变压器改造在农村电网中的作用

黄文飞（国网苍溪县供电公司，四川　广元　628415）



变压器改造在农村电网中的作用

黄文飞
（国网苍溪县供电公司，四川广元628415）

摘要：近年来，我国进一步加大对农电和农网的改革力度，不断加快农村电网的改造步伐。但是，伴随着改革的不断深入，出现了诸如供电公司用电安全责任加大、多供多损等现象。如何保障农村用电安全、实现多供少损成为目前亟待解决的重要课题。本文对变压器改造在农村电网中的作用进行阐述，希望对我国农村电网改造工作有所启示。

关键词：变压器改造；农村电网；单相变压器

在农村电网中进行变压器改造，选择合适的变压器型号、台区、容量，并进行合理的安装将对农村电网节能经济运行、保障用电安全起到至关重要的作用。

一、农村电网的运行现状

在我国农村的很多地方，尽管对城乡电网进行了一定的改造，但依然存在普遍使用三相变压器的情况。三相变压器运行时要求三相负载保持平衡，但现实中，由于农村家用电器在各相的负荷分配往往不一致，导致三相负载很难实现平衡，甚至出现过大相差。三相负载的不平衡导致变压器次级线圈出现电流的正序、负序及零序分量，且中性线中的叠加电流等同于3倍的单相零序电流。

就负序电流而言，因各相之间的相位差为120，电流同时流通于初级线圈与次级线圈，两者位于铁芯中的磁通能彼此作用并达到平衡。换言之，当次级线圈产生负序电流时，其在铁芯中引发的负序磁通将对之前初级电流引发的主磁通造成影响，而初级线圈也可以出现负序电流，此电流引发的的负序磁通能够与次级电流引发的负序磁通相互抵消。但零序电流的情况有所不同，变压器中零序电流的方向、大小均一致，可在中性线上相互叠加，最终形成的电流将是各相零序电流的3倍。因初级无中性线，也就没有相应的零序磁通与次级引发的零序磁通相抵消，由此一来，次级零序电流引发的磁通将和变压器外壳产生磁回路，进而在初级、次级线圈中感应生成零序电势。

以往选用变压器时，通常只按照用户数量来大致确认变压器的容量，而不进行科学的分析计算，导致“大马拉小车”的情况普遍出现，这一方面造成了额外的投资费用，另一方面也增大了空载损耗。此外，也有部分变压器的容量过小，经常处于超负荷运行的状态，不仅造成一定的过载损耗，也使变压器面临烧毁的风险。基于上述因素，在选择变压器容量时，要充分考虑当前实际用电负荷，并兼顾未来5～10年内的农村电力发展规划。综合各方面因素，通常以变压器容量的45%～70%来选定。

二、单相变压器在农村电网中的作用

在选择变压器容量时，一般选取标称容量略超出计算负荷的变压器，以保证变压器的正常稳定运行，但这一做法实际上造成了很大的经济浪费。配电变压器主要存在两种损耗，一是铁损耗，该损耗稳定存在，其大小与变压器负荷无关。二是铜损耗，该损耗值随变压器负荷的改变而改变。

当变压器容量偏小时，尽管铁损耗、维修费和设备投资均比较小，但设备运行时产生的铜损耗比较大；若所选变压器的容量偏大，则铁损耗、维修费和设备投资均有所增大，但相应的铜损耗则有所减少。对此，在选择变压器时，需要根据计算负荷，得出相应的经济容量区间，才能最大化地提高变压器运行效益。

采用单相变压器则能够克服农村供电中存在的很多问题，一方面，它改善了供电电压质量，提高了农村电网供电可靠性，减少了低压线路损耗。另一方面，采用单相变压器能够解决小业主盲目占用公共变压器的问题，使其自觉自愿地安装专用变压器，进而增加供电企业的经济效益。此外，单相变压器的安装与维护更为简单，且其工作噪音有所减少，符合有关环保要求。

三、农村电网应用单相变压器的意义

1 技术方面

在农村电网中应用单相变压器具有以下技术优点：首先，利用单相变压器就近降压供电，有助于根治当前广泛存在的因距离变压器远近不同而引起的电压波动问题，改善供电电压质量，保障农村用电设备的正常稳定运转。其次，单相变压器通常用于小范围的供电，即便变压器出现故障，也不会造成大范围的供电障碍，且其修复比较简单。特别是全身保护型变压器，其本身的保护措施比较到位，一旦发生故障，能够在短时间内予以排除，使得供电的可靠性得到保障。再次，单相变压器的安装调换十分方便，在同一高压线路上，既可以单独地安装一台来进行单相供电，也可以同时安装三台来提供三相电力。

2 经济方面

首先，较之同等容量的三相变压器，单相变压器所需要的铜、铁材料较少，减少了硅钢片及铜导线的用量，而这两样材料的价格都比较昂贵，因此经济效益十分显著。特别是使用卷铁芯设计时，能够大幅降低变压器空载损耗，使变压器的制造、使用成本同步减少。其次，在输送同等电力时，若以允许压降为计算标准，采用单相供电可节约输电导线；若以经济电流密度为计算标准，则能够减少导线的重量；若以强度为计算标准，也能够减少导线的用量。再次，单相变压器的容量小、构造简单、需求量大，可利用现代工艺进行量产，有助于推动变压器产品的质量改进与效益提升。总之，在农村电网中应用单相变压器可大大减少整个输电线路的投资费用，经济效益十分显著。

3 安全方面

三相变压器无论采用哪种接线方式，当一相熔丝因故熔断时，均会出现其余两相电压异常的情况，再者由于三相变压器的低压系统是采用380V/220V三相四线制进行供电，如果发生零线短线，则会产生使线电压骤升的情况，这些现象都会影响对负荷的正常供电，有可能造成照明系统及电器设备的损坏，甚至引发电气火灾。如果改为单相变压器供电，就会在很大程度上避免这种情况，使供电安全性、可靠性得到保障。此外，单向变压器可以避免窃电现象的发生，提高电力设施的安全性

结语

单相变压器与三相变压器相比具有更强的经济、技术优势，今后应加强单相变压器在农村电网中的应用推广，为实现农村电网改造升级提供重要保障。

参考文献

[1]冀毅.农村电网改造配电变压器的合理选用[J].中国科技博览，2015（08）.

[2]范澜.农村电网运行中单相变压器的应用与节能作用[J].大科技，2012（21）.

[3]周伟玉.试论新农村电气化建设中的农网供电模式[J].机电信息，2013（27）.

中图分类号：TM72

文献标识码：A