基于电力输送的S9、S11配电变压器的应用研究

【摘  要】本文在对配电变压器的工作原理、S9、S11型配电变压器的发展、各自特征与优缺点进行探讨的基础上，结合案例1和2的实际情况，对基于电力输送的S9、S11型配电变压器的选型与应用进行了研究。

【关键词】电力输送； 案例； S9、S11型配电变压器

引言

国家经济建设离不开电力的发展，电力行业始终是各行各业的先行官，只有电力输送到位了，各行各业才能生产出符合社会需要的劳动产品。在电力输送工程中，如何才能确保用户使用到高质量、低损耗的供电，选用适中的配电变压器非常关键。为了解决这个问题，本文以目前台区存在的S9、S11型配电变压器为研究对象，并结合公郎供电所在大平掌台区供电施工的实际，从以下几个方面对S9、S11型配电变压器在电力输送中的应用情况进行研究[1]。

1 配电变压器的工作原理简述

配电变压器是指低压侧为0.4KV、高压侧为6KV或10KV能够向用户提供用电的电压器。配电变压器由一次绕组和二次绕组以及磁芯组成，在对一次绕组施加电压时，会产生对应的交流电流和磁场，由于磁通是分布在最小的磁阻上，所以磁通主要集中在磁芯中；二次绕组就是在磁芯上进行缠绕，经过二次缠绕产生的交流电压其频率感应是一样的，只要与负载接通即可产生交变电流，进行电力输送。配电变压器是电网输送系统的关键设备，在电能输送中起着非常重要的作用，它不仅使用数量多，而且损耗量也大，不过经过长期的技术研发和创新，我国配电变压器的生产制造质量已经相当成熟，比如本文研究的S9、S11型就属于这种类型[2]。

2 S9、S11型配电变压器的发展、各自特征与优缺点

2.1 S9型配电变压器的发展、技术特征与优缺点

S9配电变压器是在总结10KV级配电变压器设计经验的基础上，由国家机械部1986年组织研发的一种低损耗配电变压器。

S9型配电变压器的技术特征主要体现在六个方面：一是在变压器的性能方面，与S7型相比较，空载损耗下降20%，负载损耗下降10%；二是在变压器的铁芯方面，所用材料为DQ—130、140冷轧硅钢片和阶梯型三级叠片，并采用450全斜接缝，从而在结构上就降低了空载损耗约5%，空载电流与S7相比较下降了20—30%，噪音也有了明显的下降；三是在变压器的线圈方面，高压线圈用的是多层圆筒式线圈，低压用的是双层圆筒式线圈，630KVA及以上的，用油道螺旋式线圈；四是在变压器的绝缘用材方面，尤其是线圈层采用的是热缩带和环氧树脂点胶纸；五是在变压器的结构方面，将平衡绝缘进行了调整，将原来的木块改为电工层压木板；六是在变压器的外形方面，油箱结构呈多样性[3]。 

S9的优点主要反映在结构方面，无论是器身结构、绝缘结构还是线圈结构都进行了较大的优化，材料成本得到了有效的降低。缺点是生产工艺难度较大。

2.2 S11型配电变压器的发展、技术特征与优缺点

20世纪90年代后期，我国自主研发的S11系列有叠积式铁心结构、非晶合金铁心结构、卷铁心结构三种型号，其中以卷铁芯配电变压器为主，并开始进行了批量生产，但由于需要投入大量的人、财、物力和较为严格的技术处理要求，导致后期的推广应用不太理想。

S11型配电变压器的特征有五：一是空载损耗低，与S9相比，其空载损耗率平均下降30%以上；二是空载电流小，噪音低；三是卷铁芯为薄型硅钢片，具有良好的低损性能；四是卷铁芯无接缝处理，是一个整体；五是卷铁芯变压器其铁芯结构紧固，没有其它夹件加固。

S11型配电变压器的优点可概括为四点：一是由于卷铁芯是无接缝处理，使铁芯磁阻减少，空载电流降低；二是由于卷铁芯采用了薄型硅钢片，所以具有低损性能；三是噪音低，适合环保要求；四是能节约原材料，降低生产成本。S11型的卷铁芯缺点主要有：一是线圈绕制（组）比较困难；二是铁芯和绕制（组）的维修比较困难；三是铁芯退火工艺要求高。

