有载调容调压变压器在供电线路上的应用

目前部分市区城镇供电台区配电变压器存在空载和轻载时间长，空载损耗较高，负荷波动大，负荷高峰时影响变压器运行安全，供电台区保护不可靠，易发生越级跳闸事故；无功补偿效果差；电压合格率低等问题；针对上述问题，云南电网有限责任公司昭通供电局引入了具备自动调容、自动调压、远程控制、精细无功补偿、低压防窃电装置的新型智能化变压器，并且该有载调容调压变压器主体与补偿柜、出线柜安装在一块构成一个统一主体，与普通调容调压变压器相比更加美观，特别适合用在市区地带，自去年在部分市区城镇开展智能化建设试点工作以来已经取得一定的效果。

【关键词】市区城镇供电线路 有载 调容 调压 变压器

1 普通有载调容、调压变压器工作原理

有载调压变压器是指变压器高压侧配有载调压开关，可以在不断供电的情况下根据二次侧电压的波动调整电压比使得二次侧电压始终稳定在所期望的电压附件，适合供电质量较差，或对电压稳定性要求较高的场合。

有载调容变压器是指变压器线圈分成两段，当用电负荷较轻时候两段线圈串联，这样线圈匝数较多，铁心的磁密较低，空载损耗相对很小。但用电负荷较重的时段两段线圈并联，这样线圈导体的截面增加了一倍，变压器的容量也翻了一倍。虽然这时候空载损耗较大，但变压器的输出容量增加一倍。这种变压器适合在负荷变化很大的场合，比如农网，一般只在农忙季节需要大量用电，其他时间负荷率降低。这种变压器可以在保证农忙季节供电的前提下，尽可能降低农闲季节变压器的空载损耗。

而对于普通的有载调容调压变压器，在解决将调容和调压分开的问题上还存在以下问题：

1.1 空载和轻载时间长，空载损耗较高

根据历史数据统计，目前昭通部分市区城镇的变压器有处于空载或轻载的状态运行现象存在，从而使空载损耗偏高。

1.2 负荷波动大，负荷高峰时影响变压器运行安全

对于市区地区来说，用电高峰期一般出现在每日早饭时段和晚间娱乐时段，季节性负荷高峰期主要是夏季制冷负荷和冬季取暖负荷。当季节性负荷高峰与时段性负荷高峰叠加时常常会超出变压器的容量，严重影响变压器运行安全，大大缩短了变压器的使用寿命，甚至导致变压器有烧毁的危险。

1.3 配电台区保护不可靠，易发生越级跳闸事故

现在部分配电台区常规采用跌落式熔断器作为台区的速断保护，低压侧速壳断路器对用户负荷进行过流和速断的简单保护，而塑壳短路器一般配置额定电流较大，失去了过载保护能力，过载时间过长会导致配电变压器烧毁；而使部分台区或低压负荷故障又因速断保护不可靠常越级跳闸致整条线路大面积停电，甚至导致烧毁变压器。

1.4 电压合格率低

一般配网末端用户距供电部门较远，为了避免出现电压偏低，设备无法正常运行的情况，兼顾末端负荷，而调高变电站出口电压，这就导致线路首端轻载时电压过高，用电设备寿命缩短，而且配电变压器损耗大幅增加。

1.5 无功补偿效果不明显

市区部分地方长期小负荷运行，使变压器不能充分得到运转，传统补偿装置电容投入利用率较差。

2 试点用有载调容调压变压器简介及功能

有载调容调压变压器通过自动调压、自动调容、无功补偿的手段实现变压器台区降损，提高供电质量。如图1所示。

（1）高压出线柱；

（2）计量电流互感器；

（3）有载调容调压变压器 ；

（4）低压防窃电护罩；

（5）低压出线排；

（6）共补分补并联电容器；

（7）穿墙套管；

（8）浪涌保护器；

（9）避雷器；

（10）进线塑壳断路器；

（11）漏电保护塑壳断路器；

（12）补偿塑壳断路器；

（13）调容调压变压器；

（14）熔断器组；

（15）智能复合开关；

（16）低压补偿控制器；

（17）调容调压控制显示器；

（18）出线柜；

（19）补偿柜；

（20）变压器主体。

自动调压功能：变压器存在阻抗，在功率传输中，将产生电压降，并随着用户侧负荷的变化而变化。系统电压的波动加上用户或线路负荷的不稳定将引起电压较大的变动。在实现无功功率就地平衡的前提下，当电压波动超过定值时，调节变压器分接开关可以自动调节电压高低，使变压器低压侧电压输出稳定在合格范围内，从而提升了供电电压质量，延长设备寿命，解决了配电网负荷峰谷时段电压合格率低的问题。

自动调容功能：高压绕组在大容量时接成三角形（D），小容量时接成星接（Y）。每相低压绕组由三段线匝组成：Ⅰ段为少数线匝；Ⅱ段、Ⅲ段为多数线匝，采用并绕方式绕制。变压器大容量运行时Ⅱ段、Ⅲ段并联后与Ⅰ段串联，小容量运行时Ⅰ段、Ⅱ段、Ⅲ段全部串联，即为（Dyn11和Yyn0）两种联结方式。高压绕组联结方式的改变以及低压绕组并、串联的转换，均通过控制系统控制有载调容开关自动完成。在用电负荷高峰期时段自动将变压器调整到大容量运行，在用电负荷低谷时段自动将变压器调整为小容量档运行。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，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。同时大容量调为小容量时，由于低压匝数的增加，铁芯磁通密度大幅度降低，使硅钢片单位损耗变小，空载损耗和空载电流相应降低，达到了降损节能的目的。

无功补偿功能：变压器智能监控单元内配置低压无功精细补偿隔室，将无功补偿控制器达到精细补偿的效果。

无线“四遥”：通过在线监测系统将变压器实时数据运行状态远程传送给后台管理系统，从而实现遥信、遥测、遥控和遥调“四遥”功能，对配电区进行运行、损耗分析，为职能部门提供参考依据，提高配电网建设与改造的科学性；

就地及远程电动停送电功能：变压器本体油箱内配置永磁机构真空开关，可实现就地电动停送电、远程无线遥控停送电、远程无线遥控停送电功能。

综合以上功能，有载调容调压变压器可根据实际负荷和电压情况改变额定运行容量方式和电压分接头转换，降低变压器自身空载损耗，实现电压调整，提升供电台区经济运行水平，提高供电质量。与传统产品相比，在小容量运行方式下，空载损耗平均下降50%-60%。如表1所示。

3 结语

综上所述的有载调容调压变压器经过在云南昭通市的运行情况，将变压器主体与补偿柜、出线柜组合体安装，不尽易安装，而且外形美观，大大改善了该市区空载损耗大、负荷波动大、电压合格率低等问题，并且在节能方面效果更加显著。

作者简介

汪波（1981-），男，云南省昭通市人。大学专科学历。现为云南电网有限责任公司昭通供电局助理工程师，主要从事配电网规划、电力线路工程建设与管理。

魏则运（1983-），男，山东省成武县人。大学本科学历。现为陕西四方华能电气设备有限公司结构设计师，主要从事综合配电箱、高压低压无功补偿的电气结构设计。

作者单位

1.云南电网有限责任公司昭通供电局 云南省昭通市 657000

2.陕西四方华能电气设备有限公司 陕西省西安市 710000