有载调容调压配电变压器设计

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0引言

在电力系统中，有载调容调压配电变压器的应用范围广泛。有载调容调压开关主要是电阻式组合型，需要合理利用有载调容调压开关来调整电压，维持用户的正常用电。有载调容调压配电变压器可以在不切断负载的情况下，灵活地切换变压器输出电压和容量。对变压器有载调容调压开关的运行维护十分重要，要求相关技术人员对运行维护技术有明确的认识，能够及时解决有载调容调压开关运行维护过程中发生的问题[1]。

1设计背景

配电变压器在实际运行过程中，会有比较长时间的空载和轻载时间，导致空载损耗较大。如果有比较大的负荷波动，在负荷高峰时，无法保证变压器的运行安全。在台区保护范围中，可能发生越级跳闸的问题。配电台区可以利用跌落式熔断器加强速断保护，利用低压侧断路器可以进一步保护用户负荷，增大断路器额定电流，但会导致出现过载保护能力丧失的问题，如果过载时间过长也会烧毁配变。低压负荷故障会导致速断保护不可靠，从而导致跳闸、停电问题。无功补偿效果不好时，会导致配电台区长期保持小负荷的运行状态[2]。在配网末端用户距离变电站距离比较远时，必须全面考虑电压偏低的问题，否则设备不能正常运行。如果调高变电站出口电压，增加线路首端轻载时间的电压，会导致设备的寿命缩短，增大设备的配变损耗。配电台区分布广泛，负荷控制需要依赖工作人员人工操作，运行管理难度较大。电力企业通常会在台区的负荷变化位置应用自动调容等装置，或者通过自动调压和远程控制等方式来实现精细无功自动补偿[3]。

2有载调容调压配电变压器的组成和运行原理

利用有载调容调压配电变压器能够节约能源，实现负载技术的创新。利用有载调容调压配电变压器可以避免空载可调变压器容量小、短暂停电与季节调节等问题。利用有载调容调压配电变压器可以稳定变压器电压和电流等，可以根据容量的设定值进行控制[4]。在满足设定容量条件的前提下，利用控制器来调整负载，传播控制器指令数据，让有载调容调压配电变压器的开关更加灵活，进而保证配电变压器内部的高低压绕组形成一定的连接。同时，也可以保证配电网不会出现过载的问题，进而加强供电的稳定性，减少综合损耗和总体成本。在配电变压器的调节过程中，需要进一步满足负载需求，让配电变压器能够稳定运行。有载调容调压配电变压器能够结合负荷的大小，调节特制的调容开关，保证绕组的连接方式更加科学，同时也可以通过无励磁调整运行容量。通过利用有载调容调压配电变压器，能够促进变压器台区降损，加强供电质量[5]。

2.1有载调容调压配电变压器的组成通常情况下，变压器的组成部分包括变压器本体和智能控制单元两个部分。变压器本体内部有调容开关、低压绕组的串并联、高压接线、调压开关、远程可控开关等。在本体侧面集成的智能控制单元箱中，设置了低压配电管理终端。对于标准型变压器，应当加强三相有功不平衡调节和精细无功补偿，增加低压防窃电护罩、计量表位等[6]。变压器分接开关和线圈模块的结构如图1、图2所示。变压器分接开关包括过渡阻抗的切换开关和没有转换器的分接选择器。在变压器带电运行的情况下，需要经过电动或手动的方式，调整接头的具体位置和转换绕组匝数，以展开分级调压。其中，切换开关可以承担变压器的压力，保证负载电流的稳定运行。切换开关也可以根据预先设定好的程序运行。在选择变压器开关时，需要结合开关的实际运行情况和负荷电流变化情况，保证开关的灵活切换，开关切换包括单数运作与双数运作两种方式。为了扩大变压器调压的范围，工作人员也可以选择正反调压与粗细调压的开关运行方式。变压器分接开关能够为各项工作提供一定的动力，工作人员也能够手动操作，完成调压工作[7]。

