单相柱上配电变压器实施与展望
作者：武汉国电西高电气有限公司时间：2014-03-14 我要发布
摘要：以降损为宗旨的0.4kV低压配电网的改造，通过电源的合理布局，负荷的合理分配及变压器合理选型和更新导线内容，真正有效地解决当今政府及电力部门十分关注的热点问题，达到降低用电成本，减轻农民负担的目的。辽宁省电力公司基于农网负荷分散大，供电半径长等特点，研制了单相柱上配电变压器。针对用户分散，用电量小的供电台区本着小容量、密布点、短半径的原则采取了单相柱上配电变压器单相两线或三线供电的新模式。为负荷密度小，分布广的地区，特别是山区供电开辟了一条新思路。
1引言
当前进行的农网改造,实质是以降损为宗旨的0.4kV低压配电网的改造。通过电源的合理布局，负荷的合理分配及变压器合理选型和更新导线内容，真正有效地解决当今政府及电力部门十分关注的热点问题，达到降低用电成本，减轻农民负担的目的。辽宁省电力公司基于农网负荷分散大，供电半径长等特点，研制了单相柱上配电变压器。针对用户分散，用电量小的供电台区本着小容量、密布点、短半径的原则采取了单相柱上配电变压器单相两线或三线供电的新模式。为负荷密度小，分布广的地区，特别是山区供电开辟了一条新思路。
2单相柱上配电变压器产品结构与特征
DZ10系列单相柱上配电变压器产品执行国家GB-1094-96《电力变压器》标准和美国ANS/IEEEC57及1200-934《油浸式配电：电力及调压变压器通用技术要求》的标准。产品额定容量有5、10、15、20、25、30、50kVA七种，高压侧电压为10、10.5、11±5%kV；低压侧分为单绕组结构0.22、0.23kV，双绕组结构为0.22/0.44、0.23/0.46kV。其铁芯材料采用进口晶粒取向硅钢片45度斜接缝无冲孔的结构，线圈采用了高强度无氧铜聚乙稀醇溶漆包线绕制而成的圆筒式结构。低压侧双绕组结构a1-x和a2-x分别为变压器额定容量的1/2。DZ10系列单相柱上配电变压器是按S10标准设计和生产的，从变压器自身损耗上比现运行的S9系列三相电力变压器更先进，其性能参数如表1所示。变压器器身小而轻，柱上挂式，安装方便同时减少台区费用。
表1DZ10系列柱上配电变压器参数
| 容量 kVA | 空载损耗 W | 负载损耗 W | 空载电流 % | 阻抗电压 % |
| 5 | 42 | 145 | 5.3 | 4 |
| 10 | 55 | 255 | 2.5 | 4 |
| 20 | 85 | 425 | 2.3 | 4 |
| 30 | 100 | 570 | 1.7 | 4 |
3实施范例
抚顺市清原县地处辽北地区，其中有一个山沟居住23户人家，在村头设有SJ-20kVA变压器一台，向长达820m的深沟里单相两线供电。由于供电半径远远超出了允许供电半径，电压损失严重，电能损失大，特别是灯峰阶段电压损失率可达30%左右，尾部用户日光灯不能启动，电视机无图像等，严重影响了居民用户的用电质量，电能损失率高达40%，造成电价高，农民负担重，严重挫伤了农民用电的积极性。通过该供电区分析表明，该变压器常年处于轻载运行状态，最大负荷时负载率不足40%，历史资料表明最大负荷月电量为600kW．h。经研究决定该地区改造选用一台DZ10-10/10型单相柱上配电变压器，并设在接近负荷中心，距首端311m处，采用单相三线制向两侧供电，其负荷均匀分配。改造前后的月电能损耗对比如表2所示。
表2改造前后月损耗电量对比
| 变压器月损 耗电量kW．h | 线路月损耗 电量kW．h | 改造后网损 下降率% | |
| 改造前 | 161.08 | 86.033 | |
| 改造后 | 53.2 | 10.33 | 74.29 |
4综合效益分析
(1)在相同容量下空载损耗下降显著。例如一台容量为10kVA的DZ10型单相配电变压器其空载损耗为48W，而相同容量下S9系列三相配电变压器的空载损耗为80W，两者相差32W，按年运行8000小时计，DZ10系列比S9系列少损失电量256kW．h。
(2)采用单相变压器供电，高压线路可按两线架设、低压线路可按两线或三线架设，而采用三相配电变压器供电，高压线路必须按三线架设，低压线路按四线架设。从工程费用来看，采用单相变压器供电高压线路建设可节省1/5工程造价，低压线路建设可节省1/4工程造价。
(3)从台区建设费用来看，建一个H型配电台区需经费6000元左右，而单相配电变压器采用单杆悬挂式需要经费不足2000元。因此，台区费用可节省2/3资金。
(4)由实施范例可知，清原县农电系统电费取价为0.65/kW．h,若改造前后电价为常数时，该供电区改造后每年可节省人民币为1431.92元，户均年节电费用62.26元。若改造前后月购电量等同均为600kW．h。则：
改造前农户实用电量为600-(86.03+161.08)=352.89kW．h；
改造后农户实用电量为600-(10.33+53.2)=536.48kW．h；
电费下降值为34.22%，则改造以后实用电价为0.427元/kW．h，每kW．h可下降0.22元。
5实施与展望
自从单相柱上配电变压器研制推广以来，不足半年在辽宁地区已实施500余台，之所以有如此的力度，是因为该产品和该供电模式得到了社会的认可，特别是在农网改造中已带来了显著的社会效益和经济效益的结果。众所周知，在国外电网的损耗中低压网的损耗是微不足道的，与我国相比恰恰相反，这是因为家庭平均用电量比我国家庭用电量大几十倍，甚至几百倍的发达国家，几乎是每个家庭用电或者是几个家庭用电设有专用单相配电变压器，如果说有低压线路只是户内部分。可见在国外低压配电网中始终贯穿着小容量、密布点、短半径、电源到家的供电方式。因此，我们认为针对我国农村电网负荷密度小、分布广的地区，特别是山区或牧区，以及家庭工业比较发达的南方个人企业，优先采用单相配电变压器定会带来显著的经济效益。
需要提出的是：(1)若选用单相配电变压器双绕组单相三线供电时，两个火线上的负荷尽可能均匀分配，其目的单相变压器低压侧中间抽头的零线电流更趋于零迫使零线损耗为最小。(2)从改造的实施范例分析可知，配电变压器损耗占整个网损的84%，其中配电变压器的空载损耗占整个网损的62%。从中可以看出，即使农网改造中导线截面选的再大，对降损效果不够明显，若进一步降损只有降低变压器空载损耗上采取措施。因此，建议尽早研究和推广非晶铁芯单相配电变压器，只有大幅度降低铁芯损耗，才能有望进一步降低农网的电能损耗。
