線路末端低電壓治理的研究

黃繼明 楊志義 吳高波

（國(guó)網(wǎng)浙江寧波市鄞州區(qū)供電公司，浙江寧波 315175）

線路末端低電壓治理的研究

黃繼明 楊志義 吳高波

（國(guó)網(wǎng)浙江寧波市鄞州區(qū)供電公司，浙江寧波 315175）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)與人民生活水平的高速發(fā)展，目前對(duì)于電力的要求也在高速提升。在實(shí)際的電力使用過(guò)程中，安全、穩(wěn)定、高效的電力輸送是正常用電的前提條件。但對(duì)于我國(guó)的農(nóng)村電力用戶而言，由于配電網(wǎng)線路較長(zhǎng)并且低壓線路老化等原因，在實(shí)際的使用過(guò)程中往往會(huì)出現(xiàn)各種問(wèn)題，導(dǎo)致電機(jī)燒毀以及用電器無(wú)法正常工作等情況，甚至?xí)a(chǎn)生安全隱患。因此線路末端的電壓治理就顯得尤為重要。

線路末端 低電壓治理 配電變壓器

對(duì)于我國(guó)農(nóng)村的電力用戶而言，穩(wěn)定而安全的電力供應(yīng)是農(nóng)村用戶正常用電以及安全用電的根本保障。但由于我國(guó)農(nóng)村的配電網(wǎng)線的實(shí)際線路往往較長(zhǎng)，同時(shí)電力用戶處于供電末端，同時(shí)我國(guó)農(nóng)村配電網(wǎng)的改造時(shí)間較長(zhǎng)，因此造成了農(nóng)村低壓線路發(fā)生了較為嚴(yán)重的老化現(xiàn)象，并且在變壓器方面，由于沒(méi)有及時(shí)的進(jìn)行更換，目前所使用的變壓器容量較小。而隨著“家電下鄉(xiāng)”以及農(nóng)村企業(yè)的高速發(fā)展，目前我國(guó)農(nóng)村生產(chǎn)生活的現(xiàn)代化水平已經(jīng)處于一種較高的階段，對(duì)于電器產(chǎn)品有著較強(qiáng)的依賴性。在這樣的情況下，目前所使用的農(nóng)村配電網(wǎng)已經(jīng)嚴(yán)重阻礙了農(nóng)村經(jīng)濟(jì)以及生活的發(fā)展。在我國(guó)農(nóng)村實(shí)際的電力使用過(guò)程中，由于農(nóng)村配電網(wǎng)普遍存在有低電壓?jiǎn)栴}，因此極易造成電機(jī)燒毀的情況，同時(shí)冰箱、電視、空調(diào)等電器無(wú)法正常使用，農(nóng)村企業(yè)的機(jī)床、計(jì)算機(jī)等生產(chǎn)設(shè)備也無(wú)法進(jìn)行工作，造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，甚至?xí)斐奢^大的安全隱患，嚴(yán)重影響了農(nóng)村居民的生產(chǎn)生活。對(duì)于農(nóng)村配電網(wǎng)存在的普遍問(wèn)題，我們發(fā)現(xiàn)通過(guò)對(duì)變壓器進(jìn)行改造，可以較好地將目前農(nóng)村配電網(wǎng)的問(wèn)題進(jìn)行解決。通過(guò)智能型有載調(diào)容配電變壓器，能夠根據(jù)世紀(jì)的負(fù)荷大小對(duì)容量進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，不僅能夠?qū)ΜF(xiàn)有的農(nóng)村配電網(wǎng)因?yàn)榧竟?jié)等原因造成的負(fù)荷變化，導(dǎo)致變壓器出現(xiàn)的嚴(yán)重過(guò)載以及“小馬拉大車”問(wèn)題進(jìn)行解決，同時(shí)也能夠客服以往無(wú)載調(diào)容變壓器使用過(guò)程中由于手動(dòng)對(duì)容量進(jìn)行調(diào)節(jié)而造成的必須斷電的維護(hù)問(wèn)題，同時(shí)也能夠取代“母子變壓器”，大大降低了配電變壓器的損耗，有著極強(qiáng)的節(jié)能效果以及經(jīng)濟(jì)性，對(duì)于農(nóng)村電網(wǎng)的安全用電以及正常用電有著重要意義。

1 目前我國(guó)農(nóng)村電網(wǎng)在使用過(guò)程變壓器出現(xiàn)的普遍問(wèn)題及解決方法

1.1 目前我國(guó)農(nóng)村電網(wǎng)在實(shí)際使用過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題

