浅谈1０kV配电变压器的选择安装及交接试验

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　　摘要：配电变压器是配电网的核心设备，主要实现高低压变换，保证电网系统的正常运行。为了确保变压器经济安全运行，保障供电可靠，必须做到变压器选型合理、安装规范、交接预防性试验全面。以10 kV配电变压器为例，探究了10 kV配电变压器的安装技术及交接试验技术，为电力建设工作的高效开展提供一些参考借鉴。
　　关键词：配电变压器;电力建设;安装技术;交接试验
　　中图分类号：TM421
　　文献标识码：A
　　DOI： 10.15913/j.cnki.kjycx.2019.11.061
　　配电变压器作为直接向终端用户供电的设备，一般安装在电力用户密集区域，由于这部分区域线路、元件相互交叉，变压器安装较难，因此，提高配电设备安装质量及准确可靠的交接试验，是保证配电网安全运行的有效手段。通过探究10 kV配电变压器的安装技术及交接试验技术，为电力建设工作的高效开展提供了一些参考和借鉴，也适用于高职电力类院校电气设备安装检修及试验的高技能人才培训。
　　1 10 kV配电变压器的选择
　　1.1 型号选择
　　节能型配电变压器是城乡电力建设的首选变压器。目前，常用的节能型配电变压器是S系列（如SII、S13等）的油浸式变压器，在实际应用中我们发现，此类变压器节能效果好、材料耐老化、使用寿命长，工程中值得推广和使用。此外，干式配电变压器具有节能低噪、可靠性高、容量大等特点，同时有朝着智能化方向发展的趋势，未来干式变压器将实现数据传输、数据处理、状态控制及显示等功能[1]，在经济条件允许下，用干式配电变压器代替油浸式变压器也是一个很好的选择。
　　1.2 容量选择
　　变压器的运行应该考虑其经济性，而变压器容量与负荷是否匹配直接决定着变压器的经济运行效果。容量小会使变压器超载运行，缩短变压器寿命，甚至烧毁变压器;容量过大不仅一次性投资大，而且还会导致功率因数下降和空载损耗增大。所以，选择变压器容量应从变压器的容量是否得到充分利用、变压器的运行是否经济并有留有发展余地这两个方面考虑。在城乡电力建设中，应以现有负荷为基础，根据整个城乡用电的具体情况来选择变压器容量，同时，要兼顾考虑随着人们物质生活日益丰富带来对电力的需求不断增长，做出预见性判断进行选择。在工程中，容量通常从当前负荷的50% - 70%，并考虑到5- 10年的负荷增长需求来选择，比如现有用电量较大或条件比较好的城市、小区，可以考虑子母变压器进行供电，以满足不同季节和时间的需求。
　　2 10 kV配电变压器的安装
　　2.1 台区位置的选择
　　台区位置选择的原则是“两靠近两避开一方便”，即靠近负荷中心、靠近电源侧，避开行人和车辆较多的场所、避开污秽源（如果无法避开，则应设在污秽源的上风侧），进出线方便[2]。同时，还需要综合线损、工程成本、安装过程安全、运行安全等诸多因素考虑，选取投资和消耗最少的位置作为最佳台区位置。
　　2.2 台架的安装
　　10 kV配电变压器台架平台由一组牢固在电杆上的槽钢组成，安装高度要求距离地面垂直高度大于2.5 m[2]，坡面小于1/100，变压器用螺栓牢固在台架上，可以底部放置枕木来避免变压器滑脱及振动。目前在城乡配电变压器安装中，考虑安全、操作、美观等因素，往往采用变压器和JP柜分层安装模式，即变压器安装在上层台架，JP柜安装在下层台架。此外，台架上还应该悬挂“禁止攀登、高压危险”等警告牌，提醒路人注意安全。
　　2.3 跌落式熔断器、熔断开关的安装
　　跌落式熔断器是配电变压器最常用的短路保护开关，它具有经济、操作方便、适应户外环境性强等特点，被广泛应用于10 kV配电线路和配电变压器作为保护和设备投、切操作之用[3]。跌落式熔断器安装技术要点：高压侧要求高度大于4.5m，水平间隔大于0.5m，保有150 - 300倾角便于操作;低压侧要求高度大于3.5 m，水平间隔大于0.2 m，保有l0° -15°倾角便于操作;熔断器转动部分应灵活可靠，分闸跌落时不触及他物。
　　2.4 避雷器的安装
　　目前，城乡电力建设中主要使用金属氧化物避雷器，其作用是防止雷电入侵波损坏变压器。高压侧避雷器固定在角钢的横担上，安装牢固，排列整齐美观，并保持垂直于地面，两相之间的距离不小于0.35 m，加装的绝缘罩应与三相线路的颜色一致，避雷器铭牌应位于易观察面。低压避雷器安装在低压配电箱内，用于保证配电变压器和计量装置免受低压反变换波和低压侧雷电波的破坏。
　　2.5 引线的安装
　　配电变压器的引线要求铜芯横截面不小于16 m2，铅芯截面不小于25 m2，同时具备一定的机械强度。引线的安装应牢固、排列整齐美观，连接应顺直无碎弯并有一定弧度，且要求三相弧度一致，线夹固定后加装绝缘护罩。
　　2.6 接地装置
　　接地体采用50mmX5 mmx2 500 mm角钢，在杆外侧挖60 cm深沟，将接地体垂直置入地下，两接地体间距离为5m，用40 mmx4 mmx5 000 mm扁钢焊接，同时完成防腐处理。接地装置安装后必须测量接地电阻，变压器容量小于100 kVA，接地电阻小于1O Ω，100 kVA以上，接地电阻不得大于4Ω[4]。接地装置的安装要求比较高，应该多关注接地装置的安装质量，严格按照规程要求测量接地电阻，只有检测合格方可进行土回填。另外，引线头长期暴露在空气中，会发生不同程度氧化反应而导致接地电阻增加，工程中应定期测量接地电阻，保证正常工作状态下接地电阻不超过规程规定值。
