淺談重、過載配電變壓器治理

李錦飛

（國網(wǎng)山東省電力公司曹縣供電公司，山東 曹縣　274400）

電網(wǎng)信息智能監(jiān)控技術的應用和電網(wǎng)技術的進步給電網(wǎng)的發(fā)展帶來了幫助，但是隨著電力用戶用電需求的多樣化以及用電負荷的迅速增長，電網(wǎng)的供電能力仍然受到了嚴峻挑戰(zhàn)，不斷出現(xiàn)的重、過載配電變壓器便是這一矛盾的縮影。治理重、過載配變要從電網(wǎng)實際情況出發(fā)，分別從技術和管理層面采取措施。

1　梳理系統(tǒng)采集信息，排除異常數(shù)據(jù)

當前智能配電網(wǎng)運行監(jiān)控平臺等系統(tǒng)已被推廣應用，并取得了良好效果，通過采集系統(tǒng)可以隨時查看配電配變、用戶的負荷、電流、電壓的實時和歷史數(shù)據(jù)，給配電網(wǎng)的管理運維帶來了很大方便，但在使用中要注意對數(shù)據(jù)進行甄別篩選。以我縣2017年2月份智能配電網(wǎng)運行監(jiān)控平臺采集數(shù)據(jù)為例，系統(tǒng)顯示全縣共有 58臺配變出現(xiàn)重載或者過載。通過現(xiàn)場核實發(fā)現(xiàn)，共有董莊2號等9臺配變平臺維護容量與實際運行容量不一致，實際容量為200kVA、100kVA而平臺上維護為100kVA、50kVA，導致以上配變實際上未出現(xiàn)重載而平臺統(tǒng)計為重載，經(jīng)查實是因為以上配變改造后未及時更新平臺數(shù)據(jù)。因此，對于配變重、過載問題，需要首先核實配變?nèi)萘?、變比等信息，確定相關配變運行的真實情況。

2　分析配變運行數(shù)據(jù)，找出運行管理問題

配變重、過載現(xiàn)象的發(fā)生，除了用電負荷升高、配變?nèi)萘啃∵@一技術層面原因外，還有可能是配變運行管理不善導致，這其中尤以配變?nèi)嗖黄胶庠驗橹?。造成配網(wǎng)三相不平衡的原因主要有：低壓接線隨意性大、單相用戶容量增長不可控、低壓單相負載運行隨機性高、負荷季節(jié)性變化等[1]。通過對上述 58臺配變?nèi)嚯娏?、電壓?shù)據(jù)進行分析發(fā)現(xiàn)，有21臺配變存在嚴重的三相不平衡問題，三相不平衡問題會導致線路損耗增加、配變出力減少、產(chǎn)生零序電流、影響設備安全運行等諸多問題。如10kV安莊1號配變，容量200kVA，額定電流288.7A，而 A、B、C三相電流值分別為 88.7A、155.8A、264.5A，三相不平衡度達到了 66.7%。針對三相不平衡原因導致的配變重載問題，首先應從運行管理方面進行解決。為此，要分析各相接帶負荷情況，根據(jù)負荷性質、大小等因素對不對稱負荷進行優(yōu)化調整，合理分配各相負荷，使三相不平衡度控制在10%以下。對供電接線方式不合理現(xiàn)象（如部分街道采取單相供電等造成的三相不平衡），則需要對現(xiàn)有線路進行改造，以優(yōu)化供電接線方式。

3　科學提出并落實配變改造或新建方案

對于確屬用戶負荷增長造成的配變重、過載，無法通過調整三相不平衡等手段解決的配變，則需要通過配變增容改造或新增配變布點等措施來解決。在提出方案時，應對現(xiàn)有配變供電區(qū)域情況進行詳細調研分析，對改造和新建方案進行充分比選，按照“新建為主、慎重改造”的原則合理提出解決方案，避免大拆大建和重復改造等問題，降低設備全壽命周期成本。在配變選型上，應遵循如下原則。

1）對于不存在周期和季節(jié)性過載，且年平均負載率（全年平均負荷除以年最大負荷）低于35%或空載時間較長（如路燈、居民等）的配電配變，宜優(yōu)先選用非晶合金鐵心配變。

