電機(jī)是一種小型的發(fā)電設(shè)備，能夠利用柴油作為燃料讓柴油機(jī)成為發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)發(fā)電功能，因?yàn)椴裼桶l(fā)電機(jī)本身工作壽命長(zhǎng)，性能穩(wěn)定，所以其非常適合作為后備電源，為核心機(jī)房提供供電保障。在城市大中型公眾場(chǎng)所中，選擇柴油發(fā)電機(jī)組作為應(yīng)急電源也十分理想。由于應(yīng)用負(fù)荷大，因此為了保證柴油發(fā)電機(jī)充分利用以及保證用電可靠性，接線方式就顯得尤為重要，通常采用以下幾種接線方式：

第一種就是向兩臺(tái)變壓器和一臺(tái)柴油機(jī)用一根應(yīng)急母線相連接，因?yàn)槟妇€是分開(kāi)的，所以可以更好的帶動(dòng)主設(shè)備負(fù)荷和其他的負(fù)荷，一般應(yīng)用于中小型配電室當(dāng)中。

第二種連接方式也是兩臺(tái)變壓器和柴油發(fā)電機(jī)相連接，與第一種連接當(dāng)時(shí)不同的是共用一根母線，并在支路設(shè)置脫扣器，這樣就可以保證主設(shè)備用電安全性，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)進(jìn)行切除，所以更適合用于中大型配電室當(dāng)中。

第三種方式是一臺(tái)變壓器和一臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)連接，適用于小型工程，彼此之間互不干擾且操作方便。

因此，為了確保柴油發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)作，需要根據(jù)實(shí)際情況選擇相應(yīng)的接點(diǎn)方式，確保吃啊有發(fā)電機(jī)和變壓器的有效連接，發(fā)揮其功能和作用。需要注意的是，柴油發(fā)電機(jī)啟動(dòng)需要有啟動(dòng)信號(hào)，用來(lái)保證發(fā)生意外時(shí)電力緊急供應(yīng)，能夠有效避免錯(cuò)誤啟動(dòng)等問(wèn)題發(fā)生，可以減少電力損耗浪費(fèi)，避免失誤，所以在電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)做好柴油發(fā)電機(jī)的啟動(dòng)信號(hào)收集工作。

4 供配電系統(tǒng)

通信運(yùn)營(yíng)商高低壓配電室一般都是采用10kV 電壓等級(jí)進(jìn)行供電，單變壓器情況不再贅述，雙變壓器時(shí)的工作方式略顯不同，當(dāng)雙變壓器連入電源時(shí)，二者同時(shí)工作相互備用，低壓方一側(cè)是分段單側(cè)運(yùn)行的單獨(dú)母線，運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)該設(shè)置延時(shí)功能，兩個(gè)變壓器由母線進(jìn)行連接，其中一個(gè)變壓器發(fā)生異常問(wèn)題時(shí)，分段母線不要合閘進(jìn)行工作，另外為了避免出現(xiàn)兩個(gè)變壓器同時(shí)并列運(yùn)行的情況，二者之間需要設(shè)置一些保護(hù)裝置。關(guān)于變壓器供配電系統(tǒng)中的線路連接，需要重點(diǎn)關(guān)注，一旦出現(xiàn)連接問(wèn)題，很容易造成火災(zāi)等事故的發(fā)生，主接線中最重要的原則就是“一點(diǎn)接地”?！耙稽c(diǎn)接地”在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中需要注意的問(wèn)題一是需要注意本級(jí)接地元件的反為，也就是說(shuō)和本級(jí)晶體管直接連接或者耦合的元件，次級(jí)及其元件不屬于本級(jí)；另外一點(diǎn)是對(duì)于采用接地分支作一點(diǎn)接地，在元件不多、體積不大時(shí)，一點(diǎn)接地布局更好處理，元件較多，體積較大時(shí)可采用較長(zhǎng)接地分支；另外一點(diǎn)接地也包括本級(jí)版外元件在內(nèi)，一點(diǎn)接地除本級(jí)板內(nèi)元件外還包括了和本級(jí)直接連接或通過(guò)電容耦合的板外元件，以免因?yàn)榘逋庠囊稽c(diǎn)接地被忽略而造成局部電流共阻抗干擾；最后是高頻電路一點(diǎn)接地，因?yàn)楦哳l電路地線一般都是大面積覆蓋接地，但是不代表各級(jí)元件都可以分散接地，此處的一點(diǎn)接地是非常必要的。如果出現(xiàn)線路設(shè)計(jì)不合理，就會(huì)出現(xiàn)影響電力系統(tǒng)正常工作的散雜電流出現(xiàn)，很有可能造成地下金屬腐蝕，火災(zāi)等問(wèn)題發(fā)生。

5 變壓器與柴油發(fā)電機(jī)結(jié)合的供給配電系統(tǒng)

在城市大型醫(yī)院、銀行、機(jī)場(chǎng)及通信樞紐樓宇等用電設(shè)備容量較大啟動(dòng)需要的電流量也比較大，所以通常都會(huì)引入柴油發(fā)電機(jī)與變壓器相結(jié)合的供配電系統(tǒng)，此外由于用電設(shè)備還有電池作為后備電源供給，所以能夠保證在15s 以上就可以，柴油發(fā)電機(jī)是非常適合于應(yīng)用到應(yīng)急負(fù)荷配電系統(tǒng)當(dāng)中的，因?yàn)榕潆娮儔浩骱筒裼桶l(fā)電機(jī)是在同一處的，二者共用一組低壓配電屏，末端電源用的是四級(jí)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，以應(yīng)對(duì)系統(tǒng)中存在的散雜電流，因?yàn)槿?jí)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)沒(méi)有辦法將這些散雜電流截?cái)嗟?。總的?lái)說(shuō)，變壓器和柴油發(fā)電機(jī)的有效結(jié)合能夠?qū)崿F(xiàn)供給配電系統(tǒng)功能的充分發(fā)揮，而且能夠減少柴油機(jī)的油耗，為人們的日常生活和工作帶來(lái)諸多便利。

6 結(jié)語(yǔ)

本文主要對(duì)變壓器與柴油發(fā)電機(jī)結(jié)合的供給配電系統(tǒng)進(jìn)行了介紹，分析探討了變壓器工作原理和種類(lèi)以及發(fā)展過(guò)程，著重分析了低壓配電系統(tǒng)，并對(duì)柴油發(fā)電機(jī)接入配電變壓器工作方式進(jìn)行了分析介紹，希望通過(guò)研究變壓器與柴油發(fā)電機(jī)結(jié)合的供給配電系統(tǒng)應(yīng)用更好的提升供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和工作水平，促進(jìn)電力系統(tǒng)更好的發(fā)展。