調(diào)容變壓器在貴州電網(wǎng)的應用前景分析

王恩偉

【摘要】電力系統(tǒng)的節(jié)能降損是建設節(jié)約型社會的重要組成部分，尤其是配電系統(tǒng)量大面廣，其節(jié)能降損問題既關系千家萬戶的優(yōu)質(zhì)用電，又是直接影響供電企業(yè)經(jīng)濟效益的重要因素之一。在農(nóng)村電網(wǎng)中，農(nóng)閑時配電變壓器白天接近處于空載運行狀態(tài)，導致了配電變壓器空載損耗約占整個10kV配電損耗的40%左右。因此，降低配電變壓器空載損耗對降低10kV配電損耗具有十分重要的作用。調(diào)容變壓器可具有大小兩個容量，根據(jù)實際負荷大小調(diào)節(jié)運行容量，適用于季節(jié)性負荷變化幅度比較大的農(nóng)村電網(wǎng)，以及一些晝夜負荷變化顯著的城市商業(yè)區(qū)、開發(fā)區(qū)、工業(yè)區(qū)等配電臺區(qū)，負荷較輕或接近空載時由大容量調(diào)為小容量運行可大幅度降低空載損耗。

【關鍵詞】調(diào)容變壓器;大馬拉小車

引言

在農(nóng)網(wǎng)中普遍存在一個村莊使用一臺配電變壓器的現(xiàn)象，每到農(nóng)副產(chǎn)品加工季節(jié)，農(nóng)戶會集中用電，在這種狀況下，用電高峰季時負荷和用電淡季時負荷相差很大。在負荷高峰期，變壓器的負載率可以達到90%～150%，主要以灌溉、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用電、農(nóng)副產(chǎn)品加工為主，在負荷低谷時期，平均負載率不到30%，主要以照明用電為主。因此形成了用電高峰時變壓器過載運行現(xiàn)象嚴重，而在用電淡季時出現(xiàn)了“大馬拉小車”現(xiàn)象，造成變壓器空載損耗嚴重。上述情況給選擇配電變壓器容量帶來了困難，如果按最大負荷選擇，變壓器運行不經(jīng)濟;如果按最小負荷選擇，變壓器將在嚴重過負荷狀況下運行，出現(xiàn)設備燒毀的現(xiàn)象，很不安全。為改善上述用電不合理現(xiàn)象，提升10kV配電變壓器供電能力，本文考慮引入調(diào)容變壓器和子母變壓器新型供電模式，以解決因負荷季節(jié)性變化導致的問題。

圖1 調(diào)容變壓器實景圖

1.調(diào)容變壓器的工作原理

調(diào)容變壓器是一種具有大、小兩個容量等級，并可根據(jù)負荷大小進行調(diào)節(jié)的變壓器，其原理主要是高低壓繞組隨調(diào)容開關而變化。

高壓繞組：采用了兩種聯(lián)結(jié)組別，大容量時為Dyn11，而小容量時為Yyn0。如果將變壓器由大容量調(diào)為小容量，高壓繞組聯(lián)結(jié)方式由D結(jié)改變?yōu)閅結(jié)，高壓繞組在大小容量時匝數(shù)保持不變，僅改變其聯(lián)結(jié)方式。

低壓繞組：低壓繞組由三部分組成，一是27%匝數(shù)的線段（Ⅰ段），二是73%匝數(shù)的線段由兩股并聯(lián)繞制（Ⅱ、Ⅲ段）。大容量時，Ⅱ、Ⅲ段并聯(lián)后與Ⅰ段串聯(lián)運行;小容量時，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段全部串聯(lián)運行。大容量→小容量時，高壓側(cè)D→Y聯(lián)結(jié)，低壓側(cè)Dyn11聯(lián)結(jié)→Yyn0聯(lián)結(jié);小容量→大容量時，高壓側(cè)Y→D聯(lián)結(jié)，低壓側(cè)聯(lián)結(jié)Yyn0→Dyn11聯(lián)結(jié)。

