本文首先介紹了高過載能力配電變壓器性能參數要求，其次闡述了高過載變壓器的結構設計要點及思路，最后介紹了全壽命周期計算與分析及經濟效果分析，具體的跟隨小編一起來了解一下吧。

　　一、前言

　　農網配電變壓器雖然全華絕大部分時間處于輕載運行狀態，作平均負載率偏低，但爆發性負尚較強，如春節、農忙等時期農村用電負荷急劇增長，我國部分地區配電變壓器短時段嚴重過載運行、導致停電、配電變壓器燒毀等業重非故的頻繁發生。

　　解決配電變壓器過載運行問題的方法有幾種，單純增加配電變壓器的容量是最直觀的一種。但這樣既造成電網投資成本的大幅提高。義會增加配電變壓器的空載損耗，使得地網運行效益顯著降低。采用可調容變壓器雖然能使總體運行損耗降低，但投資成本大幅增加是個硬傷。而采用一種在一定時間內具有較強過負載運行能力的配電變壓器，是經濟高效地解決這一難題的理想力案。

　　2013年初，國家電網公司就開始亞項開發適合農村地區使用的高過載能力配電變壓器。經過一年半變壓器廠家和電力運行部門以及試驗部門的努力、產品方案已定型并制定了相關標準Q/GDW11190）-2014《農網高過載能力配電變壓器技術導則》。

　　在高過載變低器的開發過程中。過載能力的界定、產品設計、成本控制和變壓器全壽命周期計算是其中的關鍵技術工作。

　　二、性能參數要求

　　國家電網公司企業標準Q/GDW11190-2014對高過載能力配電變壓器的定義是“滿足本標準規定的過載曲線、且不影響配電變壓器正常使排壽命“。而該標準指出，目前我國農網中比較典型的過載情沉如下。

　　在正常溫升試驗要求的基礎上，滿足1.5倍額定容量6h（負荷上：升利下降階段各3h）、1.75倍額定容量3h（負荷上升和下降階段各1.5h）.2.0倍額定容鬱Ih階段性連續運行、且不影響變用器正常使用壽命;高過載變壓器溫升應滿足絕緣等級限制值。溫升試驗施加電流過程曲線見圖1。而產品的損耗值和溫升限值經過多方的論證，最后統一到如Q！CDW11190-2014的規定中。

　　三、設計要點及思路

　　1、高過載變壓器絕緣等級及絕緣材料的選擇

　　此項目產品技術要求的核心問題是滿足Q/GDWI1190-2014要求的過負載能力要求。如何定量地滿足過載要求是國內外變壓器行業探索和爭論多年的話題。在國內，參考IECTS60076-14修訂的標準文件GBZ1094.14-2011《電力變壓器第14部分;采用高溫絕緣材料的液浸式變壓器的設計和應用》是最有直接指導意義的文件，按該標準指導，選取固體B級絕緣的半混合局部混合方案，為了保險起見，把所有繞組內部帶電部分看作是可能過熱的部分，依據標準，變壓器繞組導線接觸的固體絕緣采州耐溫130%的材料，其他常溫或低溫下工作的固體絕緣材料采用常規固休絕緣，液體絕緣采用普通礦物油作為絕緣、冷卻介質。在選材方面，層絕緣是較為不容易的，因為市場上沒有成熟的，也就是經得起試驗論證和時間考驗的130C油浸絕緣材料，本文中所述的農網高過載配電變樂器最后選用的材料就耐溫130C的NOMEX910絕緣材料。

　　2、設計思路

　　總的來說，本文中所述的高過載能力配電變樂器技術是優化配變結構。通過增加變壓器高、低壓繞組油道數量（即增加繞組散熱面積），降低繞組對油的溫升，防止變壓器過載后繞組局部過熱;增加油箱的散熱面積，降低變壓器頂層油對外部空氣的溫升;通過選用耐高溫絕緣材料，提高相關元件和絕緣部件的耐熱性能等，增強配電變壓器耐高溫能力。達到提高配電變壓器過載能力的設計方法。

　　1）過負荷溫升理論計算

　　根據GB/T1094.7《油浸式電力變壓器負載導則》中相應繞組熱點計算公式有：

　　從表1中可以看出，其頂層油溫《115C，繞組熱點溫度《140C，符合短期急救負載的相關規定及限值要求。

　　2）高過載變壓器結構設計要點

　　（1）絕緣溫控技術：繞組及器身絕緣材料按其不同部位的溫度選用不同的絕緣材料，控制繞組熱點溫度。

　　（2）過載溫控技術：過載狀態下與額定負倘運行時的溫度分布是不同的，合理計算控制過負荷狀態下變壓器各部位的溫升。

　　（3）密封溫控技術：挖制液體、油箱等隨溫度變化引起的熱膨脹、變形和強度等影響，輔以優質密封件，以保證變壓器在其允許的溫度范圍內正常運行。

　　（4）組件溫控技術：組件按其所在位置的溫度，選用相應等級的絕緣材料。

　　（5）短路溫控技術：變壓器發生故障短路時。繞組內流過的短路電流值很大，但時間很短。，考慮多次短路重合鬧狀態下的熱的積累和散熱效應進行計算。

　　3、全壽命周期計算與分析

　　以高過載S13-M（B）-100/10GZ設計為例、按以上設計理念及思路，將高過載l00kVA變壓器進行壽命計算分析，具體數據如表2所示。

　　根據有關標準中定義，即一般的變壓器技術原則，滿足規定的特定運行條件，不影響正常的使用都命是這種變壓器的特點。參照IEEEStdC57.9］-2011的計算方法，進行計算驗證。以下為樣機S13-M（B）-100/10GZ在標準規定的過負載曲線下的周期溫度特性，見圖2（假設當天環境溫度25C恒定不變）。

　　圖2顯示，在這個負載周期中，繞組熱點溫度約為118C（溫升93K），油頂層溫度接近98C（溫升73K），兩個溫升值都沒有超過Q/GDWI1190-2014標準限值，但超過A級絕緣紙的耐熱能力。

　　Q/GDW11190-2014規定這和變壓器在規定過載條件下沒有超過正常情況的壽命損失。在IEEE標準中規定，30C下運行一天絕緣壽命正常損失是24h。進一步的計算表明在這個沒計方案里，如果采用A級絕緣材料每天的壽命損失為37h，比正常壽命損失高出一半，不符合國網的技術要求。而采用130C的NOMEX910絕緣紙的活，壽命損尖才Sh，滿足并優于國網要求，能大大延長變壓器的壽命、

　　四、經濟效果分析

　　為了分析本設計方案產品的經濟性、把它和大容量及有載調容變壓器作綜合對比。恨據以Q/GDWI1190-2014所規定的50kVA、I0OkVA和1200kVA三種容量產品為對象，從變壓器銷售成本、空載年運行費用及過載能力進行綜合分析對比，見表3。

　　在表3中，給出了不同方案時的綜合數據比較，高過載變壓器空載年運行費用為：