雖然經(jīng)過(guò)了數(shù)十年的發(fā)展，我國(guó)的電網(wǎng)建設(shè)已經(jīng)取得了一些成就以及較為滿意的成績(jī)，但需要注意的是相比國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)的電網(wǎng)建設(shè)仍然處于聯(lián)網(wǎng)的初期，對(duì)于各級(jí)電網(wǎng)而言，往往只是在形式上連成了一起，在發(fā)電廠、電網(wǎng)線路、變電容量以及區(qū)域電網(wǎng)之間仍然存在著一定的問(wèn)題，產(chǎn)生了較為嚴(yán)重的瓶頸。而正是由于這些問(wèn)題，導(dǎo)致了在實(shí)際使用電力的過(guò)程中，農(nóng)村配電網(wǎng)出現(xiàn)的供電半徑較長(zhǎng)，并且引起了較為嚴(yán)重的電壓波動(dòng)以及電壓降。而以往由于農(nóng)村電力用戶較少，因此農(nóng)村配電變壓器的容量也較小，但目前隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，農(nóng)村電力用戶的數(shù)量高速增長(zhǎng)，由于各種原因無(wú)法及時(shí)更換的低容量配電變壓器對(duì)農(nóng)村電力的安全使用造成了極為嚴(yán)重的問(wèn)題，甚至造成安全隱患。在這樣的情況下，在較長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)我國(guó)相關(guān)部門對(duì)于農(nóng)村電力的正常使用開(kāi)展了討論以及研究。

1.2 傳統(tǒng)對(duì)農(nóng)村電網(wǎng)變壓器出現(xiàn)的問(wèn)題解決方法

傳統(tǒng)對(duì)農(nóng)村電網(wǎng)使用過(guò)程中變壓器出線的問(wèn)題進(jìn)行解決往往是需要盡可能地讓變壓器運(yùn)行經(jīng)濟(jì)化。在這種思想的指導(dǎo)下，有較多的農(nóng)村配電網(wǎng)開(kāi)始使用自動(dòng)有載調(diào)壓變壓器。從變壓器的技術(shù)性能、線路損耗以及變壓器自身的損耗來(lái)看，無(wú)載調(diào)壓變壓器的運(yùn)行費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于有載調(diào)壓變壓器的使用費(fèi)用。從技術(shù)性能上看，無(wú)載調(diào)壓變壓器是不能夠隨著電網(wǎng)的電壓變化二將自身的載調(diào)壓進(jìn)行變化的，在實(shí)際的調(diào)壓過(guò)程中，變壓器必須要停止運(yùn)行后才能夠通過(guò)分接開(kāi)關(guān)的方法來(lái)進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)也必須對(duì)直流電阻進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)量。但是如果在此過(guò)程中使用了有載調(diào)壓變壓器，就能夠?qū)崿F(xiàn)在帶有負(fù)荷的前提下自動(dòng)完成調(diào)壓以及測(cè)量直流電阻的效果。在調(diào)節(jié)的范圍方面，無(wú)載調(diào)壓變壓器通常只有三個(gè)檔位，在實(shí)際的調(diào)節(jié)過(guò)程中往往只能夠進(jìn)行10%的范圍調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)的范圍往往比較小。但對(duì)于有載調(diào)壓變壓器而言，通常的調(diào)節(jié)檔位為9個(gè)，并且在調(diào)節(jié)的范圍方面能夠進(jìn)行20%的調(diào)節(jié)，具有良好的調(diào)節(jié)范圍。而在變壓器自身的安全性能上看，無(wú)載調(diào)壓變壓器極易受到大幅度的波動(dòng)電壓的影響，在實(shí)際的使用過(guò)程中的安全性能無(wú)法得到較好的保障，但有載調(diào)壓變壓器難以受到較大波動(dòng)電壓的影響。從變壓器的損耗方面看，通過(guò)以往的研究我們可以發(fā)現(xiàn)，如果農(nóng)村配電網(wǎng)的電壓較低，變壓器的銅損耗往往會(huì)增加，但在此過(guò)程中如果將變壓器的電壓升高，變壓器中的鐵損耗會(huì)增加。由于在農(nóng)村配電網(wǎng)的實(shí)際使用過(guò)程中，負(fù)荷往往無(wú)法處于一種穩(wěn)定的狀態(tài)，電壓的變化范圍極大，如果使用無(wú)載調(diào)壓變壓器，變壓器在較多的時(shí)間內(nèi)會(huì)在低壓或過(guò)壓的范圍下進(jìn)行運(yùn)行，加大的增加了變壓器的損耗。但如果換裝有載調(diào)壓變壓器，可以將這一問(wèn)題進(jìn)行較好的解決。而在線路損耗方面，如果變壓器的電壓降低，則變壓器的出線損耗就會(huì)大大增加。對(duì)于我國(guó)農(nóng)村配電網(wǎng)而言，由于地理?xiàng)l件限制等原因，大多數(shù)的電力變壓器的供電半徑極大，月那次電壓的損耗也會(huì)相應(yīng)的增加。尤其是目前我國(guó)農(nóng)村的電力用戶數(shù)量增長(zhǎng)較快，在電力使用的高峰期，電壓水平無(wú)法得到較好的保障。如果選用大容量的變壓器，會(huì)造成長(zhǎng)期的“小馬拉大車”的運(yùn)行情況，也會(huì)增強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)的相關(guān)成本。因此目前在我國(guó)農(nóng)村中對(duì)線路末端的低電壓治理的方法往往是選用有載調(diào)壓變壓器，通過(guò)有載調(diào)壓變壓器能夠在某些方面將農(nóng)村配電網(wǎng)使用的問(wèn)題進(jìn)行解決。

