基于電氣設(shè)備的重過載數(shù)據(jù)分析及解決方案

1、<p>　　基于電氣設(shè)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(shè)備重過載的類型，并就配電變壓器的重過載運(yùn)行的危害進(jìn)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。可供相關(guān)技術(shù)人員參考借鑒。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：電氣設(shè)備；配電變壓器；重過載；負(fù)荷預(yù)測(cè) </p><p>　　中圖分類號(hào)：F407.6電

2、文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p><b>　　1引言 </b></p><p>　　當(dāng)受電器因機(jī)械故障、因瞬間電流變化或超銘牌使用設(shè)備等的原因使電源、變壓器等承受接近或超過其正常的負(fù)載時(shí)，稱為重載、過載。電氣設(shè)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(shí)間的，若超過這個(gè)時(shí)間，將因熱效應(yīng)等導(dǎo)致絕緣受損，設(shè)備損耗增加等情況，進(jìn)而引發(fā)短路，燒損設(shè)備，

3、或產(chǎn)生其他嚴(yán)重后果。因此怎么用去分析重載過載情況，從而解決電氣設(shè)備的重過載問題成為現(xiàn)時(shí)供電所的必須解決的問題之一。 </p><p>　　2電氣設(shè)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(shè)備故障或用戶設(shè)備啟動(dòng)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>　?。?）中

4、低壓線路網(wǎng)的重過載。電流通過導(dǎo)線會(huì)發(fā)熱，導(dǎo)線在不超過65C時(shí)，能夠通過而不使導(dǎo)線過熱的電流量，稱導(dǎo)線的安全載流量，接近安全載流量的80%或超過100%時(shí)，稱配電線路的重載、過載。 </p><p>　　（3）其他設(shè)備的重過載。如盤柜、電容器等。 </p><p>　　以上幾項(xiàng)主要的配電網(wǎng)設(shè)備都根據(jù)配電變壓器的容量而進(jìn)行配置，因而在配電變壓器不重載運(yùn)行的情況下，其配套設(shè)備也不在重過載運(yùn)行，因

5、此我們?cè)谶@里著重分析重過載配變的運(yùn)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(shí)間 </p><p>　　(1)據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)介紹，按GB1094標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的油浸式變壓器，其允許的過載負(fù)荷倍數(shù)及持續(xù)時(shí)間如表1所示。 </p><p>　　表1 油浸式變壓器允許過負(fù)荷倍數(shù)及

6、持續(xù)時(shí)間 </p><p>　　(2)油浸式自然循環(huán)冷卻變壓器允許的過負(fù)荷運(yùn)行及持續(xù)時(shí)間。當(dāng)過負(fù)荷與額定負(fù)荷之比為1-3時(shí)，允許的過負(fù)荷時(shí)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(biāo)準(zhǔn)(其他)的變壓器允許過載倍數(shù)及持續(xù)時(shí)間如表2所示。 &

7、lt;/p><p>　　表2 不明標(biāo)準(zhǔn)(其他)變壓器允許過載倍數(shù)及持續(xù)時(shí)間 </p><p>　　(4)各類干式變壓器的允許過載倍數(shù)及持續(xù)時(shí)間與油浸式變壓器差不多。由以上可知，當(dāng)變壓器事故負(fù)荷與其額定負(fù)荷之比為1-3時(shí)，其允許過負(fù)荷的時(shí)間為2 h，油浸式自然循環(huán)冷卻，在環(huán)境溫度為30～40℃時(shí)(我國(guó)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(fù)荷的時(shí)間內(nèi)，保護(hù)電器可以不動(dòng)作。 &

8、lt;/p><p>　　4配電變壓器的重過載運(yùn)行的危害 </p><p>　　4.1長(zhǎng)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(huì)升高，且有可能達(dá)到不可接受的程度，如配電設(shè)備火災(zāi)； </p><p>　?。?) 配電變壓器絕緣將會(huì)受到損害，增加內(nèi)部故障的風(fēng)險(xiǎn)，減少設(shè)備的使用壽命； </p>

