面向智能电网的配电变压器重过载影响因素分析

面向智能电网的配电变压器重过载影响因素分析

周琳璐

（新疆国网阿克苏供电公司营配室843000）

摘要：近几年，由于农村用电量的不断增加尤其是在夜晚和重要节日期间用电量会明显增加，但是以目前农村配网变压器的运行状态和供电能力来说是不能有效满足特殊阶段高载荷的输电要求，所以会使农村在用电高峰期发生停电现象，给居民生活和生产带来了许多不便，鉴于此，本文对面向智能电网的配电变压器重过载影响因素及措施进行了分析探讨，仅供参考。

关键词：智能电网；配电变压器；过载

一、智能电网高过载配电变压器的性能要求及相关配置原则

1、高过载配电变压器性能参数要求

①对高过载变压器的配电结构进行分析并根据分析结果结合现在的农网配电需求对其进行改进。改进过程中主要是对变压器的高低绕组油道的数量进行改变来降低绕组油道的温度，避免过载绕组局部过热烧毁配电变压器；②提高配电变压器的散热面积。防止配电变压器运行过程中由于散热不好导致变压器内热量积累，烧毁变压器内部零件；③增强配电变压器耐高温的能力，注意耐高温材料和绝缘材料的选择。

2、适用条件与配置原则

高过载配电变压器主要是针对农村用电时间段分布不均匀，用电高峰期电压明显升高，供电负荷严重增加而普通变压器不能有效的对这种情况进行调控，所以采用高过载配电变压器来解决农村用电高峰期中所出现的问题。高过载配电变压器的配置原则主要是根据高过载变压器每年的平均负荷率、负荷最大值和最小值、用电高峰期（比如春节、农忙时节）负荷变化来定的，而配置的原则是要求每年的平均负荷率应该不高于25%[2]，高过载配电容量也要根据用电现状来进行调整，调整过程中要注意结合近几年农网供电平均负荷和用电要求来确定高过载配电变压器的容量，切不可随意确定，一定要有足够的根据才能确保供电系统运行的稳定性。

二、配变过载运行及绝缘材料选用

1、配变过载运行原理

双绕组配变是由套在一个闭合铁芯上的两个绕组组成，主要包括铁芯、绕组、油箱、储油柜、吸湿器、散热器、防爆管或压力释放阀、绝缘套管等。过载运行使配变导体发热急剧上升，可能造成两方面的后果。一方面可能使绝缘油加速裂解，产生气泡，降低变压器绝缘强度，发生电击穿而损坏变压器；另一方面，过度发热将降低绕组的机械强度，尤其是发生外部短路时，由短路电流产生的巨大的电动力有可能在很短的时间内使线圈发生轴向、幅向变形而损坏变压器；另外，还可能伴随密封材料加速老化引起的油渗漏、分接开关接触电阻增大而导致节点发热的现象。

因此，变压器的过载能力提升主要从提高配变的绝缘耐热材料选型入手，提高配变的耐热能力；同时对配变的绕组油道和散热装置进行优化设计，也可以有效提高配变的散热能力。

2、绝缘材料选用

绝缘材料的绝缘性能与温度有密切的关系。温度越高，绝缘材料的绝缘性能越差。为保证绝缘强度，每种绝缘材料都有一个适当的最高允许工作温度，在此温度以下，可以长期安全地使用，超过这个温度就会迅速老化。按照耐热程度，把绝缘材料分为Y、A、E、B、F、H、C等级别，如表1所示。

油浸式变压器对绝缘结构及所用绝缘材料的电气特性、机械强度、耐热性和化学稳定性要求较高，通常采用油纸绝缘结构，由绝缘纸（纸板）和变压器油组成的油纸绝缘有非常好的电气性能，在短时间的电压作用下，其耐压强度可达50～120kV/mm，而且具有来源丰富，制造工艺简单等特点。

常规配变的绝缘材料耐热等级主要以A级为主，绝缘材料耐热温度限制为105℃，绝缘油为矿物油，满足GB2536标准规定的10号，25号和45号矿物变压器油，该标准仅规定其闪点不低于135℃。综合考虑变压器油的两个作用：一是在变压器绕组与绕组、绕组与铁芯及油箱之间起绝缘作用；二是受热后产生对流，对铁芯和绕组起散热作用。目前，国内外应用较多的变压器绝缘油如表2所示。配变的绝缘设计主要是通过优化选择部分绝缘材料提高绝缘耐热能力，为保证在过载运行情况下，配变的整体性能和寿命不受影响，变压器中所有除绝缘油以外的其他绝缘材料性能特别是高耐热性能必须与绝缘油匹配，这些绝缘材料包括绝缘纸、绝缘板及垫板等。

三、农网中高过载现象的应对措施

1、仔细巡视、及时消缺

高峰负荷来临前，提前启动防止配电变压器超负荷工作，开展专项治理活动。加强巡视工作，企业要组织人员对各自辖区内配电设备进行仔细巡视，发现配电变压器漏油、打火等缺陷，要及时进行消缺，对配电箱内无法正常工作的设备及时进行更换。对容量小、供电负荷大的配电变压器要进行重点排查。进一步完善细化应急预案，加强设备冬季运行维护。对负荷较大的配电变压器制定特殊巡视方案，加强备用配电变压器及相关的备品备件储备。同时，对有需要的农户免费上门对其内部线路、电器设备进行检修，引导村民在节日期间正确安全用电，确保节日期间不发生较大范围或造成较大社会影响的居民停电事件。

2、加强值班、严防死守

及时发现及时处理。企业工作人员要根据各村每天的用电高峰，尽量到村里值守，以便发现变压器超载时及时提醒村民停掉正在使用的大功率电器；出现跳闸停电故障时，快速抢修，快速恢复供电。要准备好各项保供电措施，例如成立用电高峰期保电突击队、特别服务小组等。要对负荷比较重的台区进行特别监视，以便停电故障出现时能第一时间赶赴现场，以最快的速度恢复供电，从而把事故影响降到最低。

3、充分利用配电变压器过负荷能力

配电变压器短时间过负荷运行时不会影响其使用寿命，为了更好的满足供电要求要有效利用其过负荷能力，以提高设备利用率，尽可能减少负荷损失，提高经济效益。但由于其他方面因素的制约，发挥配电变压器的过负荷能力不能片面地只考虑配电变压器自身的条件，还要全面考虑系统的运行情况，对配电变压器的缺陷也应给予全面的考虑，这就需要在高峰负荷来临时做好各方面的功课，设定限值，当然，这也只是一种应急措施。

结束语

通过以上阐述得知，出现用电过载现象，无论是对于用户还是对于供电设备都是非常不利的，所以针对农村这种用电问题采用高过载配电变压器要比增加变压器的容量或者是使用调容变压器更加合理有效，而且我国针对农村用电情况已经开始在一些地区开始使用高过载配电变压器，相信在以后的农村配网中此类变压器的研究和应用会越来越成熟。

参考文献：

[1]赵益新.怎样应对节日农村配电变压器超负荷[J].农村电工，2014，01：24.

[2]王琦，付超，王欣盛，应斯，张锦.配电变压器过负荷能力分析及治理措施研究[J].陕西电力，2014，06：69-72.

[3].我国农用高过载配电变压器研发成功[J].农村电工，2014，10：50.

[4]记者王大鹏.公司研发试验农网高过载配电变压器[N].国家电网报，2014-08-19003.