基于電氣設備的重過載數(shù)據(jù)分析及解決方案

1、<p>　　基于電氣設備的重過載數(shù)據(jù)分析及解決方案</p><p>　　摘要：介紹了電氣設備重過載的類型，并就配電變壓器的重過載運行的危害進行了說明。通過舉例分析了配電變壓器的重過載，提出有效的解決方案及建議?？晒┫嚓P技術人員參考借鑒。 </p><p>　　關鍵詞：電氣設備；配電變壓器；重過載；負荷預測 </p><p>　　中圖分類號：F407.6電

2、文獻標識碼：A 文章編號： </p><p><b>　　1引言 </b></p><p>　　當受電器因機械故障、因瞬間電流變化或超銘牌使用設備等的原因使電源、變壓器等承受接近或超過其正常的負載時，稱為重載、過載。電氣設備發(fā)生重載、過載故障(不包括短路事故)是允許有一定持續(xù)時間的，若超過這個時間，將因熱效應等導致絕緣受損，設備損耗增加等情況，進而引發(fā)短路，燒損設備，

3、或產(chǎn)生其他嚴重后果。因此怎么用去分析重載過載情況，從而解決電氣設備的重過載問題成為現(xiàn)時供電所的必須解決的問題之一。 </p><p>　　2電氣設備重過載的類型 </p><p>　?。?）變壓器的重過載。指的是配電變壓器在使用中，因正常周期使用，設備故障或用戶設備啟動等情況下，引起配電變壓器超過其銘牌80%或超過100%使用的情況。 </p><p>　　（2）中

4、低壓線路網(wǎng)的重過載。電流通過導線會發(fā)熱，導線在不超過65C時，能夠通過而不使導線過熱的電流量，稱導線的安全載流量，接近安全載流量的80%或超過100%時，稱配電線路的重載、過載。 </p><p>　?。?）其他設備的重過載。如盤柜、電容器等。 </p><p>　　以上幾項主要的配電網(wǎng)設備都根據(jù)配電變壓器的容量而進行配置，因而在配電變壓器不重載運行的情況下，其配套設備也不在重過載運行，因

5、此我們在這里著重分析重過載配變的運行數(shù)據(jù)及解決方案。 </p><p>　　3配電變壓器的重過載 </p><p>　　3.1 變壓器的過載及耐受過載電流的時間 </p><p>　　(1)據(jù)有關文獻介紹，按GB1094標準生產(chǎn)的油浸式變壓器，其允許的過載負荷倍數(shù)及持續(xù)時間如表1所示。 </p><p>　　表1 油浸式變壓器允許過負荷倍數(shù)及

6、持續(xù)時間 </p><p>　　(2)油浸式自然循環(huán)冷卻變壓器允許的過負荷運行及持續(xù)時間。當過負荷與額定負荷之比為1-3時，允許的過負荷時間分別是24 h(環(huán)境溫度為0℃)、lOh(環(huán)境溫度為10~C)、5 h(環(huán)境溫度為20~C)、3 h(環(huán)境溫度為30~C)和1 h30min(環(huán)境溫度40~C) </p><p>　　(3)不明標準(其他)的變壓器允許過載倍數(shù)及持續(xù)時間如表2所示。 &

7、lt;/p><p>　　表2 不明標準(其他)變壓器允許過載倍數(shù)及持續(xù)時間 </p><p>　　(4)各類干式變壓器的允許過載倍數(shù)及持續(xù)時間與油浸式變壓器差不多。由以上可知，當變壓器事故負荷與其額定負荷之比為1-3時，其允許過負荷的時間為2 h，油浸式自然循環(huán)冷卻，在環(huán)境溫度為30～40℃時(我國平均最高氣溫)，也是在1-3倍，持續(xù)2 h左右，即在允許過負荷的時間內(nèi)，保護電器可以不動作。 &

8、lt;/p><p>　　4配電變壓器的重過載運行的危害 </p><p>　　4.1長期重過載的影響和危害 </p><p>　?。?) 繞組、線夾、引線、絕緣及油的溫度將會升高，且有可能達到不可接受的程度，如配電設備火災； </p><p>　?。?) 配電變壓器絕緣將會受到損害，增加內(nèi)部故障的風險，減少設備的使用壽命； </p>

