摘要：我国电力行业存在着很多问题，配电变压器故障问题就是其中之一。这类故障的发生不利于电力系统的正常运行，不仅会造成严重的经济损失，还可能引发安全问题。配电变压器是电力系统运行中的重要设备，负责电压转换，以满足人们的供电需求，保障电网正常运行。电网运行过程中，经常会出现配电变压器故障，造成一定的安全隐患。
关键词：配电；变压器；设计选型
一、配电变压器的设计与选型
1、变压器型式选择
配电变压器的类型主要有干式变压器和油浸式变压器。干式变压器在实际应用中得到了广泛的应用10SC(B)作为一种新型的干式配电变压器，应用优势强，且干式变压器空载损耗和负载可节省15%-33%的损耗，低噪声的优点显著,在某些情况下，其负载能力可达到额定功率的1.5倍。干式变压器与油浸变压器相比，具有无油、低噪声、占地面积小、可靠、强度强等明显优点，但也存在容量有限、成本高等缺点。国内变压器市场以油浸式变压器为主，常见型号有S7、集成化、S11等，特别是S11型应用广泛，主要用于10kv变压器的设计经验，特别是在1600kv·A的负荷能力下，没有明显的冲击和负荷工况被广泛应用，电力企业需要根据配电系统的具体要求和要求，合理设计和选择配电变压器，力求满足需要。
2、变压器容量选择
容量选择是配电变压器设计选型的基本内容。电力企业需要深入分析用户的发展状况，对电力能源需求进行长期规划和科学预测，并根据具体的负荷特点和负荷条件对配电变压器进行综合配置。目前，在电力企业总成本最小化的方法中，最常用的变压器容量选择方法，是配电变压器的投资成本和经济成本，需要在使用过程中消耗，以保证相对理想的经济效益。配电变压器的总成本一般包括购买变压器的成本、空载损耗和负载损耗。电力企业需要在配电网容量满足使用需求的前提下，尽可能选择总成本最低的方案。
3、配电变压器接线组
配电变压器连接组,主要包括Yyn0和Dyn11两种形式,并能有效抑制负载端Dyn11连接组形成一个相对较高的谐波电流,为了避免产生波形失真条件下,提高电力系统运行的稳定性,在配电变压器通常会双圈模式,的情况下最初的正弦波电压,电压和磁通将以正弦波,由于铁芯饱和系数的影响，空载电流尖峰波可以出现，不仅覆盖基波，还可以覆盖高次谐波，尤其是二次谐波，其振幅很大。选择组Dyn11连接形式,针对高阶谐波电流励磁电流,在原边两个角度,根据原边环流的形成,励磁电流可以出现尖顶波电势和磁通是正弦波,和副边感应电势也将出现在正弦波的形式,为了抑制副谐波的同时产生二次谐波的潜力,并避免了负载状态下电流波形失真。与此同时,群体的选择Dyn11连接模式,可以充分利用配电变压器设备的能力,特别是在主要单相负载和两相不平衡出现特别是变压器,因此,电力企业选择Dyn11连接组形式尽可能充分发挥配电变压器的功能,提高配电变压器的工作效率。
二、节能型配电变压器的设计
1、铁芯的确定
当横截面积与圆形结构铁芯相同时，长圆形结构铁芯具有较高的填充系数。在空间上，长方形的铁芯结构可以减小两相线圈之间的中心距离，从而减小产品的水平尺寸。
2、低压线圈的确定
当低压线圈用箔纸包裹时，为了满足温升的需要，在低压线圈层之间增加了空气通道。因此，将低压线圈分为内部和外部两部分。线圈层数的分布对低压线圈的整体温升有很大的影响。根据低压线圈温升计算公式可知，低压箔片绕组靠近铁芯侧而无散热区，即靠近铁芯的内线圈只有一个散热面，外线圈有两个散热面。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此时可以将低压绕组线圈内的总数的1/3的数量,剩下的三分之二,在线圈匝数,使线圈的热值约三分之一的整个线圈,三分之二的线圈的线圈,和热面积成正比,通常通过计算两个部分有相同的温度、低压线圈加热均匀,延长变压器的使用寿命。另外，增加的导气管条的数量也要合理。过多的导气管条会使线圈的散热面积过大，不利于线圈的散热。太少的导气管条将不支持外部线圈，使其不成形和凹。
3、空载损耗
空载损耗工厂计算方法为：P0=Kp0×p0×G式中：Kp0-空载损耗附加系数；p0-硅钢片的单位损耗，W/kg；G-铁芯质量，kg。
4、负载损耗
变压器的负载损耗为电阻损耗、附加损耗、导通损耗和杂散损耗之和，即P=Pr+Pfz+PyX+PzS，其中:Pr-电阻损耗；Pfz,额外的损失;Pyx-铅损失;pz-杂散损耗。
三、配电变压器的软件开发
1、优化设计功能
优化设计是利用计算机根据性能目标建立目标函数，在给定的约束条件下寻求最优设计方案。节能变压器的约束条件主要包括三个方面。一是电气性能参数的约束条件，应满足gb20052-2013《三相配电变压器限值和能效等级》及相关国家标准的要求。二是外部尺寸约束，如高低压绕组轴向高度、轴向厚度、铁芯窗宽、窗高等。第三是材料和工艺的制约，如硅钢片的单位损耗、最大磁密度、线材电密度和规格等。
2、手动调节功能
人工调整的目的是对优化后的方案进行修改，使修改后的方案能够满足公司的实际生产条件，形成一种通用的、标准化的、系列化的同类型产品。
3、编程语言和数据库的选择
编程语言为Excel中的VB，具有语句简单、结构清晰、易于实现等优点。此外，Excel中的单元格可以灵活划分区域。数据库访问，它具有灵活的界面，操作简单，并且可以与VB连接。在VB的Excel中，只需要使用简单的语句，就可以方便快捷地操作Access创建的数据库。
4、建立数学模型
变压器优化设计方向有2种：1）保证变压器成本不变，尽可能地降低损耗。2）保证变压器容量不变，尽可能地降低材料成本。为了获取最大效益，生产厂家大多会选择第二种为设计方向，也就是将有效材料成本最低作为目标函数：minF（X）=PFe×GFe+PGU×GGU，X=（x1ΛxN）T，gi（X）＜0（i=1Λm），hj（X）=0（j=1Λn）。其中，F（X）-目标函数，PFe-硅钢片单价，GFe-硅钢片重量，PGu-铜导线单价，GGU-铜导线的重量，gi（X）和hj（X）为约束条件，X为设计变量。
5、优化算法的选择和实现
变压器的目标函数是一个离散变量问题，没有明显的表达式。该算法程序流程清晰，易于修改和扩展，可以计算出每个设计变量组合的目标函数。通过目标值的比较，确定了最佳方案。程序开始运行后，用户需要输入必要的参数。程序首先运行磁芯直径循环，结合所选硅钢片类型确定磁芯的最大磁密度和最小磁密度。结合输入电压比，得到匝电压循环的上下限等，直到满足用户输入参数，才能输出变压器电磁计算方案。
结束语
电能需求条件下,电力企业应高度重视配电变压器的设计和选型,充分考虑的综合因素配电系统和传输网络,科学选择配电变压器类型、能力和链接类别,提高配电变压器的整体性能,以确保电力系统的安全稳定运行。
参考文献
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论文作者:黄智强
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第11期
论文发表时间:2019/10/17
标签：变压器论文; 线圈论文; 低压论文; 负载论文; 谐波论文; 硅钢片论文; 铁芯论文; 《当代电力文化》2019年第11期论文;