農(nóng)村配電網(wǎng)公用變壓器輕重載調(diào)節(jié)問題研究

隆燁

（江陰市供電公司，江蘇 江陰 214400）

伴隨著我國改革開放進程的不斷深入，國民經(jīng)濟取得了舉世矚目的偉大成就，我國農(nóng)村地區(qū)的廣大居民和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)對于電能的需求也在持續(xù)增大。并且需求增長的速度顯著大于供電系統(tǒng)的整體負荷能力的增長速度。在這樣的狀況下工作人員需要做好有關(guān)電器設(shè)備日常的保養(yǎng)和維護工作，公用變壓器裝置就是系統(tǒng)中一類重要的裝置，其主要實現(xiàn)電壓數(shù)值的有效轉(zhuǎn)換及調(diào)節(jié)等功能，變壓器裝置輕重載的調(diào)節(jié)過程可以實現(xiàn)對于配電網(wǎng)絡(luò)中線路電能損耗的有效控制，有助于實現(xiàn)較好的效益，減少供電過程中不必要的浪費現(xiàn)象，顯著提升電能實際應(yīng)用的效率[1]。農(nóng)村地區(qū)配電系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 農(nóng)村地區(qū)配電系統(tǒng)

1 農(nóng)村地區(qū)配電網(wǎng)絡(luò)中公用變壓器裝置輕重載調(diào)整過程中出現(xiàn)的問題簡述

通常來講，基于變壓器裝置工作過程的特征，其能量的內(nèi)部損耗一般是空載及負載2個因素所造成的，變壓器裝置一般具有比較大的容量，其內(nèi)部的損耗相對比較大，空載過程中的電能消耗也是在所難免的，假如變壓器裝置處于輕載的狀態(tài)下進行工作，將會額外消耗一部分電能，也就是空轉(zhuǎn)的成本將會升高，因此有必要采取相應(yīng)的措施來有效減少其電能方面的不必要的消耗。由于我國農(nóng)村地區(qū)通常情況下?lián)碛休^多的外出務(wù)工的人口，使得農(nóng)村地區(qū)的用電負荷表現(xiàn)為季節(jié)性高低及節(jié)假日類型負荷的特性。這樣就造成變壓器裝置在高峰時段的負荷比較大，也就是重過載的狀態(tài)，不過多數(shù)時段其配電網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)的是輕載或者是空載的狀態(tài)，盡管變壓器裝置能夠符合電能供應(yīng)的要求，但是對于節(jié)能和降耗方面的指標卻很難滿足。因此電企技術(shù)人員需要進行有效的技術(shù)升級來完善農(nóng)村區(qū)域配電網(wǎng)絡(luò)中公用變壓器裝置輕重載模式的調(diào)節(jié)[2]。變壓器裝置如圖2所示。

圖2 變壓器

2 農(nóng)村地區(qū)配電網(wǎng)絡(luò)中變壓器裝置輕重載模式的調(diào)節(jié)方法簡述

如果農(nóng)村區(qū)域的配電網(wǎng)絡(luò)中的變壓器裝置通過科學(xué)合理地調(diào)試操作后，可以顯著地改善配電網(wǎng)絡(luò)中變壓器裝置的工作模式，有效提升其工作效率，并且還能大幅度壓縮成本，不僅實現(xiàn)對于農(nóng)村地區(qū)配電網(wǎng)絡(luò)中變壓器裝置的能耗的控制，降低電能的不合理消耗，還能最大限度地管控農(nóng)村地區(qū)配變電工作的任務(wù)量，有利于科學(xué)合理地運用電力系統(tǒng)的資源，降低了設(shè)備與系統(tǒng)中的不必要的浪費，降低變壓器裝置的實際工作時長，降低了農(nóng)村區(qū)域配電網(wǎng)絡(luò)的總體經(jīng)營成本。變壓器裝置的輕重載模式調(diào)節(jié)的主要方法分為如下幾類。

2.1 配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中負載率及負載系統(tǒng)綜合調(diào)節(jié)

通常在農(nóng)村區(qū)域的配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中設(shè)置了數(shù)量較多的公用類型的變壓器裝置，如果對這類設(shè)備進行逐個調(diào)節(jié)將會加大系統(tǒng)的負擔(dān)，因此基于系統(tǒng)的信息和數(shù)據(jù)，經(jīng)過科學(xué)深入地剖析、理解對配電網(wǎng)絡(luò)來實施集中的統(tǒng)計，實現(xiàn)配電網(wǎng)絡(luò)中變壓器裝置的輕重載過程的有效調(diào)節(jié)，解析出農(nóng)村區(qū)域配電網(wǎng)絡(luò)中變壓器裝置的平均負載參數(shù)，并求出所有負載參數(shù)間的變壓器裝置的數(shù)目。綜合實際情況，比如三相不平衡情況的統(tǒng)計報表、負載參數(shù)表等，全面分析農(nóng)村區(qū)域配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中變壓器裝置輕重載調(diào)節(jié)過程中發(fā)生問題，再由相關(guān)的問題著手，采取相應(yīng)的措施，編制出科學(xué)合理的農(nóng)村區(qū)域配電網(wǎng)絡(luò)公用類型變壓器裝置輕重載過程調(diào)節(jié)的應(yīng)用方案。