3 案例简介

本案例项目名称大理南涧供电局公郎供电所大平掌台区供电线路改造工程，实施单位为大理南涧供电局公郎供电所。

3.1 改造工程一简介

原线路为10KV沙乐II回线，2002年03月投运，型号为S9-M-50/10kVA，低压线路最大供电半径约685m，0.4kV、0.22kV线路线径为LGJ-16导线架设，四线辐射受限。2022年台区总用户数 63_户，动力用户5户，居民生活用户58户，2022年04月低电压用户27户，占总用户42.85%，末端用户电压最低达113.4V。台区最大三相平均负载率75.813%，全年台区负载率最高月份为01至03月。引起大平掌台区低电压主要原因：一是变压器容量小，且为高损耗变压器；二是供电半径较远，最大供电半径685m ，低压线路采用LGJ-16导线架设，四线受限，单项供电严重，无法有效开展三相负荷调整。2022年为解决低电压问题，投资34.16万元，将原来LGJ-16/6建设的单相低压线路改造为JKLGYJ-70/6布局的四线，但问题仍未解决，2023年3月，将原S9-M-50/10kVA变压器更换为S11-M-100/10kVA变压器，用户无高低电压存在。

3.2 改造工程二简介

原线路为10kV凤凰线，2012年投运，型号为SH15-M-80/10，低压线路最大供电半径约445m，0.4kV、0.22kV线路线径为LGJ-50导线架设，四线覆盖面广，台区总用户数 56户，动力用户4户，居民生活用户52户。用户电压合格率100%。2024年02月因配变问题，将配变更换为S9-M-50kvA配电变压器后，2月即出现用户高电压、9月出现用户高、低电压。

4 基于电力输送的S9、S11型配电变压器的选型与应用

4.1 从案例1看变压器的选型与应用

案例1是一项改造工程，由于在该工程的前期准备工作中，对原老线路的基本情况和用户情况，做了比较深入的调查研究工作，对用户的高低压存在情况心中有数，对产生高低压存在的基本原因有所了解，在这种情况下，最终选定了S11型配电变压器，终于解决了高低压存在的问题，提高了线路的供电质量。

4.2 从案例2看变压器的选型与应用

案例2也是一项改造工程，由于在设备故障发生时，现场库存的更换设备仅为S9型设备，为解决供电可靠性，将现有设备直接进行更换。由于更换了S9型配电变压器后，导致台区用户的高低压存在。

4.3 案例1和案例2 给予的启示    

在电力输送工程中，无论是线路改造工程，还是新线路建设项目，做好线路建设中配电变压器的选型与应用，是一项非常重要的工作。首先，要对线路沿线的农村、工厂及其它电力用户进行用电调查，做到心中有数；其次，要根据沿线用电的实际情况，制定电力输送建设方案；最后，再根据沿线用户的电力需求，选择适合的配电变压器。

4.4 处理好电力输送沿线的其他工作

主要处理好四项工作：一是要合理进行电源布点和变压器容量的选择。电源布点应综合考虑安全、经济、合理等因素，在确保安全的前提下，以提高供电可靠性，改善供电质量，确保投资的经济合理；二是要合理规划供电线路；三是要合理进行无功网络规划。电压质量的高低与网络无功密切相关，近年来随着农网改造专项资金的投入，农村供电设备健康水平不断提高，配电变压器容量增大、供电线路线径增大，电压质量不合格现象出现了新的变化，电压超上限现象较为突出，电压超下限程度加大，这与配电变压器容量选择、供电线路线径选择、无功网络的规划布局有很大的关系；四是要处理好农业用电、生产用电与生活用电的关系。

5 结语

综上所述，S11型配电变压器是在S9型配电变压器的基础上开发出来的，它们之间既有使用功能的共同点，也有各自不同的异同之处。在电力输送线路的建设中，到底应该选择S9，还是选择S11，这要根据沿线线路的用电实际来进行确定，对此，本文的两个案例就很能说明问题。

参考文献：

[1]毕新忠,牛军,周静,等.S11型变压器与常规变压器能效对比[J].石油和化工节能, 2010(1):5.DOI:JournalArticle/5af5682fc095d718d824cac2.

[2]朱卓城.基于变配电房增容改造的变压器选配及经济运行[J].电力需求侧管理, 2010, 012(001):57-58.

[3]于婷.某地区农排配电变压器替换经济技术分析[J].农村电工, 2021, 29(8):39-41.