谢伟斌

（肇庆市庆电电力工程有限公司，广东 肇庆 526070）

配电变压器指配电系统中根据电磁感应定律变换交流电压和电流而传输交流电能的一种静止电器。通常把电压为 10 kV及以下的电力线路称为配电线路，在10 kV配电网络建设过程中，配电变压器的选择和使用是一个重要环节，是保证变压器经济运行、降低损耗、安全可靠供电的重要因素。

1 10 kV配电变压器的型式选择

1.1 油浸式和干式配电变压器

油浸式配电变压器的价格便宜，损耗低（如S11型及非晶合金变压器），关键部件全部密封在变压器油中，其绝缘和冷却效果好，适应性强，在配网中应用广泛。其有以下缺点：①变压器油具有可燃性，防火要求高，用于变电所（用于10 kV及以下电源经配电变压器降压后对设备供电，亦即配电室）需单独设立配电变压器室，占地面积大；②抗短路能力差；③如果密封不良渗漏油严重，影响设备安全运行，同时污染环境；④绝缘按A级绝缘设计、制造，耐温等级低；⑤充油设备需定期检查、维护。

干式配电变压器占地面积小，可以与SF6断路器及真空开关设备同室布置，抗过载能力强，阻燃性能好，可选耐温等级高，抗短路能力强，免维护，在变电所应用广泛。其有以下缺点：①对环境要求高，密封性差，不宜在室外使用；②价格偏高；③比同等级的油浸式配电变压器损耗大；④维修不便；⑤如风机损坏或电源故障冷却效果差。根据其特点、设计规范和运行经验，油浸式配电变压器主要适用于杆上架设、箱式变电站和单独设立配电变压器室的配电室与变电所；干式配电变压器主要适用于室内配电。

1.2 单相配电变压器的应用

单相配电变压器体积小，可单杆架设，很容易深入负荷中心供电；单相配电变压器本身损耗低，又因为可靠近居民端供电，大大减小了低压线路的损耗；由于单相配电变压器出线为3根（不同于三相四线），节约了低压线路的投资成本。因此，单相配电变压器符合小容量密布点的指导思想，近年来配电网得到广泛使用，主要用于城市居住区、别墅区、路灯和农村小范围相对集中居住的地区。但是由于单相配电变压器容量小，只能单相输出等因素，在小动力零散分布地区和城市多层、高层建筑密集的小区不能合理、经济的使用。

2 10 kV变电所配电变压器负载率的选择

10 kV变电所主变压器容量的选择，除了要计算负载容量外，还应确定配电变压器的负荷率。配电变压器的负荷率是影响配电变压器容量、台数和电网结构的重要参数，其值为：

目前对负荷率T的取值有两种不同的观点和做法。一种认为T值大好，取高负荷率；另一种相反，认为T值小好，取低负荷率。T的具体取值和变电所变压器台数N有关。

2.1 关于高负荷率

当N为2时，T为65%左右；当N为3时，T为87%左右；当N为4时，T为100%左右。取高负荷率是根据配电变压器负荷能力中的绝缘老化理论，允许配电变压器短时间过负荷而不会影响到配电变压器的使用寿命。大体上取过负荷 1.3倍，延续时间 2 h。这种取值按“N－1”准则，在最高负荷时，当变电所有1台配电变压器故障停运，其余配电变压器必须承担全部负载而过负荷运行，过负荷率1.3。

2.2 关于低负荷率

当N为2时，T为50%左右；当N为3时，T为67%左右；当N为4时，T为75%左右。这种观点与高负荷率截然不同。在最高负荷时，当变电所有1台配电变压器故障停运（“N－1”）时，剩余配电变压器可以承担全部负载而不过负荷。

两种负载率的选择都有其合理的地方，主要差别有以下几点：

（1）选择高负荷率的电网投资比选择低负荷率节省。低负荷率电网配电变压器容量选择较大，相应配套的一、二次设备参数等级增加，必然带来投资增加，运营成本增大。但选择低负荷率时，可以更合理配置接线方式，配电变压器增容周期也较长。

