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浅谈单相变压器在农村的推广应用

  变压器是一种静止的电气设备。它是根据电磁感应的原理,将某一等级的交流电压和电流转换成同频率的另一等级电压和电流的设备。

  按照变压器电源相数分类,一般有单相变压器、三相变压器、多相变压器。目前,在农村地区主要使用的是三相变压器。三相变压器主要是输入三相对称交流电,输出三相对称交流电。它既可以为需要三相电的工业电器设备(如三相交流异步电动机等)提供三相电源,也可以为只需要单相电的民用电器(如灯泡、电视机等)提供单相电源(三相四线制供电方式)。而单相变压器则只输入单相交流电,输出单相交流电,它只能为需要单相电的设备提供电源。受此影响,单相变压器在农村地区使用较少。但是,经过多年的总结分析,我们发现,变压器测试仪比组别测试仪相对于三相变压器,单相变压器具有结构简单、体积小、损耗低等特点。尤其是其铁损小,适宜在负荷密度较小的低压配电网中应用和推广,而我国广大农村地区正符合这一条件。为此,笔者结合单相变压器的经济性和农村地区应用单相变压器具有的有利条件,对在农村地区推广使用单相变压器予以探索和论述。

  单相变压器在经济性上具有“两少、两提高、两利于”的优势。两少,即用料少、线路投资少。

  用料少。据测算,相同容量的单相变压器比三相变压器用铁减少20%,用铜减少10%。尤其是采用卷铁心结构时,变压器的空载损耗可下降15%以上。这将使单相变压器的制造成本和使用成本同时下降,从而获得最佳的寿命周期成本。

  线路投资少。据测算,在电网中采用单相供电系统,变压器测试仪比组别测试仪可节省导线%;按经济电流密度计算,可节约导线%;按机械强度计算,可降低导线%。因此可减少整个输电线路的建设投资。这对于我国地域广阔农村和城镇的路灯照明及居民生活用电方面有很大意义。

  提高供电质量。主要是单相变压器具有质量轻的优势,可灵活安装在电杆上,便于深入负荷中心,就近降压供电,提高供电质量。

  提高供电可靠性。主要是单相变压器一般在小范围内供电,即使发生故障,波及面也较小、影响客户也少,有利于提高供电可靠性。

  有利于提高产品质量和效益。主要是单相变压器因其结构简单,适合现代化的大批量生产,适于引入新技术、新材料、新工艺,有利于提高产品质量和效益。

  有利于降低低压线损。主要是指,“十三五”期间,国家和各省将进一步加大节能减排、节能降耗等工作力度,在这个大背景下,降损附加值高的新产品将大有所为。在日常线损理论计算时可以发现,80%的线%的主干线上,利用单相变压器小容量、多布点进行台区建设,可有效缩短低压主干线距离,就可以大大减少低压线农村地区应用单相变压器的有利条件

  一是农村地区居民用电类型单一的特点,是应用单相变压器供电的条件。目前,农村地区大多是照明用电或单相动力用电,如空调、电冰箱等家用电器,这些单相负荷符合单相变压器供电的特点。尤其对于居住分散、用电负荷小的山区农村,更适合应用单相变压器。另外,当前各地正在大力实施美丽乡村建设,路灯作为建设的一部分必不可少,单相变压器也可以专门应用于路灯照明。

  二是农村地区小型动力用电负荷较低且波动不大的特点,是应用单相变压器供电的条件。目前,农村地区动力负荷主要为小型加工业、种植业等,负荷较低且波动不大,适当配置小容量单相变压器可以满足用电需求。

  三是农村地区的负荷密度低、负荷点少等特点,是应用单相变压器供电的条件。目前,农村地区居民用电相对均衡,变压器测试仪比组别测试仪负荷密度低、大负荷少,这些特点恰恰符合单相变压器的供电特点,是其发挥效益的基础。

  另外,单相变压器可以使高压到户,不但可以解决部分农村低压电线私拉乱接的问题,又便于供电企业分线、分变压器、分区考核线损,从根本上提升农村安全用电、营销管理等水平,进一步降低窃电等问题的发生。

  虽然单相变压器在经济性、便携性等方面具有优势,但是受其单相特点的制约,目前其在应用上还存在一定的局限性。如,由于电压单一,它只能应用于照明或小型电机;个别群众怕受电磁辐射等影响,不愿意让单相变压器引高压进入农村负荷中心等。因此,三相变压器仍居农村地区主导地位,单相变压器与单相供电制只是其补充。

  笔者建议,在今后变压器实际应用上,应充分考虑三相变压器与单相变压器的各自优势与特点,尤其要充分考虑单相变压器结构简单、损耗低、成本低等优势,尽可能多地在农村地区负荷密度较小的配电网中推广使用,以达到节能降耗等效果。

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