2 有載調(diào)壓變壓器在農(nóng)村配電網(wǎng)使用過(guò)程中的缺點(diǎn)

雖然目前在我國(guó)農(nóng)村電網(wǎng)使用的過(guò)程中，通過(guò)安裝有載調(diào)壓變壓器的方法解決了一些線路末端低電壓運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。但由于有載調(diào)壓變壓器的特點(diǎn)，在實(shí)際的農(nóng)村配電網(wǎng)使用的過(guò)程中仍然會(huì)出現(xiàn)一定的問(wèn)題。

2.1 有載調(diào)壓變壓器無(wú)法改變無(wú)功需求平衡狀態(tài)

在使用有載調(diào)壓變壓器的過(guò)程中，如果出現(xiàn)了系統(tǒng)無(wú)功功率缺額的情況，由于有載調(diào)壓變壓器的負(fù)荷電壓特性，往往會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)在一種較低的電壓下保持穩(wěn)定的運(yùn)行。但需要注意的是，如果在此狀態(tài)下的無(wú)功功率缺額較大，為了保證電壓處于一種穩(wěn)定的狀態(tài)，有載調(diào)壓變壓器會(huì)導(dǎo)致電壓暫時(shí)上升，在此狀態(tài)下，會(huì)將無(wú)功頻率缺額全部轉(zhuǎn)嫁到主網(wǎng)上，因此主網(wǎng)的電壓會(huì)由于這樣的情況逐漸下降，嚴(yán)重時(shí)就會(huì)引起電壓崩潰。在以往的研究中，世界上幾次嚴(yán)重的停電事故均是由于這樣的原因引起的。

2.2 會(huì)嚴(yán)重到變壓器運(yùn)行過(guò)程中的可靠性

對(duì)于有載調(diào)壓變壓器而言，其中含有的在調(diào)壓分接頭，會(huì)嚴(yán)重影響變壓器在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的可靠性。在1982年的國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議中，變壓器委員會(huì)就提出過(guò)這樣的問(wèn)題，指出了帶負(fù)荷調(diào)節(jié)電壓的分接頭不僅會(huì)出現(xiàn)自身不可靠的情況，同時(shí)也會(huì)增加變壓器整體運(yùn)行過(guò)程中以及設(shè)計(jì)過(guò)程中的復(fù)雜性，同時(shí)有載調(diào)壓變壓器由于是帶有符合調(diào)整電壓的，不可避免的會(huì)在實(shí)際的使用過(guò)程中產(chǎn)生電弧因此會(huì)造成聚集在游離變壓器油會(huì)造成有載調(diào)壓變壓器中有瓦斯冒出的情況，甚至?xí)鹫`發(fā)信號(hào)或是誤操作。由此可見(jiàn)，如果叫大容量的變壓器配備了有載調(diào)壓的分壓頭，會(huì)對(duì)變壓器的可靠性造成較大影響，尤其是對(duì)于農(nóng)村配電網(wǎng)而言，一旦加裝較大容量變壓器，如果再配置有載調(diào)壓分壓頭，會(huì)對(duì)農(nóng)村配電網(wǎng)的正常運(yùn)行以及安全使用造成極大的影響。

2.3 有載調(diào)壓變壓器會(huì)加大運(yùn)行費(fèi)用以及投資

對(duì)于有載調(diào)壓變壓器而言，往往是在常規(guī)的變壓器上加裝有在調(diào)壓分接頭，因此在實(shí)際的使用過(guò)程中，體積大小會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于同等容量的變壓器大。因此在有載調(diào)壓變壓器實(shí)際的使用過(guò)程中，不僅會(huì)大大的增加變壓器的投資，同時(shí)也會(huì)增加變壓器運(yùn)行過(guò)程中的維護(hù)費(fèi)用。在另一方面，如果需要對(duì)調(diào)壓箱進(jìn)行相應(yīng)的檢修，需要進(jìn)行停電，而停電的時(shí)間相比常規(guī)變壓器的停電時(shí)間較長(zhǎng)，同時(shí)較為頻繁的動(dòng)作有載分接開(kāi)關(guān)以及傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)，也會(huì)極大地增加運(yùn)行管理過(guò)程中的相關(guān)費(fèi)用。而正是由于有載調(diào)壓變壓器在實(shí)際的使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)如此眾多的問(wèn)題，我們猜想是否有一種解決方法，既能夠解決農(nóng)村配電網(wǎng)在線路末端低電壓使用的過(guò)程中可以正常而安全的使用，同時(shí)也不會(huì)造成如同有載調(diào)壓變壓器一樣出現(xiàn)諸多的問(wèn)題。

