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10kV配电变压器与线路降损节能运行
摘 要：实际工作中使用的10kV以下配电变压器在运行过程中会由于诸如线路过长、损耗过大等原因,从而造成10kV配电变压器及线路的能量损耗.文章讲述了10kV以下配电电压器及线路损耗的因素,并在此基础上分析了10kV配电变压器节能损耗的关键技术,剖析了10kV配网的降损措施.
关键词：10kV配电变压器；线路损耗；节能运行；影响因素；电力系统 文献标识码：A
中图分类号：TM421 文章编号：1009-2374（2016）32-0079-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.32.039
在当前的电力技术发展领域,10kV以下配电电压器已经在我国范围内得到十分广泛的使用,并且为我国的电力事业的发展贡献了巨大的力量.但是在实际使用的过程中,难免会出现问题.比如,我国主要采用的是单向辐射、大树干、多分支供电的体系,这样就会出现10kV配电变压器具有较低的荷载能力,并且天气的变化也会引起负荷的改变.
1 造成10kV以下配电变压器及线路损耗的因素
1.1 变压器的型号对线路损耗的影响
如今,我国变压器市场使用比较多的型号是SCB10和SCB11两种系列的变压器.与传统的SCB10系列变压器相比,SCB11系列变压器在其基础上进行了大量的改进和升级,其最为明显的优势就是空载损耗,SCB11系列变压器比SCB10系列变压器的空载损耗大幅度减少,大约为40%.当前,高端的电力设备市场中,最为常见的是SCB11系列的变压器,因其节能高效的特质：在铁心材料选择、铁心结构设计、装配工艺选择及绕线工艺上进行了有效的优化,并且在空载损耗和空载电流方面也得到了明显的改善.此外,SCB11系列变压器的噪声系数也大大降低.我国当前的电网,运行量排行榜中居于前几位是SCB11变压器以及以下的配电变压器.随着科学技术的不断发展,我国的现代电网建设正在逐渐淘汰掉型号功能老套、损耗较高的配电变压器.
1.2 电阻对线路损耗的影响
任何电网都包括或大或小的电阻,如设备电阻和导线电阻,电能在电网分配和传输过程中,其需要克服一定的电阻才可以实现电能的转移,因此在该过程中就会出现电能的损耗,从而导致导电体温度的升高,实现了电能到热能的转换,并以热能的形式散失到大气中或其他介质中,这样一来就产生了电能损耗.电阻损耗一般是随着设备和导线中电流的大小的变化而变化的,因此这部分损失属于可变损耗,是可以控制的.
1.3 磁场对线路损耗的影响
在交流电路中,由于电流的变化会在电气设备中产生一定幅度的磁场,只有这样才能保证电气设备的正常运转.但是该过程中,由于磁场的作用,在电气设备中的铁芯会产生一定程度的涡流和磁滞现象,从而在电气设备中产生损耗,这部分损耗称为励磁损耗,其与设备接入的电网电压频率、等级有关,而与电气设备中的电流大小无关.
1.4 变压器三相负荷失衡
对于10kV配电变压器三相负荷失衡的现象,主要是因为变压器三相负荷长时间处于不均衡的状态造成的.如果10kV配电变压器线路在三相负荷失衡的条件下工作,会导致电网产生负序电压,在一定程度上影响了家庭用电设备的安全及电网的供电质量.当10kV配电变压器三相负荷失衡状态下运行时,会导致其线路损失增大,而且是正常状态下工作的3倍.因而在三相负荷失衡的情况下,配电变压器不断变压阶段会损耗大量的电能,同时导致高压侧线路的损耗增大.
2 10kV配电变压器节能降耗的关键技术
2.1 新材料的应用和新工艺的改进
随着新材料的使用和新工艺的不断推进和引入,在很大程度上推动了10kV配电变压器的发展,特别是铝合金材料以及钢材材料的使用,但是这些材料的特点不仅会被腐蚀,还会容易产生较大的电阻,造成电网的电能损耗加大,因而在实际使用中,并不被推广和认可.随着技术的不断改造升级,目前电网材料的使用趋势是：市面上两种材料为人们所普遍接受,一种是无氧铜材料,这种材料对于降低配电变压器的线圈数量十分有效,可以从源头上降低能量损耗；另一种是磁体材料,主要是以非晶体合金为主要合成材料.针对这种材料是借助于铁芯来实现降低电磁能损耗的目的,这在一定程度上提高了10kV配电变压器的经济性,极大程度地节约了成本.