2.2 轄區(qū)內(nèi)的變壓器裝置的輕重載過程調(diào)節(jié)

一般情況下，在比較大的范圍內(nèi)對變壓器裝置進行調(diào)節(jié)存在一定程度的弊端和難點，有可能使得配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的工作發(fā)生不平穩(wěn)的問題，因此必須在特定的范圍內(nèi)，設(shè)置可調(diào)節(jié)的范圍來對于公用類型的變壓器裝置進行調(diào)節(jié)，這樣才能有效解決輕重載相關(guān)的問題。調(diào)節(jié)過程的內(nèi)容有：變壓器裝置負載數(shù)值的調(diào)整、變壓器裝置功率因數(shù)的調(diào)整，統(tǒng)一執(zhí)行農(nóng)村區(qū)域配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)公用類型變壓器裝置的調(diào)節(jié)，并把數(shù)據(jù)和信息等集中起來，進行分析和研究。分析可使用數(shù)據(jù)報表的形式，比如：負荷數(shù)據(jù)報表、輕負荷狀態(tài)數(shù)據(jù)報表、系統(tǒng)功率因素數(shù)據(jù)的報表和三相不平衡狀態(tài)報表等。如果系統(tǒng)發(fā)生三相不平衡的狀態(tài)的時候，需要進行動態(tài)化的負荷調(diào)整。

2.3 農(nóng)村配電網(wǎng)絡(luò)輕重載變壓器裝置的整治方法

農(nóng)村區(qū)域配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的公用類型變壓器裝置輕重載過程的調(diào)節(jié)屬于一類重要的工作，可能受到多種因素的制約和限制，所有最好不要實施一次性的調(diào)節(jié)操作，應(yīng)采用特殊時段進行專門調(diào)整的模式，逐步地對于配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)的重載狀態(tài)的變壓器裝置實施調(diào)整操作，來實現(xiàn)節(jié)能的目標。在供電系統(tǒng)設(shè)計的過程中可以采用的模式為，1臺變壓器裝置設(shè)為主變壓器、另1臺變壓器裝置設(shè)置為備用設(shè)備，主變壓器裝置維持工作模式，備用變壓器裝置需要綜合實際負荷的情況進行動態(tài)調(diào)整，或采用1臺大功率的變壓器，另外搭配1個小功率的變壓器裝置的模式，進行獨立的控制和調(diào)整，大功率的變壓器裝置來負責(zé)提供動力類型的負荷，如果相應(yīng)的負荷逐漸減少的時候，可停止其工作，轉(zhuǎn)為利用另外1個小功率的變壓器裝置來提供照明類型的電能，此變壓器處在長時間的工作狀態(tài)。

3 利用大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)對配電網(wǎng)絡(luò)運行變壓器裝置重過載的方法

3.1 大數(shù)據(jù)為解決配電變壓器重過載提供技術(shù)基礎(chǔ)

隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，某些發(fā)達農(nóng)村地區(qū)的配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的變壓器裝置的重過載情況日趨突出。此類地區(qū)的供電公司對于智能化配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的監(jiān)控平臺的應(yīng)用已相對普遍，能夠有效實現(xiàn)和營銷系統(tǒng)、用戶信息系統(tǒng)等之間的數(shù)據(jù)接口，達到同步的數(shù)據(jù)信息更新，有效生成相關(guān)的大數(shù)據(jù)。依托相應(yīng)的大數(shù)據(jù)技術(shù)和系統(tǒng)，綜合農(nóng)村區(qū)域基層設(shè)備工作管理企業(yè)設(shè)備工作過程的數(shù)據(jù)信息、運營參數(shù)反饋，能夠?qū)崿F(xiàn)統(tǒng)籌調(diào)配可用的資源，高速查詢配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中變壓器裝置發(fā)生重過載的成因，為有效應(yīng)對重過載問題供了技術(shù)基礎(chǔ)。智能供電系統(tǒng)如圖3所示。

圖3 智能供電系統(tǒng)

3.2 基于大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)對配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的變壓器裝置重過載問題

3.2.1 信息數(shù)據(jù)的校核、解析和變壓器裝置重過載調(diào)節(jié)過程

（1）檢查部門把負載相關(guān)的參數(shù)下發(fā)到設(shè)備裝置運行維護的單位中，負責(zé)裝置運營管理工作的人員現(xiàn)場校核，檢查負載率大于75%的配電網(wǎng)絡(luò)變壓器裝置容量是否和監(jiān)控系統(tǒng)保持相同，假如有差異，運行管理人員將會對PMS系統(tǒng)中的設(shè)備參數(shù)進行修改，并測量配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運行過程中的相關(guān)數(shù)據(jù)（主要是電流），檢查系統(tǒng)當前是否處于低壓設(shè)備故障導(dǎo)致的重過載情況，如果設(shè)備工作穩(wěn)定，實際參數(shù)和監(jiān)控平臺的參數(shù)之間存在明顯的差異，就對用電信息收集裝置進行檢查，如果有問題更換相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集設(shè)備即可；假如沒有問題，就計算系統(tǒng)的實際負載率數(shù)值。運行管理人員需要定期對于自身負責(zé)的裝置進行檢測，盡量避免信息采集和監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)問題。