3 國(guó)內(nèi)外對(duì)線路末端低電壓治理的研究概況

由于線路末端低電壓的情況會(huì)造成在實(shí)際的電力使用過(guò)程中的諸多不便以及較大的安全隱患，在多年來(lái)國(guó)外對(duì)于線路末端低電壓的治理方面也有著較大進(jìn)展。尤其是最近國(guó)外已經(jīng)開(kāi)始研制全自動(dòng)繞線機(jī)，通過(guò)全自動(dòng)繞線機(jī)的形式進(jìn)行自動(dòng)排線以及自動(dòng)張緊，因此繞線的質(zhì)量大大增加。同時(shí)在直流換流變壓器的制造方面也開(kāi)始提升質(zhì)量，目前國(guó)外的直流換流變壓器的制造技術(shù)是目前世界變壓器制造領(lǐng)域的最尖端技術(shù)之一，能夠較好的代表著變壓器制造業(yè)的最高水平。從總體來(lái)看，低損耗、組合化、節(jié)能環(huán)保、低噪聲以及高可靠性是未來(lái)變壓器的發(fā)展方向，同時(shí)隨著電力用戶對(duì)于電能供應(yīng)的各種需求的不斷提升，在實(shí)際的使用電能的過(guò)程中，是否會(huì)產(chǎn)生高次諧波、引起電壓波動(dòng)以及電壓閃變、使用電能時(shí)是否會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成污染等問(wèn)題已經(jīng)開(kāi)始逐漸的成為了判斷變壓器性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)。此外，變壓器的美觀也是電能用戶低于變壓器提出的全新要求，在實(shí)際的使用電能的過(guò)程中，目前一種地下式變壓器開(kāi)始逐漸得到了普及，通過(guò)將變壓器設(shè)置在地下，能夠得到較好的美觀效果。而另一種全新的變壓器，即干式變壓器能夠的刀片較為優(yōu)秀的防火性能，大大提升在使用電能過(guò)程中的安全性。而S11型油浸變壓器能夠?qū)崿F(xiàn)在使用電能過(guò)程中的低損耗性。這些變壓器都將得到較好的運(yùn)用。在世界上，變壓器的發(fā)展目標(biāo)為輕量、高效以及高密度，片式化的變壓器將會(huì)得到進(jìn)一步的發(fā)展，同時(shí)低損耗、高頻、尺寸小、價(jià)格低的電源變壓器也會(huì)得到較好的市場(chǎng)，高壓電源變壓器的市場(chǎng)極為廣闊，在實(shí)際的配電變壓器制造使用的過(guò)程中，將會(huì)隨著鐵心變壓器的發(fā)展，研制出成套的自動(dòng)化程度較高的卷鐵心生產(chǎn)設(shè)備。

4 一種全新的調(diào)容節(jié)能的理論依據(jù)

4.1 傳統(tǒng)調(diào)容節(jié)能的缺點(diǎn)

對(duì)于傳統(tǒng)的調(diào)容節(jié)能而言，主要是使用傳統(tǒng)的調(diào)容調(diào)壓開(kāi)關(guān)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的。傳統(tǒng)的調(diào)容調(diào)壓開(kāi)關(guān)是一種由點(diǎn)擊旋轉(zhuǎn)，并且通過(guò)傳動(dòng)及緩慢地將傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)。在此過(guò)程中，動(dòng)作時(shí)間一般需要十幾秒，同時(shí)傳統(tǒng)的調(diào)容調(diào)壓開(kāi)關(guān)的體積極大，價(jià)格高昂，使用過(guò)程中也顯得極為復(fù)雜。在一般使用傳統(tǒng)調(diào)容調(diào)壓開(kāi)關(guān)的場(chǎng)合，主要是使用在35kV主變以及110kV主變，在目前農(nóng)村配電網(wǎng)中常用的10kV配電臺(tái)區(qū)中難以得到較好的使用。為了更好的實(shí)現(xiàn)農(nóng)村配電網(wǎng)中的調(diào)容節(jié)能，我們?cè)O(shè)想，能否有一種通過(guò)永磁真空開(kāi)關(guān)以及專用的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)進(jìn)行組合，從而實(shí)現(xiàn)一種快速調(diào)壓的目的。通過(guò)這種方式進(jìn)行工作，具有體積小。轉(zhuǎn)換速度快（一般一次轉(zhuǎn)換只需要100ms），同時(shí)在實(shí)際的轉(zhuǎn)換過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)弧光等特點(diǎn)，在農(nóng)村配電網(wǎng)的配電臺(tái)區(qū)中能夠較好地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)壓。