9、<p>　?。?) 套管、分接開關(guān)、電纜終端接線裝置和電流互感器等也將受到較高的熱應(yīng)力，從而使其結(jié)構(gòu)和使用安全裕度受到影響。 </p><p>　　（4) 使得配套設(shè)備如電力電纜、中低壓導(dǎo)線等也進(jìn)入重過載運(yùn)行。從而增加配網(wǎng)網(wǎng)的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。 </p><p>　　4.2 短期過負(fù)荷的影響和危害 </p><p>　　短期增加負(fù)載將會(huì)使運(yùn)行條件中的故障風(fēng)險(xiǎn)增加

10、。短期過負(fù)載會(huì)使導(dǎo)體熱點(diǎn)溫度上升，可能使絕緣強(qiáng)度呈暫時(shí)性的降低。但是，接受這種短時(shí)過載條件可能比失去供電更好些。這類過負(fù)載預(yù)計(jì)是很少發(fā)生的，然而，一旦出現(xiàn)時(shí)，應(yīng)在短時(shí)間內(nèi)迅速降低負(fù)載或切除變壓器，以免發(fā)生故障。這種負(fù)載允許時(shí)間小于整個(gè)變壓器的熱時(shí)間常數(shù)，并且它也與過負(fù)載前的運(yùn)行溫度有關(guān)。一般來(lái)說，它小于半小時(shí)。 </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(lái)源 </p><p>　　（1）計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)的負(fù)載曲線。 </p><p>　　（2）現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的各路支線負(fù)載情況。根據(jù)計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)規(guī)定相應(yīng)的時(shí)段進(jìn)行測(cè)量。 </p><p>　　5.2 預(yù)防性的分析解決方案 </p><p>　　在配網(wǎng)運(yùn)行中，采取配電變壓器的負(fù)荷預(yù)測(cè)對(duì)設(shè)備的負(fù)載情況進(jìn)行預(yù)防性監(jiān)控，根據(jù)預(yù)測(cè)的結(jié)果進(jìn)行分

12、析處理。在這里采用的是配電變壓器與氣溫的負(fù)荷特性進(jìn)行預(yù)測(cè)，得出的結(jié)果再根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)0.4KV線路的負(fù)荷情況進(jìn)行預(yù)測(cè)。司前所某臺(tái)區(qū)的分析見表3： </p><p>　　表3 2010年新建舊鄉(xiāng)府臺(tái)區(qū)各項(xiàng)負(fù)荷數(shù)值如下 </p><p>　　因氣溫與負(fù)荷的數(shù)學(xué)模型較為復(fù)雜，此分析采取分段方法，粗略計(jì)算單位溫度下的負(fù)荷升降變化。以下先分析各項(xiàng)負(fù)荷與氣溫的曲線關(guān)系，見圖1圖2圖3。 &l

13、t;/p><p>　　圖1負(fù)荷最大值與平均氣溫的溫升曲線 </p><p>　　負(fù)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(duì)該臺(tái)區(qū)影響更為嚴(yán)重。 </p><p>　　月平均負(fù)荷平均值與平均氣溫的曲線： </p><p>　　圖2月平均負(fù)荷平均值與平均氣溫的曲線 </p>&l

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

15、lt;/p><p>　　按照2011年氣溫上升預(yù)測(cè)（氣象局預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)），上升0.7-0.9C，取值0.9C，計(jì)算得2011年最高有功負(fù)荷為378W，最高負(fù)荷達(dá)78%，出現(xiàn)在7月中下旬（極端溫度時(shí)間區(qū)域）。 </p><p>　?。ǘ└髀分Ь€負(fù)荷情況預(yù)測(cè)。 </p><p>　　（1）臺(tái)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(duì)占普通工業(yè)為主的臺(tái)區(qū)有類似影響，負(fù)荷增加原因?yàn)閷?duì)設(shè)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>　?。?）出線負(fù)荷比例 </p><p>　　以本月的隨機(jī)日負(fù)荷曲線為依據(jù)見圖5，進(jìn)行參考點(diǎn)取點(diǎn)

17、： </p><p>　　圖5月隨機(jī)日負(fù)荷曲線圖 </p><p>　　以上看出去11時(shí)、15時(shí)測(cè)量各路支線的高峰電流作采取相似時(shí)間段進(jìn)行實(shí)測(cè)。當(dāng)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(shí)測(cè)得出甲乙出線負(fù)荷比例見表6。 </p><p>　　表6 甲乙出線負(fù)荷比例

