浅析单相变压器的优势及应用

郑华伟

【摘要】文章通过对单相变压器优势及应用的论述，从而论述用单相变压器代替三相变压器的优点，最后提出单相变压器推广应用过程中应注意的问题。

【关键词】单相变压器；混合供电方式；电压合格率；优势及应用

一、单相变压器的优势及应用

（1）单相变压器的优势。新型单相变压器在节能方面有很多优势。单相卷铁心变压器的空载损耗和负载损耗比三相变压器和普通单相变压器都有所下降。使用卷铁心变压器，可降低运行费用，单相卷铁心变压器在建设材料及施工费用等方面也可节约大量资金。（2）单相变压器在单相配电技术中的应用。10 kV单相变压器配电技术主要体现出4个基本特征：一是由配电房（或开闭站）以10 kV线路馈电到居民楼（或商业）用户门宅处；二是采用单相变压器挂杆，以低压线路（220V）配电进户，尽量缩短进户线，接户线长度不超过20m；三是合理选用单相变压器容量，与居民楼（门宅）最大用电功率相匹配，形成小容量密布点态势；四是电力计量表集中置于居民楼楼道适宜地点的电表箱，一户一表。另外，结合具体情况（如对于10kV中性点不接地系统），单相配电变压器高压侧Ⅱ回线连结于10kV配电网线电压上；低压侧可以有2种不同的连结方式：变压器高、低压侧各1个绕组，高、低压侧电压比为10kV/0.22kV，低压侧绕组一端为火线，另一端接地、接外壳（形成一点接地），称为单相二线制；变压器高、低压侧各1个绕组，低压侧绕组中间抽头并接地（接外壳），形成2个低压绕组，高、低侧电压比为10kV/±0.22kV，称为单相三线制。（3）单相配电系统运行解析。一是安全性（接地问题）。原380/220V 三相四线制配电系统发生零线断线时，常伴随火线电压骤升，危害照明、家用电器。二是适应性。单相配电变压器容量选择应尽量与用户群用电最大功率相匹配，既有余度，又不能过大，以最大限度地满足供应而又减少损耗。在农村推广时由于部分农户要使用三相农用电机，为了适应他们的要求，是否采用三个单相变压器组合成三相供电系统供电，或采用新型节能的卷铁心三相变压器还有待讨论。在城乡结合部推广时，依靠单相变本身的低损耗和单项配电带来的低线损，很好地解决了在负荷高峰时由于低压线损大而造成的电压过低的问题，用户家中的很多电器都得以正常使用，广受好评。三是减少负荷不平衡对系统的影响。采用单相供电，用户担心会引起10kV侧过大的负荷电流不平衡，实际上是不会出现这种情况的。由于单相变压器容量较小，容易调整每相负荷电流，因此可以根据用电功率需求适当调整，减少不平衡。而且只要规划时将负荷尽量均匀地分布在AB，BC，AC三相，基本不存在三相负荷不平衡的问题。某供电公司3条单相配电线路运行测量的结果也表明，三相不平衡度可有效控制。

二、高压单相变压器配电技术的优点

（1）中、低压配电网按照“小容量密布点”的配电原则，采用单相变压器、三线制供电，能够有效地降低低压线损，提高供电可靠性，保证供电电压质量。经过单相变压器配电方式改造后的低压线损率（即接户线损）仅1%左右，10kv地区综合线损率从7.13%下降为3.28%。工程改造费用5～6年即可从下降线损的效益中全部偿还。（2）采用单相变压器配电方式使供电可靠率进一步提高。单相变压器所供用电户数大大小于大容量的三相变压器或箱式变压器，变压器倒电或故障（计划）检修时对客户影响面小。通常，在高温季节，低压侧开关的发热故障占总故障的50%左右，由于单相变压器容量较小，故不会发生高温季节低压侧过热的情况。低压线路部分故障较多（低压线路较低，易造成乱接乱拉线、窃电等情况），而单相变压器取消了低压线路，高压线路采用绝缘（或部分绝缘）导线，变压器上做到了全绝缘封闭，大大减少了故障的概率。（3）提高了电压合格率。在农村未经农网改造以前最大压降达35%，经改造采用单相变压器供电方式后，电压降基本上在7%之内。解决了用户端电压低的问题，用户的家用电器都可正常使用，提升了用户满意度。（4）其他优点。消除了谐波，从而消除了谐波带来的一连串影响；避免窃电，电力设施安全；减少噪声、改善环境；空载电流也下降了70%，从而降低了对上一级电网的无功需求。综上所述，单相供电从节约能源、保证电压质量等经济技术指标来看是合理的、先进的。单相供电方式的初投资虽比三相四线制略大，但回收期可接受。如果考虑电能的社会效益，则单相供电从长远来看更具优势。

在单相变压器推广应用过程中，应积累单相配电技术经验，扩大适应性，提高效益。具体采用时，居民类单相用电户尽量采用单相变压器配电，三相用电户可采用单相变压器组合挂杆式三相变压器配电。对季节性强的农业负荷，则采用母子变的型式，即在用动力的季节使用三相变压器，在农闲无动力负荷季节停用三相变压器，改为小容量的单相变压器，以减少空载损耗。此外，要重视原有配网改造，延长原有三相高压线路，在低压末端增加单相变压器，分割利用低压线路，最大限度地节约费用；还要扩大单相变压器品种，研发预制式小型、单相箱三相组合变压器和干式单相箱变压器，扩大在新建电缆小区等场合的应用，促进单相配电技术的广泛应用。