4.2 一種全新的調(diào)容節(jié)能理論依據(jù)

目前，針對(duì)我國(guó)農(nóng)村配電網(wǎng)的實(shí)際情況，我們發(fā)現(xiàn)可以使用調(diào)容節(jié)能的方法來(lái)對(duì)目前線路末端低電壓的情況進(jìn)行較好的治理。由于通常在對(duì)變壓器的損耗進(jìn)行評(píng)價(jià)的過(guò)程中，往往需要將鐵芯損耗以及線圈損耗進(jìn)行相應(yīng)的考慮，在這其中，鐵損耗為變壓器的空載損耗，鐵芯損耗的變化和變壓器鐵芯的材料以及鐵芯的尺寸有著較大的關(guān)系，同時(shí)也和繞組的繞制形式以及匝數(shù)有著較大關(guān)系，相比負(fù)荷的大小，鐵芯的損耗和變壓器的負(fù)荷并沒(méi)有太大的關(guān)系，因此可以通過(guò)增加鐵芯的截面積，或是使用減少每一匝的電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)降低鐵芯的磁通密度的目的，進(jìn)一步的降低鐵芯的損耗，同時(shí)也能夠減少繞組導(dǎo)線的截面積，大大的縮短磁通路徑，同時(shí)也能夠?qū)⒆儔浩鞯目蛰d損耗降低。對(duì)于農(nóng)村配電網(wǎng)而言，往往具有配電變壓器的運(yùn)行數(shù)量較多，并且線路范圍大、線路雜錯(cuò)、點(diǎn)多面廣。正是基于農(nóng)村配電網(wǎng)中變壓器的這一特點(diǎn)，為了進(jìn)一步的得到節(jié)能效果，并且提升農(nóng)村配電網(wǎng)中變壓器的運(yùn)行效率，提升變壓器的極小運(yùn)行效率就能夠節(jié)約較多的電能。通過(guò)目前的研究，使用新型高效的變壓器，并通過(guò)目前的實(shí)用新技術(shù)實(shí)現(xiàn)后，至少能夠節(jié)約15%的電能，對(duì)于農(nóng)村配電網(wǎng)中的某一個(gè)具體的區(qū)域或片區(qū)，在實(shí)施了自動(dòng)調(diào)容的配電改造后，就能夠得到極佳的節(jié)能效果以及相關(guān)的經(jīng)濟(jì)效益。

5 新型調(diào)容調(diào)壓變壓器實(shí)現(xiàn)的技術(shù)要點(diǎn)

5.1 自動(dòng)調(diào)壓開(kāi)關(guān)及自動(dòng)調(diào)容開(kāi)關(guān)的實(shí)現(xiàn)

對(duì)于自動(dòng)調(diào)壓開(kāi)關(guān)，往往是在穩(wěn)定的220V交流電的情況下進(jìn)行使用的。在此時(shí)可以講電橋兩端連接硅二極管整流器。而對(duì)于380V的三相交流電的使用情況下，可以使用6個(gè)硅二極管，從而組成一種三相全波整流。如果需要使用在穩(wěn)定的交流整流后的直流電壓或是在穩(wěn)定的電池浮動(dòng)充電的電池電壓時(shí)，可以將被穩(wěn)電壓直接加在電橋兩端。在實(shí)際的使用過(guò)程中，為了更好的使用在穩(wěn)定的交流電壓中，可以在整流后進(jìn)行相應(yīng)的濾波。對(duì)于調(diào)壓機(jī)構(gòu)而言，在繼電器開(kāi)始動(dòng)作后，可以與電橋兩點(diǎn)相接處，在此時(shí)電機(jī)開(kāi)始反時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)自耦調(diào)壓器可以向降壓的方向進(jìn)行調(diào)整。在此時(shí)繼電器會(huì)有所動(dòng)作，并且會(huì)往電樞方向進(jìn)行相反方向的運(yùn)動(dòng)。在此時(shí)，電機(jī)會(huì)產(chǎn)生順時(shí)針的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而能夠幫助自耦變壓器向升壓方向進(jìn)行調(diào)整，并且通過(guò)這樣的一種方式實(shí)現(xiàn)一種自動(dòng)調(diào)壓的目的。對(duì)于自動(dòng)調(diào)容開(kāi)關(guān)，我們發(fā)現(xiàn)目前所使用的傳統(tǒng)調(diào)容開(kāi)關(guān)是一種機(jī)械式的調(diào)容開(kāi)關(guān)，這種調(diào)容開(kāi)關(guān)主要是一種立式圓筒的結(jié)構(gòu)，而為了保證在實(shí)際的使用過(guò)程中不會(huì)發(fā)生卡死的情況，接觸電阻往往比較小，同時(shí)在此過(guò)程中，開(kāi)關(guān)的動(dòng)靜接觸頭會(huì)緊密的貼合在絕緣筒上，同時(shí)整個(gè)開(kāi)關(guān)可以使用高燃點(diǎn)的β油進(jìn)行絕緣，在實(shí)際的熄滅切換過(guò)程中產(chǎn)生電弧，但是需要注意的是，如果使用機(jī)械結(jié)構(gòu)的有載調(diào)容開(kāi)關(guān)，在實(shí)際的使用過(guò)程往往會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、并且在切換的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生電弧，同時(shí)也很有可能出現(xiàn)卡死的現(xiàn)象，在實(shí)際的使用過(guò)程中，如果需要對(duì)速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)速度較慢。因此目前在制造有載調(diào)容開(kāi)關(guān)的過(guò)程中，往往是使用微處理器直接對(duì)電力電子開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制，并且能夠較好的實(shí)現(xiàn)無(wú)電弧化的容量切換。