（2）低负荷率电网的可靠性和安全性高于高负荷率电网。高负荷率电网虽然也能满足“N－1”的要求，但是设备超载对电网安全稳定运行不利，尤其是配电网，低压线路大部分为辐射型供电，通过其他变电所转移负荷的方式不一定可行。

（3）配电变压器取低负荷率可以简化网络接线，减少联络线数量，对简化继电保护和自动装置的配置有利。

3 因地制宜选择配电变压器

《35 kV及以下端变电所（配电房）建设标准》（DGJ32/J14－2005）中，关于变压器台数、容量有下列规定。

（1）第3.1.4条：变压器台数应根据负荷特点和经济运行进行选择。当符合下列条件之一时，宜装设2台及以上变压器：①具有一级或二级负荷；②季节性负荷变化较大；③集中负荷较大。

（2）第3.3.1条：装有2台及以上主变压器的变电所，当断开1台时，其余变压器容量应满足一级负荷及二级负荷用电。其余变压器容量不宜小于总负荷的60%。

目前，城市住宅小区大都满足第3.1.4条规定，建设10 kV变电所时，应考虑装设2台以上配电变压器。第3.3.1条规定中，对配电变压器容量选择标准是较低的。当然，该标准是强制执行标准，该要求是必须达到的最低标准。当变电所在建筑物内部，以及对防火防爆有特殊要求，或占地面积较小无法单独设立配电变压器室的，应选用干式配电变压器。在选用干式配电变压器时，冷却方式采用自然空气循环和强迫空气循环（带冷却风机）。正常使用条件下，自然空气冷却时，配电变压器可连续输出100%的额定容量。投入风机，在强迫风冷状态下运行，配电变压器可以连续输出150%的额定容量。选用干式配电变压器，变电所主变压器选择容量时，可以根据高负荷率的方案选取。2台主变压器时（N＝2），负荷率取65%（T＝65%），低压采用单母线分段接线方式；3台主变压器时（N＝3），负荷率取87%（T＝87%），低压采用单母线四分段接线方式。

4 结论

目前，城市住宅小区大都满足第3.1.4条规定，建设10 kV变电所时，应考虑装设2台以上配电变压器。第3.3.1条规定中，对配电变压器容量选择标准是比较低的。当然，该标准是强制执行标准，该要求是必须达到的最低标准。

当变电所在建筑物内部以及对防火防爆有特殊要求，或占地面积较小无法单独设立配电变压器室的，应选用干式配电变压器。在选用干式配电变压器时，冷却方式采用自然空气循环和强迫空气循环（带冷却风机）。正常使用条件下，自然空气冷却时，配电变压器可连续输出 100%的额定容量。投入风机，在强迫风冷状态下运行，配电变压器可以连续输出150%的额定容量。

选用干式配电变压器，变电所主变压器选择容量时，可以根据高负荷率的方案选取。2台主变压器时（N＝2），负荷率取65%（T＝65%），低压采用单母线分段接线方式；3台主变压器时（N＝3），负荷率取 87%（T＝87%），低压采用单母线四分段接线方式。当选用箱式变电站，或当变电所为独立设置时，可以设立单独的配电变压器室。对防火防爆没有特殊要求时，可采用油浸式变压器（S11型或非晶合金变压器）。

选用油浸式配电变压器，变压器价格低，空载损耗也比较小，但过载能力差。主变压器选择容量时，可以根据低负荷率的方案选取。2台主变压器时（N＝2），负荷率取50%（T＝50%），低压采用单母线分段接线方式；3台主变压器时（N＝3），负荷率取 67%（T＝67%），低压采用单母线四分段接线方式。对于线路或变电所单台配电变压器的选择，也应根据负荷特性和现有低损耗配电变压器的特点，结合负荷增长情况，通过计算和经济技术比较（考虑增容投资、新增布点的实际难度），最低负荷时能够保证配电变压器经济运行，选择稍大容量等级的配电变压器也有利于安全、可靠和经济运行。