2.2有载调容调压配电变压器的调容调压原理有载调容调压变压器的结构如图3所示。有载调容调压配电变压器中的低压绕组由匝数Ⅰ段、匝数Ⅱ段和匝数Ⅲ段三部分组成。在调容的过程中，可以将容量设置成两档。如果需要降低容量，要增加低压绕组匝数，同时把高压绕组变成Y型接线[8]。增加低压侧串联电阻匝数后，电压会下降，从而保证输出电压的稳定性。当电压稳定后，需要加大电阻改变电流。通过高压绕组的抽头位置的变化，能够改变电路中的绕组数，保证电压调节的功能。利用自动调压可以避免出现用户或线路负荷不稳定的问题，延长设备的使用寿命。其中的精确微机保护功能能够解决常规配电台区保护不精确而发生的越级跳闸或烧毁配变的问题[9]。传统调压开关通过传动机构旋转进行缓慢调节，有载调容调压配电变压器利用新型调压开关或专用转换开关组合来快速调压。其远程可控功能还支持电动操作，可以通过后台软件遥控停送电，同时能够查看装置运行数据、修改定值。记录的运行数据能够增强设备运行的节能效果，为工作人员决策提供依据。

3有载调容调压配电变压器的设计

有载调容调压配电变压器需要有自动调容、“四遥”、自动调压、无功补偿等功能。有载调容调压配电变压器能够采集电量，更加精准地判断外界环境，并将数据传输至监控中心，更好地控制手机App。

3.1调容调压开关的选择选择调容调压开关时，可以选择构造简单的机械开关，这种开关结构非常可靠，而且有比较低的损耗率。调容调压开关在触头分离时会产生电弧，使动作不灵敏，从而延长响应时间，导致不能精准地进行判断，也会让环流进一步干扰电网。对此，可以更换绝缘油加以辅助[10]。电力电子有载分接开关有比较多的优点，如能够较快速地调压、能够精准地进行调控。但电力电子有载分接开关也有缺点，如存在复杂的电力电子器件拓扑，会导致设备损耗率较高，也会进一步降低系统的可靠性。可以采用混合式开关，在高压侧辅以电力电子技术，在低压侧利用电力电子有载分接开关增加运行的速度，如图4所示。

3.2通信解决方案有载调容调压配电变压器的通信主要由有载电容控制器进行。利用数据采集芯片转换和存储数据，把状态输入电路，可以对输出电路实现合理控制，实现对数据的远程通信等。微处理器能够计算并分析采样模拟信号，包括CT信号和其他信号处理电路的信号，并最终将得到的结果存储到数据存储器，以便将相关信息数据提供给外部接口。有载调容调压配电变压器一般会配有相应USB接口，还会设置微功率无线收发器，该收发器能够满足无线下载方面的需求，实现数据传送与查询功能，同时可以将数据信息传送到远程监控中心，监控中心主站系统可以根据变压器的相关数据信息进行远程控制，从而提升供电企业的配电管理水平。

4结束语

总之，在电力系统中，有载调容调压配电变压器有非常突出的优势，可以发挥稳定负荷中心电压的作用，也可以保证电网调度的灵活性。相对于普通变压器，有载调容调压配电变压器的节能效果十分明显，可以降低配电站的压力，大大提高了管理层的配电效率，为负荷转移技术的推广和应用积累宝贵的经验。然而，变压器有载调容调压开关的运行维护较烦琐。为了从根本上确保有载调容调压配电变压器的正常运行，必须全面加强对变压器分接开关故障的诊断分析和运行维护。

参考文献

[1]陆尧.配电变压器三相负荷不平衡的危害及优化对策研究[J].光源与照明,2022(1):180-182.

[2]王蕾.配电变压器有载调压开关研究[J].汽车博览,2021(3):51-52.

[3]程振国.基于奇异值分解的有载调压变压器故障智能检测算法[J].制造业自动化,2021,43(11):132-136.

[4]上海宾瑞自动化科技有限公司.一种智能型10kV有载调容调压装置及其控制系统:CN201921024918.4[P].2020-01-31.

[5]江西森田电力设备有限公司.有载调容调压组合杆式变压器:CN201820349144.1[P].2018-09-14.

作者:陆志欣 黄胜 单位:广东电网有限责任公司佛山供电局