浅谈农网改造中10kV配电变压器的安装与运行维护管理

浅谈农网改造中10kV配电变压器的安装与运行维护管理摘要】在农网改造中，合理选择配电变压器台区、型号、容量及按技术标准合理安装配电变压器是保证变压器经济运行、降低损耗、平安可靠供电的重要因素。农网改造使电网到达了结构合理、供电可靠、运行经济，切实减轻了农民的负担。本人根据参加农网改造的实践和参考有关电力技术规程，对变压器的安装提出几点看法，以供参考。【关键词】农网改造;配电变压器;跌落式熔断器;避雷器;接地装置;运行维护引言农村供电具有环境复杂、点多面广、负荷分散等特点，农村电网建设与改造的目的是解决农村电网电能损耗大、网架结构不合理、供电可靠性低、电能质量差和农村电价高等问题。这项工程的目标是建成一个网络比较可靠、布局比较合理、装备比较先进、管理比较科学、通信比较完善和自动化程度比较高的农村电网，真正到达平安、优质、高效和低能耗的目标。在农村配电网中，用户最根本的电源设备是变压器，它的选择与安装直接关系到农村用电的平安性和经济性。如何合理选择配电变压器和正确安装，也是农网改造设计与施工中需要重点解决的问题。1.配电变压器的安装1.1变压器台区的定位农村配电变压器的台区应按“小容量，密布点，短半径的原那么来合理选择配电变压器的位置建设改造。对于村庄用电户数少、负荷又比较集中、需一台配电变压器供电的，应根据现有负荷及开展规划，尽量将配电变压器安装在负荷中心，从配电变压器的低压出线口到每个负荷点，尽量做辐射性向四周延伸，供电半径以不超过500m为宜。对于村庄较大、用电户数多、负荷分布不均等情况的村庄，应根据负荷分布及村庄规划，采用短距离、小容量、多台变压器供电，同时还应尽量避开车辆、行人较多的场所，且选择便于更换和检修设备的地方。这样，既减少了线路损耗，又提高了电压质量。1.2变压器的选用农村配电变压器的选用，关系到整个供电系统可靠性和供电质量，因此必须根据负荷的类型、大小与分布情况进行全面的考虑。改造前，农村大局部选用高损耗的变压器。统计说明，配电变压器的损耗约占配电网中总损耗量的30%以上，比例相当高，因此，必须选用新型的节能型变压器。近年来，国家新开发的新型节能型变压器有S7和S9及S11三大类。S9系列配电变压器的设计以增加有效材料用量来实现降低损耗，主要是增加铁心截面积以降低磁通密度，上下压绕组均使用铜导线，并加大导线截面，降低绕组电流密度，从而降低空载损耗和负载损耗。S9与S7系列变压器相比，空载损耗平均降低10%，负载损耗平均降低25%。而S11系列变压器是在S9系列的根底上改进结构设计，选用超薄型硅钢片，进一步降低空载损耗而开发出来的，目前S11系列变压器的空载损耗比S9系列降低30%，但投资相比照较高。因此，从性价比来考虑，目前新建和改造的台区，主要采用S9型低损耗变压器，原来高损耗配电变压器已全部淘汰，S7型系列配电变压器也已逐步被更换。同时，合理选择变压器的容量，也是变压器经济运行的要求。过去，在选择配电变压器时，由于缺乏科学分析计算，只依据用电户数大概来选择变压器容量，没科学依据。如果选择容量太小，会引起变压器超负荷运行，过载损耗增加，最终结果是烧毁变压器;如果配电变压器容量太大，出现“大马拉小车现象，变压器不能充分利用，空载损耗增加。为此，在选择配电变压器容量时，应按实际负荷及510年农村电力开展方案来选定，一般按变压器容量的45%70%来选择根据运行经验，负载率40%轻载、60%正常、80%重载、100%超载。另外，考虑到农村有其自身的用电特点，受季节性、时间性强及用电负荷波动大的影响，有条件的村庄可采用母子变压器或调容变压器供电，以满足不同季节、不同时间的需求。1.3变压器台架的安装农网改造后，大多是使用双杆柱上安装变压器容量小于400kVA，两杆的根开为2m。配电变压器台架用两条2.4m的槽钢固定于两电杆上，台架距地面高度不低于2.5m，台架的平面坡度不大于1/100。变压器脚底与台架用4根螺丝上紧，腰栏应采用直径不小于4mm的铁线缠绕两圈以上，缠绕应紧牢，腰栏距带电局部不少于0.2m。同时变压器的高、低压柱头要加装防尘罩，变压器要悬挂警告牌。另外安装铁件均需镀锌，并且100kVA以上的变压器要安装一台隔离开关。