5.2 高低壓負(fù)控開(kāi)關(guān)的相關(guān)技術(shù)

對(duì)于10kV架空線路T接的用戶而言，如果用戶內(nèi)部發(fā)生了故障，隨按發(fā)生在用戶的進(jìn)線開(kāi)關(guān)內(nèi)側(cè)，但由于保護(hù)動(dòng)作的時(shí)限以及變電站的開(kāi)關(guān)保護(hù)配合出現(xiàn)了不當(dāng)?shù)那闆r，也會(huì)造成變電站的出線開(kāi)關(guān)保護(hù)掉閘的情況。如果出現(xiàn)了這樣的情況，同時(shí)故障性質(zhì)為一種永久的故障，變電站姿勢(shì)及的重合過(guò)程中往往會(huì)出現(xiàn)重合不成功的情況。在此過(guò)程中，往往會(huì)出現(xiàn)一個(gè)中壓用戶界內(nèi)事故導(dǎo)致整條配電線路產(chǎn)生停電的情況。在這樣的請(qǐng)款下，使用新型調(diào)容調(diào)壓變壓器就顯得尤為重要。但是在實(shí)際的新型調(diào)容調(diào)壓變壓器的制造過(guò)程中，高低壓負(fù)控開(kāi)關(guān)是一種極為重要的裝置。在新型調(diào)容調(diào)壓變壓器的制造過(guò)程中，我們選用一種新型的高低壓負(fù)控開(kāi)關(guān)。在高壓開(kāi)關(guān)方面，在隔離開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，能夠保證擁有較為明顯的間隙，同時(shí)在間隙之間的絕緣以及相間的絕緣都能夠足夠的可靠，保證日后的隔開(kāi)高壓電源功能的正常使用。同時(shí)高壓負(fù)控開(kāi)關(guān)需要保證擁有較好的滅弧裝置，因此可以待用負(fù)荷操作，通過(guò)接通以及切斷負(fù)荷電流，但不能夠斷開(kāi)短路電流，因此在實(shí)際的使用過(guò)程中必須和熔斷器一同使用。在低壓開(kāi)關(guān)方面，主要是一種閘刀開(kāi)關(guān)，通過(guò)這種開(kāi)關(guān)能夠?qū)崿F(xiàn)接通或斷開(kāi)，并且往往是手動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。在本次研究中，低壓斷路器的組成為觸點(diǎn)、滅弧器、脫扣器以及操作機(jī)構(gòu)。通過(guò)高壓負(fù)控開(kāi)關(guān)以及低壓負(fù)控開(kāi)關(guān)的組合，能夠較好的實(shí)現(xiàn)高低壓負(fù)控開(kāi)關(guān)的目標(biāo)。自動(dòng)調(diào)壓調(diào)容變壓器的組成上，主要是由變壓器本體、智能控制單元組成的。在變壓器的本體中，主要是含有調(diào)壓開(kāi)關(guān)、調(diào)容開(kāi)關(guān)、遠(yuǎn)程可控開(kāi)關(guān)。在實(shí)際的使用過(guò)程中，通過(guò)自動(dòng)調(diào)容調(diào)壓變壓器中的永磁真空開(kāi)關(guān)就能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)線遠(yuǎn)程停送電，大大減少了在實(shí)際的使用過(guò)程中的時(shí)間浪費(fèi)。而在自動(dòng)調(diào)壓調(diào)容變壓器的使用過(guò)程中，也擁有自動(dòng)調(diào)壓的功能，如果出現(xiàn)了線路或用戶在實(shí)際的電力使用過(guò)程中由于不穩(wěn)定等原因引起的電壓弄懂，變壓器可以自動(dòng)的進(jìn)行調(diào)節(jié)，提升供電質(zhì)量，并且提高設(shè)備的出力，大大延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。而對(duì)于自動(dòng)調(diào)容功能而言，能夠根據(jù)負(fù)荷的大小自動(dòng)將容量進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，從而能夠幫助變壓器在負(fù)荷的低谷期自動(dòng)的運(yùn)行在低容量的檔位，在輕負(fù)載是，空載損耗能夠得到大大降低。在自動(dòng)調(diào)壓調(diào)容變壓器的原理上，如圖1所示。

