有載調容調壓配電變壓器設計

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0引言

在電力系統中，有載調容調壓配電變壓器的應用范圍廣泛。有載調容調壓開關主要是電阻式組合型，需要合理利用有載調容調壓開關來調整電壓，維持用戶的正常用電。有載調容調壓配電變壓器可以在不切斷負載的情況下，靈活地切換變壓器輸出電壓和容量。對變壓器有載調容調壓開關的運行維護十分重要，要求相關技術人員對運行維護技術有明確的認識，能夠及時解決有載調容調壓開關運行維護過程中發生的問題[1]。

1設計背景

配電變壓器在實際運行過程中，會有比較長時間的空載和輕載時間，導致空載損耗較大。如果有比較大的負荷波動，在負荷高峰時，無法保證變壓器的運行安全。在臺區保護范圍中，可能發生越級跳閘的問題。配電臺區可以利用跌落式熔斷器加強速斷保護，利用低壓側斷路器可以進一步保護用戶負荷，增大斷路器額定電流，但會導致出現過載保護能力喪失的問題，如果過載時間過長也會燒毀配變。低壓負荷故障會導致速斷保護不可靠，從而導致跳閘、停電問題。無功補償效果不好時，會導致配電臺區長期保持小負荷的運行狀態[2]。在配網末端用戶距離變電站距離比較遠時，必須全面考慮電壓偏低的問題，否則設備不能正常運行。如果調高變電站出口電壓，增加線路首端輕載時間的電壓，會導致設備的壽命縮短，增大設備的配變損耗。配電臺區分布廣泛，負荷控制需要依賴工作人員人工操作，運行管理難度較大。電力企業通常會在臺區的負荷變化位置應用自動調容等裝置，或者通過自動調壓和遠程控制等方式來實現精細無功自動補償[3]。

2有載調容調壓配電變壓器的組成和運行原理

利用有載調容調壓配電變壓器能夠節約能源，實現負載技術的創新。利用有載調容調壓配電變壓器可以避免空載可調變壓器容量小、短暫停電與季節調節等問題。利用有載調容調壓配電變壓器可以穩定變壓器電壓和電流等，可以根據容量的設定值進行控制[4]。在滿足設定容量條件的前提下，利用控制器來調整負載，傳播控制器指令數據，讓有載調容調壓配電變壓器的開關更加靈活，進而保證配電變壓器內部的高低壓繞組形成一定的連接。同時，也可以保證配電網不會出現過載的問題，進而加強供電的穩定性，減少綜合損耗和總體成本。在配電變壓器的調節過程中，需要進一步滿足負載需求，讓配電變壓器能夠穩定運行。有載調容調壓配電變壓器能夠結合負荷的大小，調節特制的調容開關，保證繞組的連接方式更加科學，同時也可以通過無勵磁調整運行容量。通過利用有載調容調壓配電變壓器，能夠促進變壓器臺區降損，加強供電質量[5]。

2.1有載調容調壓配電變壓器的組成通常情況下，變壓器的組成部分包括變壓器本體和智能控制單元兩個部分。變壓器本體內部有調容開關、低壓繞組的串并聯、高壓接線、調壓開關、遠程可控開關等。在本體側面集成的智能控制單元箱中，設置了低壓配電管理終端。對于標準型變壓器，應當加強三相有功不平衡調節和精細無功補償，增加低壓防竊電護罩、計量表位等[6]。變壓器分接開關和線圈模塊的結構如圖1、圖2所示。變壓器分接開關包括過渡阻抗的切換開關和沒有轉換器的分接選擇器。在變壓器帶電運行的情況下，需要經過電動或手動的方式，調整接頭的具體位置和轉換繞組匝數，以展開分級調壓。其中，切換開關可以承擔變壓器的壓力，保證負載電流的穩定運行。切換開關也可以根據預先設定好的程序運行。在選擇變壓器開關時，需要結合開關的實際運行情況和負荷電流變化情況，保證開關的靈活切換，開關切換包括單數運作與雙數運作兩種方式。為了擴大變壓器調壓的范圍，工作人員也可以選擇正反調壓與粗細調壓的開關運行方式。變壓器分接開關能夠為各項工作提供一定的動力，工作人員也能夠手動操作，完成調壓工作[7]。

