浅析配电变压器的选择

浅析配电变压器的选择

【摘 要】 随着我国电力事业的发展和电网改造的深入，电力用户对配电变压器的要求越来越高，对配电变压器的性能参数也有了新的要求，本文就配电变压器的选择进行简单分析。

【关键词】 电网改造 配电变压器 选择

随着我国经济的快速发展，电网的建设改造也上了一个新台阶，配电变压器在城乡电力网中分布广、数量多，其安装形式有的是台架变，有的是箱式变，有的是配电房。配电变压器作为最主要的设备，其各种参数的选择是电网改造工程中的一个重要环节，选择的合理与否，不但影响供用电的可靠性，而且还决定着初投资的大小和运行的经济性。因此，配电变压器的选择问题应当认真探讨。在相关的设计、安全规范的指引下，根据开平地区供电所运行维护的经验，配电变压器的运行情况及保护措施上考虑，配电变压器的选择主要从以下几个方面进行分析。

1 配电变压器台数的确定

变压器台数确定的要求如下：

（1）应该满足用电负荷对供电可靠性的要求。对供有大量的一、二级负荷的区域，应该采用两台变压器，以便一台变压器发生故障或者检修的时候，另一台变压器能对一、二级负荷继续供电。对只有二级负荷而没有一级负荷的区域，也可以采用一台变压器，但是必须在低压侧敷设与其他电源点相连的联络开关线作为备用电源，或者另有自备用电源。

（2）对季节性负荷或昼夜负荷变动较大而宜于采用经济运行方式的区域，也可以考虑采用两台变压器。

（3）除上述两种情况之外，一般居民楼房或者较小型的屋院宜采用一台变压器。但是负荷集中而容量相当大且较大型的小区，虽然为三级负荷，也采用两台或者多台变压器。

（4）在确定变压器台数时，应该适当的考虑到负荷的发展，留有一定的余地供以后摆放新增的变压器。

2 配电变压器容量的确定

变压器容量一般按建成后5～10年的规划负荷选择，适当考虑到远期10～15年的负荷发展，防止不必要的扩建和增容。一般按变压器容量的45%～70%来选择，避免了出现“大马拉小车”或者是“小马拉大车”的现象。另外，考虑到城乡有其自身的用电特点，受季节性、时间性强及用电负荷波动大的影响，所以变

压器容量的确定要求如下：

2.1 只装一台配电变压器

变压器容量因该满足全部用电设备的总计算负荷，即：

ST≥S总

2.2装有两台配电变压器

每一台配电变压器应该同时满足以下两个条件：

（1）任一台配电变压器单独运行时，宜满足总计算负荷的60%～70%，即：

ST≥（60%～70%）S总。

（2）任一台配电变压器单独运行时，宜满足一、二级负荷的需要，即：

ST≥（S1+S2）总

2.3 配电变压器的单台容量上限

按照《电力安全工作规程》的规定，配电房中的配电变压器的单台容量，一般不宜大于1000kVA。这是因为低压开关断流能力和短路稳定度要求的限制，对于油浸式变压器单台容量不能大于630kVA这是因为油浸式变压器容量大于630kVA时，按规定应装设瓦斯保护，而电源侧的断路器往往不在变压器附近，因而瓦斯保护难以实施。对于台架变的变压器单台容量不能大于400kVA；箱式变单台容量不能大于630kVA。

3 配电变压器位置的选择

电网新建或改造时，必须依据”小容量、密布点、短半径”的原则，确定好配电变压器的合理位置。在保证有充足供电能力，又有供电可靠性的前提下，使配电台区达到安全、经济的“双赢”位置，为电网规划工作提供合理的配电地理位置，配电变压器位置应遵从以下原则：

（1）应该尽量靠近负荷中心，（若用户数量少，从出线口到负荷点，做辐射性的向四周延伸、供电半径500米适中。若用户数量多，应缩短距离、增加配电变压器的台数。）这样不仅可以节约有色金属的损耗而且有效的减少电能的损耗，保证电能的质量。

