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一种调容调压变压器的设计方案

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摘要：本方案设计的有载自动调容调压配电变压器，主要用于额定电压10kV，容量800kVA及以下的配电台区，实现自动调容、自动调压、配电监测及无线“四遥”功能，以供参考。

关键词：自动；有载；调容

1前言

用户或线路负荷不稳定引起电压波动时，变压器可以自动调节电压高低，提升供电质量，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。根据负荷大小自动调节容量，使变压器在负荷低谷期自动运行在小容量档，空载损耗大大降低，有功空载损耗约为大容量时的1/3，无功空载损耗是大容量档的1/10，节能效果显著。WIFI、GSM、GPRS多种通讯方式，具有实时监测、遥控变压器运行状态、查看和修改定值等功能，实现了配电网台区的自动化控制。

2调容调压原理

2.1结构组成

有载自动调容调压配电变压器通过有载调容调压组合开关切换

绕组连接方式实现容量调节和电压调节。

图1有载调容调压配电变压器绕组连接示意图

2.2调压原理

变压器通过调压开关接入不同匝数的高压绕组，调节匝数比实现调节变压器低压侧输出电压。以A相为例，各电压分接档位切换过程示例如下：

高档：K1-1接通、K2-1接通；N1段进入带电回路；Ua=UA*N0/N1；中档：K1-2接通、K2-1接通；N1段、N2段串联进入带电回路；Ua=UA*N0/（N1+N2）；低档：K2-2接通；N1段、N2段、N3段串联进入带电回路；Ua=UA*N0/（N1+N2+N3）。

图2调压原理图

2.2调压原理

变压器由大容量转换为小容量时，高压绕组连接方式由三角形接线改为星形接线；低压绕组中并联的两段绕组转为串联。高压绕组相电压降低和低压绕组线匝增加的倍数相同，从而保持输出电压稳定不变。小容量状态下低压绕组匝数增加至1.73倍，铁芯磁通密度同比降低，单位损耗变小，空载损耗和空载电流也大幅下降，从而显著降低变压器的空载无功损耗和有功损耗，达到节能降耗的目的。

图3调容开关切换绕组连接原理

2.2技术先进性

传统调容调压开关是基于变电站主变使用的有载分接开关改进的，采用电机驱动桶式结构，体积大，切换速度慢，可靠性差，维护工作量大。传统调容调压开关绕组接线折弯多，布线凌乱，增加损耗，大容量调容变生产困难，质量难保证。

针对以上问题，我公司研发的永磁机构真空灭弧调容调压开关，具有如下优点。

2.2.1双稳态永磁机构

简洁直动式机构，运行不耗电，更节能、更可靠，具有结构简单、动作可靠、使用寿命长的特点。

2.2.2真空灭弧双断口结构触头

多个主弧触头、串联双断口，配合真空灭弧室，切换过程无弧光，不影响油质，运行不需滤油。

2.2.3免维护长寿命

电气寿命30万次，机械寿命30万次，与变压器同寿命，寿命期

内免维护。

2.2.4杂散损耗小

引线结构优化，高低压绕组间接线平顺直连，利于生产加工，引线杂散损耗小，变压器性能更高。

2.2.5小型化设计

小型化扁平结构安装于变压器器身顶部，减小变压器油箱尺寸，较电机旋转拖动机构的开关可节省器身材料成本15%左右。

3结语

以春节为代表的的节假日激增负荷，以及排灌期负荷、煤改电取暖负荷、夏季制冷负荷等季节性突增负荷影响变压器运行安全，变压器调容技术能有效解决变压器容量配置较大空载损耗高而容量配置小运行不安全的矛盾问题。电压过高或过低不仅影响设备运行安全，同时大幅增加运行损耗，线路压降致配电变压器距离变电站远近不同而输出电压不同，且配电变压器随时段性和季节性负荷波动压降大幅变化，400V侧电压差可达30V～50V，电压越限经常出现，变电站主变调压首尾不能兼顾，配变有载自动调压技术是提高电压合格率的理想解决手段。

考虑到配变负荷峰谷变化和自然增长率，配变容量选择需大于未来一定年限内的最大峰值负荷以满足安全运行的需要，致大部分配变平均负载率较低，空轻载时段占比大于80%，配变自动调容技术能大幅降低空、轻载时段的空载损耗，节能效果显著。

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。

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-全文完-