18、 </p><p>　　（3）計(jì)算預(yù)測(cè)2011年線路低壓線路主線負(fù)載情況 </p><p>　　負(fù)荷按照預(yù)測(cè)78%的平均出現(xiàn)比例，計(jì)算出每路支線2011年出現(xiàn)的負(fù)荷見表7。因?qū)嵉販y(cè)量的時(shí)間差，可能造成最后預(yù)計(jì)的電壓有所差別，但差別影響較少。 </p><p>　　表72011年甲乙出線負(fù)荷的計(jì)算結(jié)果 </p><p>　　出線名稱 實(shí)地測(cè)量（

19、或從系統(tǒng)中導(dǎo)出）的電壓、負(fù)荷數(shù)據(jù) 預(yù)測(cè)2011年最大負(fù)荷時(shí)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(hào) 額定電流 </p><p>　　從以上的幾項(xiàng)預(yù)防性分析數(shù)據(jù)中，根據(jù)數(shù)據(jù)情況結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)，可以制定更換配變、更換導(dǎo)線等相關(guān)措施應(yīng)付未來(lái)的設(shè)備重過載情況。 </p><p>　　5.3 現(xiàn)時(shí)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(gè)類型 </p><p>　?。?）小工業(yè)私增容； </p><p>　?。?）大型機(jī)械的啟動(dòng)電流； </p><p>　?。?）居民用電的增加。 </p><p>　　5.3.2 解決方案 </p><p>　?。?）針對(duì)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(yíng)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(jí)用戶，對(duì)其進(jìn)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(fù)載，則采取綜合臺(tái)區(qū)錯(cuò)峰用電的辦法，按時(shí)段進(jìn)行用電。我所計(jì)劃下半年對(duì)此類型較多的臺(tái)區(qū)進(jìn)行安裝限流裝置。 </p><p>　?。?）針對(duì)大型機(jī)械的啟動(dòng)電流方案。啟動(dòng)電流是指電氣設(shè)備（感性負(fù)載）在剛啟動(dòng)時(shí)的沖擊

22、電流，是電機(jī)或感性負(fù)載通電的瞬間到運(yùn)行平穩(wěn)的短暫的時(shí)間內(nèi)的電流的變化量，這個(gè)電流一般是額定電流的4-7倍，國(guó)家規(guī)定，為了線路的運(yùn)行安全及其它電氣設(shè)備的正常運(yùn)行，大功率的發(fā)動(dòng)機(jī)必須加裝啟動(dòng)設(shè)備，以降低啟動(dòng)電流。沖擊電流是指輸入電壓按規(guī)定時(shí)間間隔接通或斷開時(shí),輸入電流達(dá)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(jī)的啟動(dòng)方法有直接啟動(dòng)，串電阻啟動(dòng)，自藕變壓器啟動(dòng)，星三角減壓?jiǎn)?dòng)及變頻器啟動(dòng)的方法來(lái)減小對(duì)電網(wǎng)的影響。供電所根據(jù)實(shí)際情況，通知

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

24、統(tǒng)進(jìn)行負(fù)荷的實(shí)時(shí)報(bào)警通知相關(guān)人員等手段，可以對(duì)配網(wǎng)的其他設(shè)備進(jìn)行更多的運(yùn)行情況掌握。 </p><p>　?。?）加強(qiáng)重過載設(shè)備的巡視。 </p><p><b>　　7結(jié)束語(yǔ) </b></p><p>　　解決配變的重過載情況，可以解決配套的盤柜、開關(guān)、導(dǎo)線等的負(fù)載情況，但以上的分析解決方案，只針對(duì)整套設(shè)備的配置方案，在實(shí)際中，還要通過設(shè)備的

25、巡視，對(duì)每個(gè)單獨(dú)的設(shè)備進(jìn)行掌握。以上分析根據(jù)“一點(diǎn)數(shù)據(jù)，多點(diǎn)延伸”的原則進(jìn)行，如有特殊情況應(yīng)單獨(dú)進(jìn)行分析。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1] 孫振，路洋.電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)方式綜述[J]. 黑龍江電力.2005. </p><p>　　[2] DL/T 572-1995.電力變壓器運(yùn)行規(guī)程[S].19