1.4跌落式熔断器的安装变压器的高、低压侧应分别装设熔断器。高压侧熔断器的底部对地面的垂直高度不低于4.5m，各相熔断器的水平距离不应小于0.5m，为了便于操作和熔丝熔断后熔丝管能顺利地跌落下来，跌落式熔断器的轴线应与垂直线成1530倾角。低压侧熔断器的底部对地面的垂直距离不低于3.5m，各相熔断器的水平距离不少于0.2m。跌落式熔断器熔丝的选择按“保证配电变压器内部或高、低压出线套管发生短路时迅速熔断的原那么来选择，熔丝的熔断时间必须小于或等于0.1s。按规程规定：容量在100kVA及以下者，高压侧熔丝额定电流按变压器容量额定电流的23倍选择;容量在100kVA以上者，高压侧熔丝额定电流按变压器容量额定电流的1.52倍选择。变压器低压侧熔丝按低压侧额定电流选择。1.5避雷器的安装运行经验证明：影响配电变压器平安运行的外界危险大局部变压器应装设防雷装置。应选用无间隙合成绝缘外套金属氧化物避雷器代替原有的阀式瓷外套避雷器，其工频电压耐受能力强，密封性好，保护特性稳定。避雷器应装设在熔断器与变压器之间，并尽量靠近变压器。这样不仅能有效地保护变压器，且便于检修，还可以防止避雷器爆炸损坏变压器瓷套管等。另外，为了防止反变换波和低压侧雷电波侵入，应在低压侧配电箱内装设低压避雷器，从而起到保护配电变压器及其总计量装置的作用。避雷器之间应用截面不少于25mm2的多股铜芯塑料线连接在一起。为防止雷电流在接地电阻上的压降与避雷器的残压叠加在一起，作用在变压器绝缘上，应将避雷器的接地端、变压器的外壳及低压侧中性点用截面不小于25mm2的多股铜芯塑料线连接在一起，再与接地装置引上线相连接。1.6接地装置目前农网改造中，农村小容量变压器布点多，雷雨季节10kV配电变压器经常遭受雷击，由于接地电阻过大，达不到规程规定值，雷电流不能迅速泄入大地，造成避雷器自身残压过大，或在接地电阻上产生很高的电压降，引起变压器烧毁事故。因此，接地装置的接地电阻必须符合规程规定值。对10kV配电变压器：容量在100kVA以下，其接地电阻不应大于10;容量在100kVA以上，其接地电阻不应大于4。接地装置施工完毕应进行接地电阻测试，合格前方可回填土。同时，变压器外壳必须良好接地，外壳接地应用螺栓拧紧，不可用焊接直接焊牢，以便检修。接地装置的地下局部由水平接地体和垂直接地体组成，水平接地体采用4根长度为5m的40mm4mm的扁钢，垂直接地体那么采用5根长度为2.5m的L50505mm的角钢分别与水平接地体每隔5m焊接一处。水平接地体在土壤中埋设深为0.60.8m，垂直接地体那么是在水平接地体根底上打入地里的。接地引上线采用404mm扁钢，为了检测方便和用电平安，对于柱上式安装的变压器，引上线连接点应设在变压器底下的槽钢位置。1.7变台引落线新建和改造的变台的引落线均应采用多股绝缘线，其截面应按变压器的额定容量选择，但高压侧引落线铜芯不应小于16mm2，铝芯不应小于25mm2，杜绝使用单股导线及不合格导线。同时应考虑引落线对周围建筑物的平安距离。高压引落线与抱箍、掌铁、电杆、变压器外壳等距离不应小于200mm，高压引落线间的距离在引线处不小于300mm，低压引落线间的距离及其它物体的距离不小于150mm。2.配电变压器的运行管理2.1巡视检查变压器巡视周期以每月一次为宜，巡视工程如下：1套管是否存在污秽、放电;2油面是否正常、存在异声、异味油位计1/4至3/4之间;3边接点有无锈蚀、过热和烧伤;4分接开关是否正确，换接良好;5外壳是否存在渗油锈蚀、接地、密封是否良好或存在老化现象，防潮砂是否变色正常为白色、硅胶为浅蓝色，吸湿后变黄褐色、硅胶为淡红色;6铭牌及其它标识是否完好;7一、二次熔丝是否完好;8引线是否松驰、绝缘是否良好;9台架高度是否符合要求，是否存在倾斜、下沉等，围栏是否完好;10在负荷比较重的时候，适当增加夜间巡视，以检查接头，绝缘套管是否有异常，并及时了解变压器是否过负荷。2.2常见故障及处理2.2.1变压器过热故障原因：铁芯间绝缘或穿心螺栓绝缘损坏，产生涡流;绕组匝间或层间短路。处理方法：吊芯处理绝缘;找出短路点处理绝缘。2.2.2油温突然升高故障原因：过负荷;接线松动;绕组内部短路。