2.2 以配电变压器的经济运行方式
在实际使用的过程中,配电变压器的能耗与很多的因素有关,包括配电器的制造材料、加工工艺等因素,并且还与配电变压器的运行方式有很大程度的联系.首要目标就是优化配电变压器的运行方式,具有十分重要的现实意义.但就目前情况来看,我国普遍采用的大多仍是传统的配电变压器的运行方式,但是由于传统的配电变压器运行方式不够科学合理,较为落后,从而造成了配电变压器的运行能耗很高,根本达不到预期的经济性要求.
2.3 自动调压器
自动调压器在配电变压器中较为常见,自动调压器是配电变压器电网中的中流砥柱,自动调压器可以有效地根据配电变压器的实际数值与内部自身电压的使用情况来进行自动调节,可以有效地保证整个配电系统的稳定（如图1所示）.自动调压器的工作原理是借助于三相耦合变压器,实现输入电压值在正常值的3%内自动调节,利用内部相应的控制器实现对整个系统的电压的实时控制,从而实现最大量的节能损耗的目的.
3 10kV配网的降损措施
3.1 加强建设健全的电网管理制度
就目前我国的电力行业的发展情况而言,很大一方面的问题来源就是管理方面存在漏洞.从实际工作中看,许多电力行业的领导者对于管理工作认真负责的态度还不够,出现问题后容易出现互相推诿的局面.因而在电网运行的管理中,要做的是建立健全电网管理制度,落实岗位责任制,充分发挥制度管理的有效运行.具体的做法可以充分调整工作人员的工作积极性和热情度,从而也可以提升整个电网运行的效率.
3.2 促进三相负荷保持平衡
三相负荷是配电变压器工作时的核心环节,是影响整个电力系统稳定正常运行的十分重要的因素,所以在实际的技术人员工作操作中,要想有效对电网线路降损,要将三相负荷的稳定平衡充分考虑进去.实际工作中,就必须最为常见的供电接线方式就是三相四线的接线方式,这样的接线方式科学合理有效,同时也可以根据每户用户的不同用电实际来做出合理的选择,这样做的直接经济后果就是节省了有效用电量,保证了用电安全.
4 10kV配电变压器线路降损节能需注意的事项
实际上,在10kV配电变压器线路降损节能阶段,可能会因为线路上所安装的并联电容器与变电站具有相对比较远的距离,从而导致其保护无法得到有效的配置,需要投入大量的人力、物力和财力.同时,为了确保10kV配电变压器线路在使用过程中达到预想的降损节能效果,可以根据需求适当的减少补偿点,一般可以在同一条配电线上设置一个补偿点即可,尽可能选择相对比较简单的补偿方式.同时还需要采取措施合理控制配电变压器线路降损节能补偿的容量,如果补偿容量太大会导致补偿过度,出现大量电容器在同一杆上工作的现象,这种现象对于电容器的散热是很不利的,如果处理不好会对配电变压器线路造成一定的破坏,影响其正常运行.在10kV配电变压器线路降损节能过程中,还要对电容器组的容量进行有效的控制,一般选择在150kV的范围内即可.
5 结语
我国的电力行业系统仍然存在一些亟需改正的问题,就10kV配电变压器而言,存在着变压器以及线路损耗的问题.本文重点分析了10kV配电变压器以及线路损耗的影响因素,根据不同的影响因素,本文又相应地提出了降低10kV配电变压器以及线路损耗的方法和关键技术,包括一些新材料和新工艺的应用,还重点介绍了自动调压器在降损方面的功能和作用.同时还应该注意加强我国电力系统的管理工作,建立健全管理制度,从根本上解决10kV配电变压器以及线路的损耗问题.
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作者简介：吴梦娃（1988-）,女,广东吴川人,供职于广东电网有限责任公司湛江供电局,研究方向：电力设备供应.
（责任编辑：王 波）
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