圖1

圖2

5.4 三相負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)的相關(guān)技術(shù)

在三相負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)方面，是通過(guò)安裝在支路上的電子式剩余電流斷路器而實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)電子式剩余電流斷路器，能夠獲取到各個(gè)支路上的相線電流以及支路電流。在實(shí)際的使用過(guò)程中，熔斷器的進(jìn)線端可以分別連接在三相斷路器的三相上，通過(guò)三個(gè)RC1A型的瓷插式熔斷器的出線端進(jìn)行相互的連接，并且通過(guò)中性線一起，接入到單相表箱中的進(jìn)線端。三只RC1A型的瓷插式熔斷器的插頭只需要連接一只，在實(shí)際的換相過(guò)程中，不需要將整個(gè)配電區(qū)的線路進(jìn)行停電，只需要將三相空氣斷路器進(jìn)行斷開(kāi)，并且將連接好的一只熔斷器插頭插入到相應(yīng)線路的插座上后，恢復(fù)空氣斷路器到閉合送電的狀態(tài)。通過(guò)三相負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)電壓質(zhì)量改善的效果，尤其是在農(nóng)村配電網(wǎng)中，如果出現(xiàn)了線路末端低電壓的情況，可以通過(guò)三相負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)改善電壓的質(zhì)量。

6 新型調(diào)容調(diào)壓配電變壓器的實(shí)現(xiàn)以及對(duì)線路末端低電壓的意義

6.1 如何實(shí)現(xiàn)新型調(diào)容調(diào)壓變壓器

新型的調(diào)容調(diào)壓變壓器主要是通過(guò)S11型以及以上提到的配電變壓器、調(diào)容開(kāi)關(guān)、調(diào)容控制器以及相關(guān)的附件進(jìn)行組成的。通過(guò)配電變壓器外置的GPRS模塊，可以使用GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)的傳輸臺(tái)區(qū)配變的相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)，同時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)就地?cái)?shù)據(jù)下載、數(shù)據(jù)查看以及參數(shù)整定。同時(shí)可以通過(guò)防火墻的形式到達(dá)企業(yè)內(nèi)部的管理服務(wù)器，在監(jiān)控中心可以直接對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)容進(jìn)行數(shù)據(jù)查看以及遠(yuǎn)程監(jiān)控，而在子站中，可以通過(guò)web的方式來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行瀏覽以及查詢。整個(gè)工作流程如圖2所示。

對(duì)于S11新型調(diào)容調(diào)壓變壓器而言，是一種擁有兩個(gè)容量，并且可以根據(jù)符合的實(shí)際大小來(lái)對(duì)配電變壓器的負(fù)荷大小進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。對(duì)于變壓器而言，通過(guò)變壓器的三相高壓繞組能夠在較大容量時(shí)接成三角形，而在較小容量的情況分析下接成星形。每一相中的低壓繞組是由三個(gè)部分組成的，第一個(gè)部分為少數(shù)線匝的部分，作為I段，而另外的部分是由多數(shù)線匝線段，并且通過(guò)兩組導(dǎo)線并繞組成的，作為II段以及III段。在較大容量時(shí)，可以通過(guò)II段、III段并聯(lián)，并且與I段串聯(lián)，在較小容量時(shí)I段、II段以及III段能夠全部進(jìn)行串聯(lián)。在由大容量調(diào)整到小容量的過(guò)程中，需要注意低壓繞組的匝數(shù)會(huì)相應(yīng)的增加，同時(shí)在此過(guò)程中，高壓繞組會(huì)變成星形解乏，相電壓會(huì)降低，同時(shí)在此過(guò)程中匝數(shù)也會(huì)得到相應(yīng)的增加，增加的匝數(shù)和電壓降低的倍數(shù)是相同的，通過(guò)這種方法能夠?qū)崿F(xiàn)輸出電壓不變的效果。對(duì)于高壓繞組而言，連接方式是可以進(jìn)行改變的，低壓繞組的串聯(lián)以及并聯(lián)的方式以及各分接部分的調(diào)整是通過(guò)挺值得無(wú)勵(lì)磁調(diào)容開(kāi)關(guān)進(jìn)行完成的。同時(shí)需要將大容量調(diào)整為小容量的過(guò)程中，由于低壓咋樹(shù)洞餓增加，鐵芯的磁通密度會(huì)得到大幅度的降低，在此過(guò)程中就能夠?qū)崿F(xiàn)硅鋼片的單位損耗大大減小，而通過(guò)這樣的方式，空載損耗以及空載電流能夠得到相應(yīng)地降低，從而實(shí)現(xiàn)減損節(jié)能的相關(guān)目的。新型調(diào)容調(diào)壓變壓器的原理圖如圖3所示。