处理方法：减小负荷;吊芯检查接头并紧固;检查内部短路点并处理。2.2.3声音异常故障原因：声音沉重，说明过负荷或有大容量设备启动;声音有锋利的爆裂声，说明过电压，有绝缘击穿，内部接触不良;声音乱而嘈杂，说明内部结构或铁芯松动。处理方法：增大变压器容量或改变大容量设备启动方式;检查电源，检查绝缘击穿原因并处理;检查内部结构或紧固螺栓。2.2.4油色变化显著，油面过低故障原因：油质变坏;油箱漏油;油温过高。处理方法：处理油或换油;修补油箱并神补油;减少负荷。2.2.5三相电压不平衡故障原因：三相负荷不平衡;绕组局部短路。处理方法：调整负荷;检查短路点并排除。2.2.6绕组绝缘老化故障原因：经常过负荷;超使用年限。处理方法：更换绕组或大容量变压器;更换变压器。2.2.7绝缘下降故障原因：变压器受潮;油质变坏。处理方法：枯燥处理;取油样试验并处理或更换新油。2.2.8油面上升或下降故障原因：油温过高;渗漏油。处理方法：减少负荷;检查渗漏油位置并处理。2.2.9漏油故障原因：接线端子接触不良，过热，密封垫老化;油箱有砂眼;螺栓松动。处理方法：更换密封垫;将砂眼焊死;紧固螺栓。2.2.10高压熔断器熔断故障原因：内部短路;外部故障;过负荷。处理方法：停止运行，排除故障;消除外部短路点;减少负荷。2.2.11变压器着火故障原因：铁芯扩穿心螺栓绝缘损坏;绕组层间短路;严重过负荷。处理方法：吊芯处理，并涂绝缘漆;处理短路或更换绕组;减少负荷。2.2.12分接开关放电故障原因：开关触头压力过小;开关接触不良;开关烧坏;绝缘性能降低。处理方法：更换或调整弹簧，增大压力;消除氧化膜及油污;修理或更换触头;清洁开关，进行绝缘处理。2.3相应措施针对配电变压器的日常运行管理，要制定相应措施如下：1除了严格执行平安工作规程外，还要每月对负荷至少进行一次测量，特殊情况下如顶峰负荷期间，负荷变化较大时等可增加测量次数，对配电变压器负荷状况做到心中有数，为调整配电变压器负荷提供准确可靠的数据。2定期对变压器进行巡视和小修，小修周期1至2年，特别是针对有无缺油、套管漏油、缺相、接点过热、放电、测量绝缘电阻不低于出厂值的70%或300兆欧，个别密封胶垫劣化等现象进行。3完善配电变压器的资料管理，并使用数码相机对现场情况进行记录，方便运行管理及故障处理。4对不合格的配电变压器进行整改，如上下压套管上加装绝缘护套，防止老鼠等小动物引发的相间短路故障。3.结束语变压器容量的选择，应当在满足规划期最大负荷需求的前提下，使整个规划期的变压器年计算费用综合为最低，即应当满足用电要求且适当考虑近期负荷的开展而又不造成浪费为原那么。配电变压器的安装位置最正确位置是指能使该台区内低压电网的线损、低压线路的投资和消耗的材料最少的位置。位置选择前应对现有的和未来10年内的负荷情况进行全面深入细致的调查和预测，使配电变压器安装位置居于负荷中心，从而使低压供电线路投资最省，电压降最小，低压线路损耗小。从降低电能损失来看，电源应尽量布置在负荷中心。特别是当负荷密度高、供电范围大时，要优先考虑两点或者多点布置。多点布置具有显著的降损节能效益，同时还能改善电压质量。根据目前农村配电变压器的安装情况，需要改进接地装置。农村低压配电线路大多采用三相四线制供电方式，当配电变压器中性点接地不良或断路时，将会发生中性点电压位移，相电压变成线电压，导致单相用电设备因线路电压不正常而发生烧毁事故。采取的措施一是采用Dyn11连结组别的变压器，其优点没有中性点移位的问题，承载单相能力强，不会产生三次谐涉及零序电压，有较高的抵御二次侧侵入雷的能力，相对损耗较小。二是将接地装置改为10个盘条加地埋1.5m角钢，用1650螺丝固定，减少事故的发生。也可改原有的台柱结构为构架结构，将高度从原来的2.5m升高到3m，提高平安系数，改善变压器的散热效果，这也可防止因阴雨天造成的不平安隐患。参考文献【1】石常建，王本胜.对农网改造工程的几点思考J.农村电工，19996：14-14.【2】朱海高.农网改造中应注意的问题J.江西电力出版社，20211：19-48.【3】董淑华.也谈农网改造中的几个关系J.农村电工，19996：13-13.【4】吕代玉.谈农村电网技术改造J.农业机械化与电气化，20213：37-37.