9、<p>　?。?) 套管、分接開關、電纜終端接線裝置和電流互感器等也將受到較高的熱應力，從而使其結(jié)構(gòu)和使用安全裕度受到影響。 </p><p>　?。?) 使得配套設備如電力電纜、中低壓導線等也進入重過載運行。從而增加配網(wǎng)網(wǎng)的運行風險。 </p><p>　　4.2 短期過負荷的影響和危害 </p><p>　　短期增加負載將會使運行條件中的故障風險增加

10、。短期過負載會使導體熱點溫度上升，可能使絕緣強度呈暫時性的降低。但是，接受這種短時過載條件可能比失去供電更好些。這類過負載預計是很少發(fā)生的，然而，一旦出現(xiàn)時，應在短時間內(nèi)迅速降低負載或切除變壓器，以免發(fā)生故障。這種負載允許時間小于整個變壓器的熱時間常數(shù)，并且它也與過負載前的運行溫度有關。一般來說，它小于半小時。 </p><p>　　5配電變壓器的重過載分析及解決方案 </p><p>　

11、　5.1 數(shù)據(jù)分析來源 </p><p>　?。?）計量自動化系統(tǒng)的負載曲線。 </p><p>　?。?）現(xiàn)場實測的各路支線負載情況。根據(jù)計量自動化系統(tǒng)規(guī)定相應的時段進行測量。 </p><p>　　5.2 預防性的分析解決方案 </p><p>　　在配網(wǎng)運行中，采取配電變壓器的負荷預測對設備的負載情況進行預防性監(jiān)控，根據(jù)預測的結(jié)果進行分

12、析處理。在這里采用的是配電變壓器與氣溫的負荷特性進行預測，得出的結(jié)果再根據(jù)現(xiàn)場實測的數(shù)據(jù)進行對0.4KV線路的負荷情況進行預測。司前所某臺區(qū)的分析見表3： </p><p>　　表3 2010年新建舊鄉(xiāng)府臺區(qū)各項負荷數(shù)值如下 </p><p>　　因氣溫與負荷的數(shù)學模型較為復雜，此分析采取分段方法，粗略計算單位溫度下的負荷升降變化。以下先分析各項負荷與氣溫的曲線關系，見圖1圖2圖3。 &l

13、t;/p><p>　　圖1負荷最大值與平均氣溫的溫升曲線 </p><p>　　負荷最大值的明顯變化集中在27-29C區(qū)間范圍變化，其他溫度變化較為平穩(wěn)，由此看出在29C以上溫度對該臺區(qū)影響更為嚴重。 </p><p>　　月平均負荷平均值與平均氣溫的曲線： </p><p>　　圖2月平均負荷平均值與平均氣溫的曲線 </p>&l

14、t;p>　?。ㄒ唬┣€與最大負荷類似。 </p><p>　　每月日最大平均負荷與平均溫度曲線： </p><p>　　圖3每月日最大平均負荷與平均溫度曲線 </p><p>　　由以上圖表可以看出，該臺區(qū)在27C-29C間的溫升降差速度最為明顯，計算分析后得出下表4： </p><p>　　表427C-29C間的溫升降差速度的計算 &

15、lt;/p><p>　　按照2011年氣溫上升預測（氣象局預測數(shù)據(jù)），上升0.7-0.9C，取值0.9C，計算得2011年最高有功負荷為378W，最高負荷達78%，出現(xiàn)在7月中下旬（極端溫度時間區(qū)域）。 </p><p>　?。ǘ└髀分Ь€負荷情況預測。 </p><p>　?。?）臺區(qū)用戶成分構(gòu)成 </p><p>　　新建舊鄉(xiāng)府用電比例如下：

16、 </p><p>　　住宅及商業(yè)用電占用電的4%，普通工業(yè)占96%，見圖4。同樣溫升對占普通工業(yè)為主的臺區(qū)有類似影響，負荷增加原因為對設備降溫投入及生活用電的降溫需求。 </p><p>　　圖4住宅及商業(yè)和普通工業(yè)的用電占比 </p><p>　　（2）出線負荷比例 </p><p>　　以本月的隨機日負荷曲線為依據(jù)見圖5，進行參考點取點

