配电变压器重过载及三相不平衡防治方法

姚伟

（云南电网有限责任公司玉溪通海供电局，云南 玉溪 652700）

0 前言

某县电力配电变压器存在重（过）载问题，判定依据见相关标准[1]，通过对基础数据核实，有的配变系统容量与现场情况一致，有的与现场情况不一致，有的为专变公用（营销系统数据不一致）有的为终端故障，其属于配变重载，节假日出现配变重过载突出。

1 配变重过载及故障原因分析

1.1 部分配变容量不满足用电需求

分析该县局三相重过载配变发现：大部分台区的用户均为高密度商铺用电。该用电片区内商铺用电需求大，且动力用户，用电报装容量合计110 kW，用电同时率高，台区负荷较重。

以上情况反映出商业用电的快速增长是导致部分公用配变出现三相重过载的直接原因。片区负荷增长超过预期，导致配变重过载问题，加之配变增容改造项目一段时期实施滞后，因此，一段时间存在三相重过载配变问题。单相重过载的原因主要是配变低压三相用电负荷分配不平衡，三相不平衡度过大也是引起配变重过载问题，特别是不平衡度大于50%的配变尤为明显。

1.2 低压业扩新装增容不规范

过去一段时间，该局各供电所电压业扩报装管理不够规范，具体存在在以下问题：一是未严格执行业扩报装规范流程规定。二是未严格控制配变的负荷上限。三是未认真核实业扩申报容量及其占该台变的负载率；四是低压单相电供数十户用电户的情况较多，还未做到三相导线平衡供电。以上问题导致部分台区存在不少的“超容量用户”，所谓“超容量用户”就是指用电设备容量明显超出报装的容量的用户，特别是三相动力用户明显。

1.3 部分配变布点不合理

一定时期，基于降低人力物力投资、台变故障率和变压器落地难协调的因素，总是倾向于设置大容量变压器供电，未选择2 台及以上变压器供电，易出现单台变三相不平衡造成重过载等问题。

1.4 部分配变档案不准确

据前面统计发现：存在配变系统容量与现场情况不一致，系统中部分台变容量小于运行容量。

2 配变重过载及三相不平衡危害

2.1 配变油温升高

由于配变过负载运行，其油温升高，油温长时间过高，会使油变质，油色变暗，易发生造成配变被迫停运或影响设备安全运行的缺陷[2]。

2.2 配变低压桩头等烧损

由于配变过负载运行，其低压桩头等接线处长时间发热，对于存在接头不紧密的薄弱位置较容易发生变形烧损故障。可判断：该台变属于三相平均重载，单相过载配变，且该配变三相不平衡度严重超标。

2.3 降低供电可靠性

由于不平衡度过大，配变低压侧会产生零序电流，其产生的零序磁通从配变的油箱壁和其他钢构件中通过，磁滞和涡流在钢构件中发热，造成变压器散热条件降低，导致温升增高，严重时损坏变压器绝缘，甚至烧损变压器，造成非计划停电，降低供电可靠性。

2.4 增加电能损耗

配变不平衡运行时，包括变压器铁损和铜损均增加；低压线路由于零线上有电流，零线上会产生损耗，增加了电网线路损耗。

通过相间负载不平衡变压器功率损耗计算，在供相同负载条件下，相间负载平衡和相间负载不平衡，配变空载损耗是固定不变的。但是变压器的负载损耗却产生较大变化，随着三相负载不平衡度的增大，其负载损耗也增大。在供相同负载条件下，三相负载最大不平衡度时，配变负载的有功功率损耗是三相平衡负载的3倍。同理也可得出，三相负载最大不平衡度时，配变负载率的无功功率也是三相平衡负载的无功功率消耗的3 倍[3]。

3 防治措施

1）针对备用变压器少，重过载配变问题突出，“重过载变压器”指标不好的情况下，根据容量大小逐级替换，做到变压器以大换小、梯次利用，低压三相重过载配变问题得到及时解决。

2）对低压电流不平衡度超过15%且负载率大于60%的配变，及时调整三相负荷平衡。

3.1 优化配变布点

对户均拥有配变容量偏低无法满足用电需求的台区改造，为提高户均拥有配变容量标准，在选择改造方案时，首选采取增加布点方式，考虑“小容量、密布点”策略，以建为主，通过增加配变布点进行负荷调整，解决现状重过载问题。柱上配电变压器应尽量接近负荷中心，按照“小容量、密布点、短半径”的原则设置，并按小区居民户数布点；柱上变压器容量根据负荷需要选取，三相柱上配电变压器容量一般不超过500 kVA[1]。

为防范柱上配电变压器的重过载和输出电压偏低，变压器的最大电流不宜高于额定电流的75%，超过时应考虑新增布点或增容改造。变压器的位置应符合下列要求：

1）靠近负荷中心，降低低压供电半径；

2）避开易爆、易燃、污秽严重及地势低洼地带；

3）高压进线、低压出线方便；

4）便于施工、运行维护。

3.2 差异化选用配变

优先选用高过载配变。高过载能力配电变压器在正常温升试验要求的基础上，应满足在1.5 倍额定容量6 h、1.75 倍额定容量3 h、2.0倍额定容量1 h 阶段性连续运行对于年平均负载率不高、负荷峰谷差大、特定时期（如春节、农忙时期等）负荷短时大幅增长容易造成常规变压器短时严重过载的配电台区，应根据实际情况选用高过载能力配电变压器。比如，增容困难的重载台区，无法实现增容的台区可以选择使用高过载能力配电变压器。

选用节能型配电变压器，其空载损耗和负载损耗应满足国家、行业和公司的能效限定值要求。在满足技术经济条件下，空载损耗和负载损耗达到领跑能效值的配电变压器。每台变压器均应安装配电变压器监测终端。

配电变压器容量主要根据负荷情况确定，负荷密度大的地段选用较大容量配电变压器，负荷间歇性变化的B 级C 级供电区域和负荷季节性变化的D 级区域应选用高过载配电变压器。

对于环保、消防要求及场地限制等因素影响的区域，选用干式变压器。配电变压器容量主要根据负荷情况确定，负荷密度大的地段选用较大容量配电变压器，负荷间歇性、季节性变化大的区域应选用高过载配电变压器。

3.3 完善低压报装流程

做实现场查勘，科学选择供电台区。一是按照公式：配变负载率= 低压高峰时段平均电流÷ 低压额定电流×100%，计算拟供电配变高峰时段负载率。

4 结束语

针对重过载配变情况，及时组织该台区用电检查，重点检查非居民动力用户用电设备容量，对重过载配变进行监控，并对达到预警值的配变及时进行处理，对系统监测发现的重过载配变开展特巡，包括红外测温等。