（2）应尽量将配电变压器靠近总配电房（或者开关站）的电源侧。

（3）应尽量选择便于更换和检修设备的地方，方便进出线，特别要考虑便

于电缆的进出线。

（4）不应地势低洼和有可能积水的场所。

（5）应尽量避开车辆、行人较多的场所，有利于日后扩建。

（6）应尽量避开污染源，潮湿、多尘、高温以及易燃、易爆等场所，以及考虑到受季节性气候和天气变化的特点。当与有爆炸或火灾危险环境的建筑物毗连时，应符合现行国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50058-1992）的规定。

4 配电变压器型号的选择

电网改造前，开平地区部分采用高损耗的S7变压器，损耗比重大，统计表明，配电S7变压器的损耗约占配电网中总损耗量的30%以上，比例相当高，因此，必须选用新型的节能型变压器。近年来，国家新开发的新型节能型变压器有S9和S11和S13。

原来S7型系列变压器属于高损耗变压器，已全部淘汰停产，取而代之的是S9系列变压器。S9系列变压器的设计以增加有效材料用量来实现降低损耗，主要是增加铁心截面积以降低磁通密度，高低压绕组均使用铜导线，并加大导线截面，降低绕组电流密度，从而降低空载损耗和负载损耗。S9与S7系列变压器相比，空载损耗平均降低10%，负载损耗平均降低25%。

目前普遍使用的S11系列变压器是在S9系列的基础上改进结构设计，选用超薄型硅钢片，进一步降低空载损耗而开发出来的，S11系列变压器的空载损耗比S9系列降低了30%，但投资相对比较高，而最新型号的S13比S11的空载电流更小，噪声更低，重量更轻，性能更好，因此价格也为最高。综上所述，从性价比来考虑，新建或改造变压器时，一般应选择使用S11型低损耗变压器。5 配电变压器联结组的选择

联结组别不同，变压器的中性线允许达到的电流值也不同，绝缘的效果也不甚相同。

采用Dynl1联结组的配电变压器。

我国过去多采用联结组为Yyn0的变压器，示意图如图1：

其中：a为一、二绕组结线图；b为一、二次电压向量图；c为时钟表示图。

其一次线电压与对应的二次线电压之间的相位关系，如同时钟在零时（12时）的分针与时针的相互关系一样。

近年来，Dynl1联结的配电变压器得到了推广和应用，其联结示意图如图2：

其中：a为一、二绕组结线图；b为一、二次电压向量图；c为时钟表示图。

其一次线电压与对应的二次线电压之间的相位关系，如同时钟在11时的分针与时针的相互关系一样 。

我国新颁布的国家规范《工业与民用供配电系统设计规范》、《10KV 及以下配电房设计规范》等推荐采用Dyn11联结组变压器用作配电变压器。现在国际上大多数国家 的配电变压器均采用Dyn11联结，主要是由于采用Dyn11联结组较之采用Yyn0联结组有有以下优点：

（1）Dyn11联结变压器的零序阻抗比Yyn0联结变压器小得多，有利于单相接地短路故障的切除。

（2）对于Dyn11联结变压器，负荷产生的3n次（n为正整数）谐波励磁电流在变压器一次的△形绕组内形成环流，不致注入公共的高压电网中去，这较之一次绕组联结成星形结线的Yyn0配电变压器更有利于抑制高次谐波电流。

（3）Dyn11联结组变压器允许中性线电流达到相电流的75%以上，Yyn0联结组变压器允许中性线电流不能超过相电流的25%。因此，其承受不平衡负载的能力远比Yyn0联结组变压器大。

（4）Dyn11联结的配电变压器一次绕组的绝缘强度要求比Yyn0联结的配电变压器高，因此，在变压器联结组别选择中，选择Dyn11联结变压器很有必要。

综上述总结可以得出Dyn11联结组变压器比Yyn0联结组变压器的性能更胜一筹，所以新建或者改造应该优先考虑Dyn11联结组变压器。

6 结语

电网建设改造实施过程中，配电变压器的选择是一个工序相当重要的环节，为了使配电变压器的分布达到结构合理、供电可靠、运行经济、维修方便，符合配电网络安全稳定运行的要求，选择合适的配电变压器尤为重要。本人根据参加电网改造的实践和参考有关电力技术规程，对配电变压器的选择提出以上几点看法，以供参考。

参考文献：

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[2]周鹗.电机学[M].北京：水利电力出版社，1988.

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