有载调容配电变压器的应用研究

摘要：随着我国经济的快速增长，有载调容配电变压器的应用越来越完善。针对有载调容配电变压器可以根据负荷变化调整自身容量，实现配电网节能经济运行的特点，介绍有载调容配电变压器的基本结构和原理，详细分析了调容前后接线方式、电气量、绕组参数、自身损耗的变化情况，并从运行成本角度对有载调容配电变压器与普通配电变压器的差异进行了对比分析，验证了有载调容配电变压器的运行经济性。

关键词：有载调容；配电变压器；应用 引言 S11-M·ZT型有载调容变压器是一种新技术节能型配电变压器，具有大小两种额定容量，并可根据负荷大小，利用特制的有载调容分接开关来变换绕组的连接方式，调整运行容量的大小。运行方式可以自动转换，它解决了10kV配电网季节性负荷变化幅度比较大而造成变压器损耗大的问题，克服了无载调容变压器断电手动调节容量而导致的运行维护难题。采用S11-M·ZT型有载调容变压器相比两台S11型子母变压器，首先降低了设备购置和安装成本；而且占地空间缩小，建设周期缩短，运行维护工作量明显减少。同时S11-M·ZT型有载调容变压器与S11型普通变压器相比，小容量运行时变压器空载损耗下降50%以上。除了适用于季节性负荷变化幅度比较大的农村电网外，还适用于一些昼夜负荷变化显著的城市商业区、开发区、工业区等。

1有载调容变的基本结构及原理

有载调容变由变压器主体、有载调容开关、控制系统、采集单元组合而成，根据我国配网实际情况专用配变一般在高压侧装设测量和计量装置，而公用配变一般在低压侧装设测量和计量装置，针对配电变压器现场装设情况，为不增加建设成本，可充分利用已有测量和计量装置进行模拟信号实时采集，故常见的有载调容变的结构有2种，如图1所示。有载调容变的工作原理是通过采集单元实时负荷信息，利用控制系统实现监测和判断，在不断电的状态下，控制有载调容开关，改变分接绕组的抽头位置，实现容量的自身调整，从而降低变压器的损耗。

图1 有载调容变结构示意 2临界经济容量选择

变压器的经济运行是指在保证变压器安全运行和供电质量的基础上，通过择优选取变压器运行方式，调整负荷以及优化变压器运行位置，使变压器的电能损耗降低。变压器经济运行，可以大大提高使用寿命。为了使有载调容变压器始终在最经济的模式下运行，我们就需要考虑其临界经济容量。对有载调容变压器运行档位的选择，不仅要考虑变压器容量的利用率，更要考虑变压器的运行效率，依据高、低档位的临界经济容量来选取调容变压器运行档位，以降低变压器的电能损耗。在实际工程应用中，仅凭经验把有载调容变压器的临界经济容量定在低容量状态额定电流的80%所对应的容量。为了克服有载调容变压器运行过程中运行人员盲目选取临界经济容量的问题，本文给出一种计算有载调容变压器临界经济容量的方法，当有载调容变压器大容量时的功率损耗ΔPH与小容量时的功率损耗ΔPL相等时，即可计算出有载调容变压器的临界经济容量SC，其公式如下：

式中，POH、POL分别为变压器大、小容量时的空载损耗，单位kW；PKH、

PKL分别为变压器大、小容量时的负载损耗，单位kW；SNH、SNL分别为变压器大、小额定容量，单位kVA。计算可得，SZ13-M-2T-200（63）/10有载调容变压器临界经济容量SC=32.70kVA。SS为实际需用变压器容量，当SS器在小容量状态下的功率损耗低于大容量状态下的功率损耗；当SS>SC时，调容变压器在小容量状态下的功率损耗高于大容量状态下的功率损耗。在确定了临界经济容量参数后，我们需要调容控制策略以发挥其作用。调容控制策略好比有载调容变压器的大脑，决定了在什么情况下调容才经济又安全，因此一种可靠的调容控制策略成为影响有载调容变压器运行经济性的决定性因素。 3有载调容配电变压器应用

3.1有载调容配电变压器的适用范围

（1）特别适用于季节性负荷变化幅度大的农村电网，用电季节性强、负荷波动大、用电集中、年平均负载率低的场所。湖南省农村用电主要集中在夏、冬季，其余季节主要是照明用电。（2）劳务型输出区域，该区域外出务工人员较多，平时用电负荷极少，变压器轻载运行，变压器铁损比例较大，节假日或农忙季节人员返乡，用电负荷猛增，由于配变容量不够会出现跳闸或线路发热烧坏现象。（3）昼夜负荷变化显著的居民小区、城市商业区、路灯变压器。 3.2有载调容配电变压器的容量选配

如果配变台区出现过负荷跳闸现象，可根据现场容量确定高、低压容量，选配合适的有载调容配电变压器。由于在不同容量时的短路阻抗基本上是接近于标准值的，在选择容量组合时，小容量应选为大容量的1/3左右，适合于小容量用在负载率低的状况下的使用特点。对于负荷变化不明确的台区，应安装配电检测仪进行实际监控，了解负荷状况。选择变压器容量时，既要考虑每天的负荷状况，又要考虑迎峰度夏、度冬的高峰情况，防止容量选小而出现变压器过载现象。 3.3应用案例

（1）农村乡镇台区供电。项目地点：农村配电台区；变压器容量：100kVA；负荷类型：农村供电；有载调容配电变压器容量：100（30）kVA。电流变化时间段：00：00-09：00负荷低谷，变压器轻载运行；09：00-12：00负荷高峰，变压器重载运行；12：00-16：30负荷降低阶段，变压器轻载运行；16：30-22：00负荷高峰阶段，变压器重载运行；22：00-00：00负荷降低，变压器轻载运行。变压器轻、重负荷运行时间：变压器低负荷运行时间16h；变压器重负荷运行时间8h。可以得出，农村电网负荷峰谷差非常明显，但变化次数很少，调容开关每天动作次数在5次以内。（2）城市事业单位供电。项目地点：供销社配电台区；变压器容量：200kVA；负荷类型：城市供电；有载调容配电变压器容量：200（80）kVA。电流变化时间段：00：00-06：00负荷低谷，变压器轻载运行；06：00-12：00负荷高峰，变压器重载运行；12：00-17：00负荷降低阶段，变压器轻载运行；17：00-21：00负荷高峰阶段，变压器重载运行；21：00-00：00负荷降低，变压器轻载运行。变压器轻重负荷运行时间：变压器低负荷运行时间14h；变压器重负荷运行时间10h。可以得出，电网负荷变化比较明显，变化次数很少，调容开关每天动作次数在5次以内。 结语

通过2个配电台区运行数据计算，有载调容变压器较普通变压器有突出的节能优势，并有效地解决了现有配电台区由于季节性负荷变化或昼夜负荷变化所产生的实际问题。采用通信方式将有载调容变压器实时数据及历史事件记录发送到监控中心，为配电综合管理系统和配电网经济运行系统提供数据支撑，极大提高

了配电管理水平。针对有载调容变压器技术特点，该技术适合应用于季节性负荷变化或昼夜负荷变化较为显著的配电台区。通过对运行数据的采集与事件记录分析，为有载调容技术的推广应用积累了宝贵经验。 参考文献：

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