一种高过载配变结构及配置

摘要：针对高过载配变的负荷特点，介绍了一种生产经济、运行安全的高过载配变的结构及配置特点。

关键词：高过载;配电变压器;结构

1 绪论

高过载配变主要是解决农网用电负荷不均衡，在农忙季节和节假日用电暴增，变压器常常重负荷或过负荷运行，而平时轻负荷运行特点而研发的一种新型配电变压器。本文阐述了一种新结构及配置的高过载配变，在生产经济的同时防止过热烧毁穿事故的发生。

2 高过载配变面临的主要问题

近年来，由于农村生活水平的改善，家用电器设备的快速增多，而农村配网结构单一，在用电高峰时段变压器常常需要严重过负荷运行，而闲暇时段却常常空载运行。上述情况对农网的配置经济化、运行可靠性都带来了不小的挑战，高过载配变由此应运而生。根据Q/GDW111902014《农网高过载能力配电变压器技术导则》的要求，高过载配变应根据农网负荷特点，在正常温升试验要求的基础上，满足1.5倍额定容量阶段性连续运行6h（负荷上升和下降阶段各3h）、1.75倍额定容量阶段性连续运行3h（负荷上升和下降阶段各1.5h）、2倍额定容量阶段性连续运行1h，且不影响变压器正常使用寿命。

通过以上公式计算可知，绕组热点温升在过载曲线下并未达到稳态，熱点温升随过载时间t将继续上升。若高过载配变长期过载运行，仍会因绝缘系统高温而被烧毁。

3 设计思路及配置选型

我们主要是通过提高绝缘系统的耐热等级和增加散热面积来实现高过载配变的高过载能力，并且为避免设备长期严重过负荷运行，通过电流、温度两方面进行过载保护。其设计主要从以下几方面入手：

线圈方面，首先线圈采用新型四圆组合的类椭圆结构，结构如下图所示，该结构介于椭圆和长圆结构之间，兼具椭圆线圈绕制的工艺性和长圆结构经济性;其次，通过加大内部油道提升线圈散热能力，并根据上述公式（1）进行绕组热点温升计算对线圈结构进行合理布置，确保温度符合标准要求。材料方面，层间绝缘选用杜邦Nomex纸或魏德曼DPE纸，导线选用铜箔或绝缘耐热180℃的漆包线QZY2/180或QZYB2/180。

4 经济性分析

通过上表对比可以发现，高过载配变与普通配变相比，除增大内、外散热导致绝缘油用量大幅上升，其他材料用量无较大差异。成本方面，由于层间绝缘采用Nomex纸或DPE较普通的绝缘纸略贵，并且绝缘油重量增大使成本在一定幅度上略有上涨，高过载配变较普通配变成本增加约20%。

通过上表对比还可以发现，四圆结构线圈的变压器具有和长圆结构线圈变压器相近的用材，但四圆结构通过大圆弧代替了长圆的直线部分，使该种结构的线圈具有椭圆结构线圈的绕制优势，即绕制工艺性好、绕制效率较高。

另外，MagneX磁保持开断器的使用，可以取消跌落式熔断器，且MagneX磁保持开关可以重复的分、合操作，减少了熔丝类耗材的使用。同时，将高压侧避雷器安装在变压器支架上，则可以将目前的柱上式结构高压侧安装及接线全部省掉，提高了台区的标准化和安装效率，并且提高了一定的经济性。

5 结语

本文阐述了一种高过载配变的结构及配置，通过线圈结构的优化和保护组件的调整，可以较好的保证高过载配变的经济、安全、可靠运行。

参考文献：

[1]李冬森，潘永晟.高过载配电变压器保护装置[J].电气设备，2015，（8）：5455.

[2]周月梅.浅谈高过载能力配电变压器的温升计算方法[J].变压器，2018，55（7）：610.

[3]《变压器手册》编委会.电力变压器手册[M].辽宁：辽宁科学技术出版社，1998.

[4]Q/GDW111902014农网高过载能力配电变压器技术导则[S].

作者简介：谢大帝（1988），男，四川简阳人，电气工程师，主要从事变压器的设计和研发工作。