0 引言
我國(guó)低壓配電系統(tǒng)中廣泛使用三相系統(tǒng)。在低壓配電網(wǎng)中，目前廣泛采用“小容量、密布點(diǎn)、短半徑” 的供電方式，這種供電方式能明顯降低低壓配網(wǎng)線損。單相變壓器的使用正是落實(shí)這種供電方式的重要措施，而且，單相變壓器和單相變電、配電技術(shù)已經(jīng)被列為我國(guó)重點(diǎn)推薦的節(jié)電技術(shù)。
蘇州市已經(jīng)有了10多年采用單相配電系統(tǒng)運(yùn)行和管理經(jīng)驗(yàn)。單相配電的優(yōu)點(diǎn): 促進(jìn)線損降低，提高電壓質(zhì)量，用電相對(duì)安全。
1 單相變壓器給照明負(fù)荷供電的技術(shù)優(yōu)勢(shì)
( 1)損耗小，節(jié)電
使用同樣材料相同容量的單相變壓器比三聯(lián)相變壓器空載損耗小; 單相變壓器可使高壓線路進(jìn)一步接近負(fù)荷點(diǎn)，縮小了低壓供電半徑，降低了低壓配網(wǎng)損耗。
蘇州*新村由三相變壓器改為單相變壓器供電的線損，50 kVA 同容量的單相變壓器損耗較三相變壓器低。采用D12 - 50 單相變壓器供電比采用S11- 50三相變壓器供電一年可節(jié)電586 kW。
( 2)工程造價(jià)節(jié)省
單相變壓器供電，高壓分支線為兩線架設(shè)，低壓線路為兩線或三線架設(shè); 而三相變壓器供電，高壓分支線為三線架設(shè)，低壓線路為四線架設(shè)。從工程費(fèi)用上計(jì)算，采用單相變壓器供電，高壓線路可節(jié)省10% ,低壓線路可節(jié)省15% 的工程造價(jià)。
( 3)供電可靠
單相變壓器用于小容量密布點(diǎn)的供電方式，增加了用戶的數(shù)量，增加了可靠性計(jì)算的基數(shù)，提高了供電可靠性; 同時(shí)，負(fù)荷緊張時(shí)拉閘限電，單相變壓器會(huì)縮小停電范圍，也會(huì)減少對(duì)用戶供電可靠性的影響。
( 4)便于實(shí)施路燈下半夜降壓節(jié)電新技術(shù)
城市路燈一般沿道路兩鍘布置，采用如圖1 ( a )所示的單相V /V0 變壓器供電，特別適合路燈安裝接線。
采用單相V /V0 變壓器供電給城市道路照明負(fù)荷，在下半夜不影響道路照明的前提下，文獻(xiàn)[ 1]給出了路燈降壓節(jié)電新的技術(shù)方案。
單相變壓器替代三相變壓器供電給城市道路照明負(fù)荷，可以收到單相變壓器節(jié)電、下半夜路燈自動(dòng)降壓節(jié)電的雙重節(jié)電效果。
圖1 單相變壓器接線圖
2 V /V0 單相變壓器
目前廠家生產(chǎn)的單相變壓器聯(lián)結(jié)組別標(biāo)號(hào)為I,I0。接線方式主要有兩種: ( 1) 低壓側(cè)三抽頭V /V0式。低壓繞組為380 V 單繞組帶中性線，當(dāng)中性線接地時(shí)，形成兩個(gè)220 V 的繞組。低壓側(cè)三抽頭式變壓器接線圖如圖1 ( a )。在圖1 ( a )中，a1，a2 為相線，x為零線。( 2)低壓側(cè)四抽頭式。低壓側(cè)繞組為雙繞組，兩個(gè)繞組之間無電氣聯(lián)接，高壓側(cè)10 kV，兩個(gè)低壓側(cè)均為220 V。低壓側(cè)四抽頭式變壓器接線如圖1( b)。在圖1( b)中，a1，a2 為相線，x1，x2 為零線。
單相配電目前應(yīng)用和存在的問題: 單相變壓器自身?yè)p耗與同系列三相變壓器的比較，兩臺(tái)單相變壓器V /V聯(lián)接時(shí)處理中性線的接線方式，使用環(huán)境和負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，低壓剩余電流保護(hù)設(shè)備設(shè)置，負(fù)荷平衡，完善單相系統(tǒng)投資的經(jīng)濟(jì)*價(jià)方法。