　　3 10 kV配电变压器的交接试验
　　3.1 绝缘电阻和吸收比的测量
　　绝缘电阻是反映绝缘性能的最基本的指标之一，能有效地反映变压器整体绝缘情况，特别是变压器整体受潮和脏污、变压器油严重劣化或严重热老化等缺陷[5]。在工程中，通常连同套管一起测量变压器绕组的绝缘电阻和吸收比，包括低压绕组对高压绕组和接地的接地电阻，高压绕組对低压绕组和接地的接地电阻，高压绕组与低压绕组之间的接地电阻[4]。使用2 500 V兆欧表进行测量，测试结果不小于300 MΩ，吸收比不小于1.3。测试中应注意的问题是完成一个部位的测试要充分放电后方可改测另一个测试部位。由于绝缘电阻是随温度上升而减小的，因此必须记录测量时的温度，当测量温度与出厂试验或上次试验时温度不同时，可以根据以下公式进行换算： 　　R2=R1×1.5（t1—t12）/10 （1）
　　式（1）中：R1和R2分别为温度tl和t2时的绝缘电阻值，测试结果不低于上次测试值的70%即为合格[4]。
　　3.2 10 kV配电变压器高、低压绕组直流电阻测量
　　测量绕组直流电阻是判断绕组接头焊接质量好坏、绕组是否断股、匝间是否短路、分接开关是否接触不良或是否松动的有效方法[5]。测量结果要求相间差一般不大于平均值的4%，线间差一般不大于平均值的2%，并且在同一温度下相同部位的变化不应大于2%，根据以下公式对不同温度下电阻值进行换算：
　　R2= R1（ T+t2）/（ T+t1） （2）
　　式（2）中：R1和R2为温度在tl、t2时的电阻值;T为计算常数，绕组为铜导线取235，铝导线取225[4]。
　　值得注意的是，在测量绕组直流电阻过程中，测量端子应保持接触良好，否则可能出现测量结果出现比较大偏差，在现场中通常通过打磨测点表面的方法使测量端子保持接触良好。
　　3.3 10 kV配电变压器变比及接线组别检查
　　常用双电压表法和变比电桥法测量变比。目前，使用最多的测试设备是基于变比电桥法的“变压器变比和连接组别自动测试仪”，该测試仪具备体积小、质量轻、准确度高、测量范围宽、便于操作等特点，极大减轻了试验人员的工作强度，提高了工作效率。按铭牌指示检查配电变压器各分接开关位置上的变比，变比偏差要求小于±0.5%，接线组别要求与铭牌一致。
　　3.4 10 kV配电变压器油压试验
　　油浸式配电变压器的器身浸泡在注满变压器油的邮箱内，变压器油质量的好坏直接影响变压器器身和绕组的绝缘状况，因此要对变压器油进行耐压试验，规程要求耐压值不低于35 kV。工程中一般取多次（通常6次）耐压的平均值，平均值不低于35 kV即可判定变压器油合格。在变压器油试验中值得注意的问题是，由于油耐压可能会出现离散性很大的情况，如果在测试中遇到有1次的数值偏离其他数值很多，可不计此次数或者重新取油样试验。
　　3.5 10 kV配电变压器工频耐压试验
　　绝缘特性测量、电压比测量、油耐压试验等试验项目合格后进行工频耐压试验[5]。耐压时间为1 min，1 min耐压试验过程中无诸如电压突然下降、电流指示不停摆动、放电等异常现象则试验通过。需要注意的是耐压试验后要重新测量绝缘电阻，测量阻值与耐压前应无明显变化。
　　3.6 10 kV配电变压器容量测试
　　配电变压器容量测试是防止小容量贴大标、大容量贴小标、用老旧型号假充新型号的重要手段。目前，城乡新安装配电变压器大多数情况下均要求进行容量测试，可以通过“变压器容量测试仪”实现，测试结果与铭牌标示容量误差不超过±lO%即为合格。由于测试仪在测试原理上存在某些不合理的地方，可通过损耗比较法、阻抗电压法、三元素法（综合了变压器的阻抗电压、空载损耗和负载损耗综合判断配变的容量）、在线监测法等方法判断配电变压器的容量[6-7]，此处不再一一赘述。
　　4 结束语
　　作为配电网的核心设备，10 kV配电变压器一旦发生故障会退出运行，这可能致使大面积停电，造成重大经济损失。因此，在电力工程建设过程中，要进行详细的调查和规划，选择合适的变压器类型和容量，处理好安装过程的细节问题以及进行完备的交接预防试验，才能确保变压器安全、经济、可靠运行。
　　参考文献：
　　[1]张亦男.关于干式配电变压器的使用及技术发展分析[J].节能，2019（2）：138-139.
　　[2]黄泽斌.配电工程中变压器的选择及安装技术解析[J].城市建设理论研究（电子版），2014 （6）：1.
　　[3]汪振杰.跌落式熔断器在10 kV配电线路中的应用[J].科学时代，2011（ ll）：152-153.
　　[4]国电北京电力建设研究所.GB 50150-2006电气设备交接试验规程[S].北京：中国计划出版社，2006.
　　[5]李鹏，田建华.高电压技术实训指导书[M].北京：中国电力出版社.2010.
　　[6]韩金华，张嵩阳.“变压器容量测试仪”的准确性探讨[J].大众用电，2009（3）：28-29.
　　[7]颜冰，王景林，钱国超，等.配电变压器容量判断方法[J].云南电力技术，2015（ Suppl 2）：173-174.
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