2）對于年平均負荷率低于25%、負荷峰谷差大、春節(jié)及農(nóng)忙時期負荷短時大幅增長的農(nóng)村配電配變，宜優(yōu)先選用高過載配變。

3）對于年平均負荷率低于配變高檔位額定容量25%、周期性或季節(jié)性負荷變化幅度較大以及晝夜負荷變化顯著的農(nóng)村、城市商業(yè)區(qū)、開發(fā)區(qū)、工業(yè)區(qū)等配電配變，宜優(yōu)先選用有載調容調壓配變。對于電壓波動幅度大，需頻繁調節(jié)電壓的配電配變，宜選用有載調容調壓配變[2]。

3.1　新增配變布點，合理劃分供電區(qū)域

對于現(xiàn)有配變?nèi)萘啃　艟萘康颓椰F(xiàn)有配變運行工況良好的供電區(qū)域，應優(yōu)先考慮新增配變布點，通過合理分配負荷達到降低配變負載率的目的。新建配變，應按照“小容量、密布點、短半徑”的原則，盡量靠近負荷中心[3]。根據(jù)負荷密度情況，合理減少 400kVA以上大容量配變，避免長距離供電，宜優(yōu)先采用100kVA、200kVA配變，科學劃分供電區(qū)域，縮短供電半徑，并盡量使配變靠近負荷中心，科學確定配變安放地址[4]。

3.2　改造現(xiàn)有配變，更換大容量變壓器

配電變壓器的重、過載往往會導致電壓損失較大，從而導致用戶低電壓問題。針對配變超重載引起的配電變壓器電壓損耗率變大的問題，一般情況下，采用配變增容是最有效的解決方式[5]。因此，對于運行年限長、狀態(tài)評價結果差的現(xiàn)有配電設備，或者屬于高耗能設備（如S7型配變）、安全可靠性低的小容量配變，則應考慮通過增容改造進行解決，并視具體情況考慮改造的同時通過新增配變和改變現(xiàn)有配變位置對供電區(qū)域進行重新劃分，科學合理安排供電方式[6]。根據(jù)配變狀態(tài)評價結果，選擇對退運配變進行報廢或者輪換處理。例如，若改造設備為S9型以上新型設備，狀態(tài)評價良好，則應將該設備輪換至其他區(qū)域，增加相應區(qū)域配變布點；若設備為高耗能設備，或者安全可靠性差，則應考慮報廢處理。在確定容量時，為了使變壓器運行更經(jīng)濟、更合理，在考慮變壓器運行效率的同時，應綜合考慮變壓器成本、運行費用、負荷類型等因素，從變壓器運行費用上確定經(jīng)濟負載率[7]，進而合理確定變壓器容量的大小。

3.3　應用實例

按照以上原則，我公司今年上半年對26個村的重、過載配變進行了改造或新建治理，并取得了良好效果。以磚廟鎮(zhèn)王莊村為例，該村共有居民 195戶，原由10kV王莊1號配變供電，型號S11-200，戶均容量僅為1.03kVA，2017年2月份該配變最大負荷205kW，出現(xiàn)過載。且由于該村布局東西狹長，僅有 1臺配變由中心向兩端供電，導致該村 0.4kV供電半徑過長，達到了850m，造成末端用戶電壓質量達不到要求。該村原有供電方案如圖1所示。

圖1　王莊村供電示意圖（改造前）

鑒于王莊村負荷偏高、供電半徑過長，且原有配變、低壓線路投運于2011年，狀態(tài)評價良好，考慮通過新增配變布點的方式來解決該村配變過載問題，并且在新增配變布點時盡量利用原有低壓線路，避免重復改造，降低設備全壽命周期成本。在配變選址上，按照靠近負荷中心的原則，新增兩臺配變放置在該村東西兩側居民集中的兩個街區(qū)中心，與原有1號配變分別劃分為3個供電區(qū)域對該村供電。新建工程完成后，該村配變總容量達到500kVA，戶均容量達到 2.56kVA，配變最大負載率降至 41%，可滿足該村10年左右負荷增長需求，徹底解決該村配變過載問題。另外，該村供電半徑由原來的750m降至390m，供電質量也得以顯著提高。

圖2　王莊村供電示意圖（改造后）

4　結論

綜上所述，當配電變壓器出現(xiàn)重、過載現(xiàn)象時，應首先排除系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集異常情況，確認配變實際是否重、過載；其次要核查配變是否存在嚴重三相不平衡，對因此造成的配變重、過載從調整配變?nèi)嗖黄胶舛戎纸鉀Q；最后，對于確屬負荷增長造成的重、過載，根據(jù)現(xiàn)有區(qū)域供電情況，綜合考慮負荷增長、設備狀態(tài)等因素，通過配變增容改造或者新建配變進行治理。