( 1)單相變壓器的高壓搭頭應(yīng)考慮盡量使變電站10 kV 線路出口三相電流平衡。如果10 kV 出線三相電流不平衡，既會(huì)增加主變壓器的附加損耗，還會(huì)在系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生負(fù)序電壓，嚴(yán)重時(shí)可能使主變壓器后備復(fù)合電壓閉鎖過電流保護(hù)開放其閉鎖回路，導(dǎo)致保護(hù)裝置誤動(dòng)作。因此，城市單相變壓器10 kV 側(cè)，應(yīng)交替接入三相電源，這樣可以做到負(fù)荷基本平衡。
( 2) 單相變壓器供電時(shí)，盡量使變壓器靠近負(fù)荷點(diǎn)。
3 單相變壓器高壓鈉燈" title="高壓鈉燈">高壓鈉燈照明節(jié)電新系統(tǒng)
路燈是單相負(fù)荷，適合由單相變壓器供電。我們以城市道路照明負(fù)荷為例，由單相變壓器供電組成節(jié)電新系統(tǒng)。
目前國(guó)內(nèi)外路燈節(jié)電的方法主要是電磁式降壓節(jié)電。上海潘登公司研制的GGDZ照明穩(wěn)壓節(jié)電柜,是以補(bǔ)償變壓器、調(diào)壓變壓器、調(diào)壓控制機(jī)構(gòu)、主電路、控制電路、時(shí)控電路等6個(gè)技術(shù)單元組成的新一代照明節(jié)電產(chǎn)品。路燈使用的燈具一般為氣體放電燈，它們的最佳工作電壓在210 V ~ 200 V，GGDZ照明柜在啟動(dòng)時(shí)需要220 V 電壓，點(diǎn)亮后適當(dāng)降低并穩(wěn)定輸出電壓。西班牙生產(chǎn)的NE 裝置( ILUEST照明穩(wěn)壓調(diào)光器)運(yùn)行有較好的節(jié)能效果。NE 是專用于氣體放電燈的節(jié)能智能調(diào)壓電源裝置，它是以一個(gè)多抽頭變壓器為核心，配電子控制器和穩(wěn)壓的電源成套裝置。根據(jù)控制指令，能自動(dòng)降壓到節(jié)能運(yùn)行電壓。
單相變壓器高壓鈉燈照明節(jié)電系統(tǒng)不需要增加自耦變壓器、補(bǔ)償變壓器或電抗器等設(shè)施，入夜時(shí)變壓器作V /V0 接線; 在下半夜通過電子控制器自動(dòng)斷開變壓器二次側(cè)的中性線，變成V /V 接線; 使燈具的電壓從相電壓自動(dòng)變換到線電壓的一半。由于下半夜變壓器二次側(cè)的線電壓為400 V，這樣就實(shí)現(xiàn)了燈具供電電壓從220 V降為200 V。
我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室對(duì) 單相變壓器高壓鈉燈照明節(jié)電 試驗(yàn)裝置進(jìn)行了測(cè)試。電光源為飛利浦亞明照明有限公司生產(chǎn)的NG70高壓鈉燈，鎮(zhèn)流器規(guī)格型號(hào):
BSN70L300 I; SON: 70 W; Ima iains; 0. 98 A; cos 0. 4。
觸發(fā)器規(guī)格型號(hào): CD - 2a; 生產(chǎn)廠家: 上海亞明燈泡廠有限公司。測(cè)量?jī)x表為長(zhǎng)沙湘星儀表廠生產(chǎn)的電壓表42L6- V，0- 250 V，精度10 V; 電流表42L- 6 A，0- 2 A，精度0. 1，測(cè)量結(jié)果見表1和表2。
表1 電壓測(cè)量數(shù)據(jù)
表2 電流測(cè)量數(shù)據(jù)
2009年3月11日湖南省計(jì)量檢測(cè)院使用0. 02級(jí)、編號(hào)0305069、證書號(hào)DLdr2008 - 9039的三相電能表檢定裝置; 電流檢測(cè)" title="電流檢測(cè)">電流檢測(cè)值如表3中的實(shí)際值，電壓檢測(cè)" title="電壓檢測(cè)">電壓檢測(cè)值如表4中的實(shí)際值(湖南省計(jì)量檢測(cè)院測(cè)試證書編號(hào): EB字第2009- 0049號(hào))。
表3 高壓鈉燈電流檢測(cè)
表4 高壓鈉燈電壓檢測(cè)
從表3、表4可知，供電電壓為220 V 時(shí)，高壓鈉燈電流為1. 04 A，而供電電壓降至200 V 時(shí)，高壓鈉燈電流為0. 95 A，不考慮降壓前后高壓鈉燈電阻微小的變化，降壓后節(jié)電16. 6%。