2.調(diào)容變壓器的結(jié)構(gòu)特點

（1）為滿足用戶的不同要求，鐵心結(jié)構(gòu)有卷鐵心和疊積式鐵心兩種，卷鐵心結(jié)構(gòu)是將硅鋼片帶料加工卷制成封閉形鐵心，疊積式鐵心采用優(yōu)質(zhì)冷軋硅鋼片，階梯形三級全斜帶尖角接縫，不沖孔，改善了磁路結(jié)構(gòu)。兩種鐵心結(jié)構(gòu)與同規(guī)格S9型產(chǎn)品相比，空載損耗降低30%，空載電流下降70%。

（2）繞組采用圓筒式結(jié)構(gòu)，沖擊電壓分布均勻，油道散熱效率高。采用卷鐵心結(jié)構(gòu)高低壓繞組直接繞制在鐵心柱上，因此要采取一些特殊技術(shù)措施。

（3）適當調(diào)整器身主絕緣距離。沿線圈圓周的周向支撐，均用層壓紙板或?qū)訅耗咀龀傻慕^緣塊，保證受熱時不收縮。

（4）調(diào)容開關為臥式籠形結(jié)構(gòu)，外部手柄、限位在裝配時經(jīng)調(diào)整定位，其轉(zhuǎn)動機構(gòu)為一對精加工的齒輪，確保動作可靠。在操作機構(gòu)頂部有防水罩，保證操作機構(gòu)安全，延長了使用壽命。

（5）油浸式變壓器的油箱既是變壓器器身的外殼和浸油的容器，又是變壓器總裝的骨架，因此，變壓器油箱起到機械支撐、冷卻散熱和絕緣保護的作用。調(diào)容變壓器的油箱可選用傳統(tǒng)的管狀散熱器油箱，也可用波紋油箱。

3.調(diào)容變壓器的優(yōu)勢比較

（1）調(diào)容變壓器小容量性能指標優(yōu)于普通同容量產(chǎn)品性能，空載損耗低、空載電流小，在配電網(wǎng)低負載率下使用，節(jié)能效果好，較適合在農(nóng)網(wǎng)中使用，詳細參數(shù)對比見表1。

表1 調(diào)容變壓器與普通變壓器技術(shù)參數(shù)對比

額定容量（kVA） 技術(shù)指標 S11調(diào)容變壓器（測量值） 普通S11（標準值）

160（D，yn11） 空載損耗 260W 290W

空載電流 0.34% 0.42%

負載損耗 2160W 2200W

短路阻抗 3.82% 4%

63（Y，yn0） 空載損耗 130W 150W

空載電流 0.17% 0.57%

負載損耗 1060W 1040W

短路阻抗 4.07% 4%

（2）工程造價低。安裝一臺調(diào)容變壓器比安裝同容量的“母子變壓器”，可減少臺架一套，計量箱一個，跌落式熔斷器一組及橫擔、避雷器等器材。

（3）供電方式靈活，運行穩(wěn)定，操作簡單。調(diào)容變壓器大小2個容量可根據(jù)負荷情況進行調(diào)整，檔位分為6檔，運行單位可根據(jù)負荷及電網(wǎng)電壓狀況方便地進行調(diào)節(jié)。

4.建議

建議使用開發(fā)完善的有載調(diào)容變壓器。有載調(diào)容變壓器能夠根據(jù)負荷的大小，利用專門的調(diào)容開關來實現(xiàn)不同容量之間的切換，無載調(diào)容變壓器不能夠帶電調(diào)容，影響到用戶的供電可靠率。隨著配電變壓器有載調(diào)容技術(shù)的逐漸成熟，有載調(diào)容配電變壓器在用電負荷晝夜變化顯著的臺區(qū)，尤其在季節(jié)性負荷較強的農(nóng)村電網(wǎng)將具有較為廣闊的應用前景。

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