什么是配電變壓器

由于變壓器在運行中線圈會發(fā)熱，需要采取冷卻措施。小容量變壓器可采取干式變壓器，自然風冷或強制風冷。大容量變壓器一般以油為冷卻媒體，必須強制風冷。

變壓器運行中初次級線圈和磁芯都會產(chǎn)生熱量，變壓器油流經(jīng)這些部位靠熱傳導作用帶走熱量，再經(jīng)散熱器將熱量散發(fā)到環(huán)境空氣中。或者說，變壓器的運行表現(xiàn)為發(fā)熱和散熱兩個方面的對立統(tǒng)一體。顯然，變壓器產(chǎn)生的熱量多少與負載大小成正比，而散熱好壞與周圍環(huán)境直接相關(guān)。

配電變壓器是供電環(huán)節(jié)中最重要也是最普遍的一次設(shè)備。在我國現(xiàn)行配電網(wǎng)中，有35KV/66KV/110KV/154KV/220KV幾個電壓等級，以110KV/220KV為主。全國大約有中高壓變電站4萬個，這個數(shù)字還在逐年增長，其中大部分是兩臺變壓器并列運行。

負載的變化表現(xiàn)為基荷與周期性負荷的疊加。基荷主要為工業(yè)負荷，這部分負荷的變化比較緩慢，與當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展有關(guān)。負荷的周期性，有（1）一日之內(nèi)變化的峰谷負荷；（2）一周之內(nèi)的工作日負荷與周末負荷；（3）一年之內(nèi)的春灌、夏季制冷、秋收和冬季取暖；（4）長假：五一、十一、春節(jié)。這幾個周期的相互疊加，就構(gòu)成了變壓器負載的基本變化規(guī)律，從而也就決定了變壓器發(fā)熱量的基本變化規(guī)律。

散熱效率取決于表面積和溫差。在同等表面積情況下，溫差的大小就決定了散熱效率的高低。變壓器負載增大時，發(fā)熱量增多，從而油溫升高，進而散熱管表面溫度升高。由于環(huán)境空氣一般比散熱管表面溫度低，形成溫差。由于熱傳導作用，圍繞散熱管一定厚度內(nèi)的空氣被逐漸加熱，這樣一來，熱量被轉(zhuǎn)移到環(huán)境空氣中。如果不及時將已被加熱的空氣移開，溫差就會逐漸減小，散熱效率又逐漸將下來。這個升溫和散熱相互作用的過程，最后會達到穩(wěn)態(tài)，也就是散熱管表面溫度達到一個溫度平衡值，此時，單位時間內(nèi)的發(fā)熱量和散熱量相等。

如果這個溫度平衡值維持在較高水平，將使變壓器性能下降，甚至達到不可容忍的程度。為了維持較低溫度平衡值（45度到55度），必須采取強制風冷措施，加速空氣對流。要維持更低的溫度水平，需要更大的送風量，但這樣做給變壓器運行工況帶來的好處也就越來越微弱。因此，根據(jù)負荷的變化調(diào)整送風量并維持合理的溫度平衡值，是變壓器經(jīng)濟運行的客觀需要。

為了安全的需要，變壓器冷風機按最大化配置，也就是在滿負荷運行并且環(huán)境溫度達到最高值的情況下，變壓器的運行依然是安全的，也即在最大發(fā)熱量同時溫差最小的條件下，強制風冷的送風量，依然滿足散熱要求。

顯而易見，變壓器并不是總在滿負荷運行，一般負荷率在40%-70%之間。同時，變壓器也不會總在最壞散熱情況下運行，夏季溫度最高可到40C,但冬季只有10C以下,甚至達到零下10C。根據(jù)負荷情況和環(huán)境溫濕度的變化，開啟部分風機，這樣的控制策略對變壓器安全運行是可行的。冷風機的可利用小時數(shù)是有限的，隨著投運時間線性遞減。在保證變壓器散熱需要的前提下，適當減少部分冷風機的投運時間,可提高設(shè)備使用壽命。

在實際運行操作中，已經(jīng)設(shè)計了手動操作箱，有控制邏輯線路和手動按鈕。手動按鈕控制冷風機供電回路繼電器吸合或放開，從而達到手動控制冷風機投運或切除的目的。如果操作人員根據(jù)負載情況和氣候條件，及時投切冷風機，可達到既保證變壓器可靠運行，又能延長冷風機使用壽命，并起到節(jié)約電能的目的。

然而，“及時投切”實施起來有困難。操作人員為了保證變壓器可靠運行，習慣上采取冷風機全部投入運行的簡化工作模式。這就造成了冷風機過渡運行，容易引發(fā)冷風機故障。根據(jù)每個季度的氣候條件和典型日負荷情況，制定冷風機合理投切策略，智能控制器按照事先制定的控制策略，實施對應冷風機的投切，從而實現(xiàn)無人值守變壓器冷風機智能投切。為了實現(xiàn)及時投切的目的，擬采用智能控制技術(shù)方案。

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