（2）負責(zé)設(shè)備管理的工作人員需要全力配合檢查部門分析負載率數(shù)值大于75%的配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的變壓器裝置的三相不平衡狀況，隨后由設(shè)備管理部門進行分析，分析出現(xiàn)三相不平衡狀態(tài)的配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的變壓器裝置，是否可以通過調(diào)相及切割負荷等方式來應(yīng)對重過載問題。如果是長期的重過載情況，則需要進行變壓器裝置的輪換操作，并將低壓類型的用電負荷斷開。

（3）輔助設(shè)備管理的工作人員需要全力配合檢查部門以及過往的重過載情況的記錄，研究發(fā)生負載率數(shù)值為60%～80%的配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中變壓器裝置是否出現(xiàn)過重載的情況，并且對于近期出現(xiàn)負荷增大的趨勢進行分析，討論是否還會發(fā)生實際的重過載現(xiàn)象，并對于負荷的接入進行有效的控制。如果發(fā)生過重載的情況，立刻通知設(shè)備管理人員，各項參數(shù)進行比對，需要提前做好變壓器裝置的輪換的準備工作[3]。

3.2.2 農(nóng)村區(qū)域配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)變壓器裝置的有效管控方案

（1）設(shè)備運行管理人員需要根據(jù)系統(tǒng)的實際狀態(tài)，對于PMS系統(tǒng)中公用類型變壓器裝置的容量進行詳盡核對，如果查出臺賬上標識的容量明顯小于設(shè)備的實際容量，需要及時上報到運行維護部門，對相關(guān)的設(shè)備臺賬及時修正，這樣就能有效杜絕由于設(shè)備臺賬的記載問題導(dǎo)致的重過載問題的偏差。

（2）針對由于終端用戶使用過程中出現(xiàn)的超負荷用電情況導(dǎo)致的重過載問題，設(shè)備運行管理人員需要進行與用電客戶溝通方面的工作，通過耐心詳細地講解，使得用電客戶對于負荷的大小實施適當?shù)目刂疲兄剡^載情況發(fā)生的時候，需要及時啟動相應(yīng)的應(yīng)急操作流程。

（3）設(shè)備運行管理人員必須充分利用智能化的配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)監(jiān)控平臺，做好相應(yīng)的低負荷的監(jiān)控工作。借助智能化的配電網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺來對相應(yīng)轄區(qū)的低壓負荷等參數(shù)進行有效的查詢和監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)重過載情況并且立即予以解決。

4 農(nóng)村區(qū)域配電網(wǎng)絡(luò)變壓器裝置輕重載調(diào)節(jié)領(lǐng)域的前景簡述

隨著現(xiàn)代化和高科技領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)展和進步，農(nóng)村地區(qū)各類用電客戶對于電能的實際需求也出現(xiàn)了顯著增長，此情況下配電網(wǎng)絡(luò)中的變壓器裝置的工作模式也將發(fā)生改變，變壓器裝置的經(jīng)濟性及工作效益都將受到一定程度的影響，對于配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的變壓器裝置及臺區(qū)系統(tǒng)的工作狀態(tài)管理勢必提出更高的需求。假如是新增加的臺區(qū)系統(tǒng)，工作人員可以綜合該臺區(qū)的電力系統(tǒng)的實際負荷參數(shù)條件來對變壓器裝置的參數(shù)和類型進行調(diào)節(jié)，并且對于變壓器裝置的額定容量、安裝區(qū)域等條件也做出了科學(xué)合理的調(diào)整，或者是根據(jù)實際情況選擇使用具有高過載特性的變壓器裝置、單相變壓器裝置等新款裝置。如果對于原先存在的臺區(qū)實施相應(yīng)的技術(shù)改造，相關(guān)技術(shù)人員可以依據(jù)此臺區(qū)的三相不平衡實際情況來選擇使用低壓的三相不平衡調(diào)節(jié)設(shè)備及低壓類型的調(diào)壓裝置等。對于配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的變壓器裝置工作環(huán)境、工作狀態(tài)和負荷參數(shù)等情況進行合理的改進和調(diào)節(jié)，有效應(yīng)對配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中變壓器裝置的輕重載相關(guān)難題。

5 結(jié)束語

本文針對我國農(nóng)村地區(qū)的配電網(wǎng)絡(luò)中的公用類型變壓器裝置的輕重載問題，對于問題出現(xiàn)的具體原因進行了分析，采用合理的變壓器輕重載調(diào)整方式，可以顯著提升農(nóng)村地區(qū)配電網(wǎng)絡(luò)中公用變壓器裝置的工作效率，確保其安全、高效運行，增加經(jīng)濟效益，減少不必要的浪費，提升農(nóng)村區(qū)域的供電水平。