17、： </p><p>　　圖5月隨機日負荷曲線圖 </p><p>　　以上看出去11時、15時測量各路支線的高峰電流作采取相似時間段進行實測。當日數(shù)據(jù)采集表見表5. </p><p>　　表5 日數(shù)據(jù)采集表 </p><p>　　根據(jù)用電及實測得出甲乙出線負荷比例見表6。 </p><p>　　表6 甲乙出線負荷比例

18、 </p><p>　?。?）計算預測2011年線路低壓線路主線負載情況 </p><p>　　負荷按照預測78%的平均出現(xiàn)比例，計算出每路支線2011年出現(xiàn)的負荷見表7。因?qū)嵉販y量的時間差，可能造成最后預計的電壓有所差別，但差別影響較少。 </p><p>　　表72011年甲乙出線負荷的計算結(jié)果 </p><p>　　出線名稱 實地測量（

19、或從系統(tǒng)中導出）的電壓、負荷數(shù)據(jù) 預測2011年最大負荷時的數(shù)據(jù) 結(jié)論 </p><p>　　該回低壓線路首端電流I（A） 該回低壓線路首端電流Im（A） 支線主線型號 額定電流 </p><p>　　從以上的幾項預防性分析數(shù)據(jù)中，根據(jù)數(shù)據(jù)情況結(jié)合現(xiàn)場，可以制定更換配變、更換導線等相關措施應付未來的設備重過載情況。 </p><p>　　5.3 現(xiàn)時存在的重過載情況

20、分析及處理 </p><p>　　5.3.1 現(xiàn)存變壓器重過載的幾個類型 </p><p>　?。?）小工業(yè)私增容； </p><p>　?。?）大型機械的啟動電流； </p><p>　　（3）居民用電的增加。 </p><p>　　5.3.2 解決方案 </p><p>　　（1）針對小工業(yè)

21、私增容情況，我所采取的方法如下：安裝限流裝置。首先，營銷線從電量數(shù)據(jù)中分析出每月電量增加比率異常的工業(yè)二級用戶，對其進行用電檢查。如發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)私增容情況，則要求安裝限流裝置。如加裝限流裝置都不能降低配電變壓器的負載，則采取綜合臺區(qū)錯峰用電的辦法，按時段進行用電。我所計劃下半年對此類型較多的臺區(qū)進行安裝限流裝置。 </p><p>　?。?）針對大型機械的啟動電流方案。啟動電流是指電氣設備（感性負載）在剛啟動時的沖擊

22、電流，是電機或感性負載通電的瞬間到運行平穩(wěn)的短暫的時間內(nèi)的電流的變化量，這個電流一般是額定電流的4-7倍，國家規(guī)定，為了線路的運行安全及其它電氣設備的正常運行，大功率的發(fā)動機必須加裝啟動設備，以降低啟動電流。沖擊電流是指輸入電壓按規(guī)定時間間隔接通或斷開時,輸入電流達到穩(wěn)定狀態(tài)前所通過的最大瞬間電流。常見的交流電機的啟動方法有直接啟動，串電阻啟動，自藕變壓器啟動，星三角減壓啟動及變頻器啟動的方法來減小對電網(wǎng)的影響。供電所根據(jù)實際情況，通知

23、用戶進行就地的整改。 </p><p>　?。?）針對居民用電增加無法滿足用電需求的，建議采取新增電源點進行解決。 </p><p><b>　　6建議 </b></p><p>　?。?）投入更多資金進行增加電源點，減少配變重過載情況。 </p><p>　　（2）多利用信息化系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)的掌握通知，如利用計量自動化系

24、統(tǒng)進行負荷的實時報警通知相關人員等手段，可以對配網(wǎng)的其他設備進行更多的運行情況掌握。 </p><p>　?。?）加強重過載設備的巡視。 </p><p><b>　　7結(jié)束語 </b></p><p>　　解決配變的重過載情況，可以解決配套的盤柜、開關、導線等的負載情況，但以上的分析解決方案，只針對整套設備的配置方案，在實際中，還要通過設備的

25、巡視，對每個單獨的設備進行掌握。以上分析根據(jù)“一點數(shù)據(jù)，多點延伸”的原則進行，如有特殊情況應單獨進行分析。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1] 孫振，路洋.電力系統(tǒng)負荷預測方式綜述[J]. 黑龍江電力.2005. </p><p>　　[2] DL/T 572-1995.電力變壓器運行規(guī)程[S].19