2.2有載調容調壓配電變壓器的調容調壓原理有載調容調壓變壓器的結構如圖3所示。有載調容調壓配電變壓器中的低壓繞組由匝數Ⅰ段、匝數Ⅱ段和匝數Ⅲ段三部分組成。在調容的過程中，可以將容量設置成兩檔。如果需要降低容量，要增加低壓繞組匝數，同時把高壓繞組變成Y型接線[8]。增加低壓側串聯電阻匝數后，電壓會下降，從而保證輸出電壓的穩定性。當電壓穩定后，需要加大電阻改變電流。通過高壓繞組的抽頭位置的變化，能夠改變電路中的繞組數，保證電壓調節的功能。利用自動調壓可以避免出現用戶或線路負荷不穩定的問題，延長設備的使用壽命。其中的精確微機保護功能能夠解決常規配電臺區保護不精確而發生的越級跳閘或燒毀配變的問題[9]。傳統調壓開關通過傳動機構旋轉進行緩慢調節，有載調容調壓配電變壓器利用新型調壓開關或專用轉換開關組合來快速調壓。其遠程可控功能還支持電動操作，可以通過后臺軟件遙控停送電，同時能夠查看裝置運行數據、修改定值。記錄的運行數據能夠增強設備運行的節能效果，為工作人員決策提供依據。

3有載調容調壓配電變壓器的設計

有載調容調壓配電變壓器需要有自動調容、“四遙”、自動調壓、無功補償等功能。有載調容調壓配電變壓器能夠采集電量，更加精準地判斷外界環境，并將數據傳輸至監控中心，更好地控制手機App。

3.1調容調壓開關的選擇選擇調容調壓開關時，可以選擇構造簡單的機械開關，這種開關結構非?？煽?，而且有比較低的損耗率。調容調壓開關在觸頭分離時會產生電弧，使動作不靈敏，從而延長響應時間，導致不能精準地進行判斷，也會讓環流進一步干擾電網。對此，可以更換絕緣油加以輔助[10]。電力電子有載分接開關有比較多的優點，如能夠較快速地調壓、能夠精準地進行調控。但電力電子有載分接開關也有缺點，如存在復雜的電力電子器件拓撲，會導致設備損耗率較高，也會進一步降低系統的可靠性?？梢圆捎没旌鲜介_關，在高壓側輔以電力電子技術，在低壓側利用電力電子有載分接開關增加運行的速度，如圖4所示。

3.2通信解決方案有載調容調壓配電變壓器的通信主要由有載電容控制器進行。利用數據采集芯片轉換和存儲數據，把狀態輸入電路，可以對輸出電路實現合理控制，實現對數據的遠程通信等。微處理器能夠計算并分析采樣模擬信號，包括CT信號和其他信號處理電路的信號，并最終將得到的結果存儲到數據存儲器，以便將相關信息數據提供給外部接口。有載調容調壓配電變壓器一般會配有相應USB接口，還會設置微功率無線收發器，該收發器能夠滿足無線下載方面的需求，實現數據傳送與查詢功能，同時可以將數據信息傳送到遠程監控中心，監控中心主站系統可以根據變壓器的相關數據信息進行遠程控制，從而提升供電企業的配電管理水平。

4結束語

總之，在電力系統中，有載調容調壓配電變壓器有非常突出的優勢，可以發揮穩定負荷中心電壓的作用，也可以保證電網調度的靈活性。相對于普通變壓器，有載調容調壓配電變壓器的節能效果十分明顯，可以降低配電站的壓力，大大提高了管理層的配電效率，為負荷轉移技術的推廣和應用積累寶貴的經驗。然而，變壓器有載調容調壓開關的運行維護較煩瑣。為了從根本上確保有載調容調壓配電變壓器的正常運行，必須全面加強對變壓器分接開關故障的診斷分析和運行維護。

參考文獻

[1]陸堯.配電變壓器三相負荷不平衡的危害及優化對策研究[J].光源與照明,2022(1):180-182.

[2]王蕾.配電變壓器有載調壓開關研究[J].汽車博覽,2021(3):51-52.

[3]程振國.基于奇異值分解的有載調壓變壓器故障智能檢測算法[J].制造業自動化,2021,43(11):132-136.

[4]上海賓瑞自動化科技有限公司.一種智能型10kV有載調容調壓裝置及其控制系統:CN201921024918.4[P].2020-01-31.

[5]江西森田電力設備有限公司.有載調容調壓組合桿式變壓器:CN201820349144.1[P].2018-09-14.

作者:陸志欣 黃勝 單位:廣東電網有限責任公司佛山供電局