配电调容调压变压器的发展历程简谈

配电调容调压变压器的发展历程简谈

段军鹏

（云南电网有限责任公司楚雄供电局675000）

摘要：目前我国配网中存在配变损耗较大的问题，尤其是季节性负荷变化大的农村配网，为提高配变负载率、减小损耗，有载调容变压器技术已经推广应用，虽然降低了损耗，但其调节档位少，节能效果一般，依次介绍相关技术，以供参考。

关键词：配电；调容；调压

1前言

目前中低压配电系统（尤其是农网）存在用电旺季和淡季的情况，季节性负荷明显，全年中用电旺季约占3个月，几乎满负载运行，其余时间为用电淡季，负载率约为20~30%左右。另外负荷受昼夜变化影响较大波动较为频繁的城市中的开发区、商业区、工业区等情况也与此类似，工作时间几乎满负载运行，其余时间负载率很低。使得变压器损耗大、运行效率低、浪费了大量电能。

1.1无励磁调容变压器

调容变压器一般有大、小两个容量，可以根据负荷的变化情况，通过调容开关改变变压器绕组的联结方式，从而达到调节变压器容量、降低变压器损耗的目的。早期调容变压器为无励磁调容变压器，由于技术条件限制，导致调容变压器在使用时，容量调节功能并不能充分发挥出来，用电负荷升高时，由于没有及时调整到变压器的大容量方式下工作，还会发生烧毁变压器绕组的情况。另外，在容量调节时需要进行停电操作，这就对运行管理提出了较高的要求，同时也降低了供电可靠性，从而限制了无励磁调容变压器大范围的推广使用。

1.2有载调容变压器

图1调容变压器调容原理示意图

目前国内有载调容变压器基本都是采用改变变压器高低压绕组连接方式的方式来改变变压器的容量，调容原理如图1所示。高压绕组在大容量时接成三角形，小容量时接成星形。大容量时Ⅱ、Ⅲ段并联再与Ⅰ段串联，小容量时Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段全部串联。变压器高压绕组与普通变压器相同，低压绕组由三段组成，第I段与第Ⅱ段截面相同，均为第Ⅲ段的50%，第Ⅲ段绕组匝数占27%，第I段与第Ⅱ段并联时为73%。当变压器高压绕组作角（D）接时，每相低压绕组的第I段与第Ⅱ段并联再与第Ⅲ段串联，三相低压绕组为星（Y）接，此时变压器具有额定容量，联结组为Dyn11。当高压绕组星接时，低压绕组的第I段与第Ⅱ段由并联换成串联以维持原来的变压比，此时变压器的容量减半，联结组为Yyn0。由大容量调为小容量时，低压绕组匝数增加，同时高压绕组变为Y接法，相电压降低，且匝数增加与电压降低的倍数相当，可以保证输出电压不变。

1.3有载无弧自动调容变压器

目前，我国各大公司企业正在投产的以及正在挂网运行的有载调容变压器大多都是采用机械电动部件作为有载调容开关，由于有载调容变压器是在带负荷的状态下调节变压器的容量，在调容开关进行切换时必将产生较大的电弧，这样会烧烛调容开关的触头，对变压器油造成污染，影响变器的绝缘强度，降低调容的可靠性，缩短调容关的使用寿命。另外，由于机械电动部件结构复杂，调节速度缓慢，切换时故障率较高，使有载调容变压器调容功能的充分发挥受到了严重的限制。国内许多学者都想到利用电力电子器件的无弧断流特性来改善有载调容变压器的容量切换过程，并进行了多方面的研究和探索，提出了多种方案，但由于工作的可靠性和制造成本问题，一直没有得到批量生产，在实际应用中也未得到最终认可。

现在市场上有的以及已经用在广大农网的调容变压器大多都是无励磁调容变压器和机械式有载调容变压器。无励磁调容变压器是依靠电工经验手动调容的，可靠性不高。而机械式有载调容变压器顾名思义采用的是机械式有载调容开关，由于有载调容变压器调节自身容量时是在带载情况下进行调节的，所以调容开关动作时必然会出现非常大的电弧，该电弧会造成烧毁调容开关触头、污染变压器油、影响变压器绝缘强度等一系列问题的产生，从而不仅导致调容可靠性的降低，还大大减少了调容开关的使用寿命。此外，机械开关的组成结构非常复杂，其切换的速度也比较缓慢，并且在切换的时候发生故障的概率也比较大，这就大大阻碍了有载调容变压器容量调节功能的充分发展。

2结语

无级有载调容配电变压器打破了按单一容量设计的传统思路，将配电变压器容量划分成数个容量段，按划分的容量段来设计变压器，也就是说无级有载调容配电变压器可以在某一容量段内根据负载大小任意调节容量的配电变压器，实现该容量段内无级有载调容，而变压器有应该低于国家标准对空载、空载电流、负载损耗、短路阻抗的要求。

作者简介：

段军鹏，高级工程师，云南电网有限责任公司楚雄供电局，长期从事电压无功专业技术管理工作。