圖3

6.2 新型調(diào)容調(diào)壓變壓器的意義

在本次研究中，我們討論了一種新型調(diào)容調(diào)壓變壓器的實(shí)現(xiàn)原裝方法。通過(guò)低壓電流互感檢測(cè)的電流信號(hào)以及低壓信號(hào)輸入至綜合監(jiān)測(cè)控制器的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊就能夠?qū)⒛M的電壓信號(hào)輸入到CPU中，通過(guò)CPU計(jì)算出實(shí)際的容量值，并且綜合實(shí)際的電壓來(lái)作為判斷依據(jù)，并且根據(jù)預(yù)設(shè)的條件來(lái)觸發(fā)執(zhí)行模塊的相應(yīng)輸出回路，從而能夠起到控制調(diào)容開(kāi)關(guān)、調(diào)壓開(kāi)關(guān)、低壓永磁負(fù)荷開(kāi)關(guān)的開(kāi)閉效果。如果需要調(diào)容，自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)的開(kāi)閉能夠完成變壓器內(nèi)部的相關(guān)轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)變壓器容量調(diào)節(jié)的目標(biāo)。如果需要調(diào)壓，通過(guò)控制開(kāi)關(guān)的開(kāi)閉能夠改變接入變壓器一側(cè)的匝數(shù)，而匝數(shù)的變化能夠幫助輸出電壓發(fā)生變化，從而能夠達(dá)到調(diào)節(jié)穩(wěn)定輸出電壓的目標(biāo)。同時(shí)在不改變變壓器本體尺寸的前提下，在內(nèi)部集成永磁機(jī)構(gòu)的遠(yuǎn)程控制開(kāi)關(guān)、調(diào)壓開(kāi)關(guān)、調(diào)容開(kāi)關(guān)，并且做到動(dòng)作可靠以及布局合理，開(kāi)發(fā)小型化精細(xì)分級(jí)，并且有功不平衡調(diào)節(jié)的補(bǔ)償裝置裝設(shè)于變壓器的油箱側(cè)壁并做好成本控制是新型調(diào)容調(diào)壓變壓器需要改進(jìn)的目標(biāo)。通過(guò)安裝新型的調(diào)容調(diào)壓變壓器，能夠極大的提升負(fù)載率以及功率因素，因此能夠降低空載損耗，同時(shí)也能夠較好的解決長(zhǎng)期以來(lái)農(nóng)村地區(qū)由于變壓器的負(fù)載運(yùn)行不平衡而造成的“小馬拉大車”的相關(guān)問(wèn)題，同時(shí)也能夠代替農(nóng)村配電網(wǎng)原有的子母變的運(yùn)行模塊，因此能夠極大的提升供電的自動(dòng)化水平以及工作效率，因此能夠節(jié)約運(yùn)營(yíng)的相關(guān)成本，這對(duì)于提升供電系統(tǒng)的可靠性以及穩(wěn)定性有著極為重要的意義，同時(shí)也能夠滿足農(nóng)村配電網(wǎng)智能化的相關(guān)需求。而隨著調(diào)容技術(shù)的不斷發(fā)展與穩(wěn)定，目前新興的調(diào)容調(diào)壓配電變壓器在季節(jié)性負(fù)荷較大的農(nóng)村配電網(wǎng)以及晝夜用電負(fù)荷變化較為明顯的配電臺(tái)區(qū)也會(huì)有著十分廣闊的應(yīng)用前景。

7 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于我國(guó)的農(nóng)村配電網(wǎng)而言，線路末端的低電壓治理一直是需要著重解決的問(wèn)題，同時(shí)也是目前農(nóng)村配電網(wǎng)亟待解決的重點(diǎn)難點(diǎn)。本文通過(guò)討論了一種新型的調(diào)容調(diào)壓變壓器的實(shí)現(xiàn)方法，能夠?qū)δ壳暗霓r(nóng)村配電網(wǎng)中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行解決，對(duì)改變農(nóng)村配電網(wǎng)現(xiàn)狀意思提升我國(guó)電力用戶的用電質(zhì)量有著極為重要的意義，同時(shí)新型調(diào)容調(diào)壓變壓器也因?yàn)槠涮攸c(diǎn)，在我國(guó)的電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中擁有著廣闊的應(yīng)用前景。

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