調容變壓器在貴州電網的應用前景分析

王恩偉

【摘要】電力系統的節能降損是建設節約型社會的重要組成部分，尤其是配電系統量大面廣，其節能降損問題既關系千家萬戶的優質用電，又是直接影響供電企業經濟效益的重要因素之一。在農村電網中，農閑時配電變壓器白天接近處于空載運行狀態，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。調容變壓器可具有大小兩個容量，根據實際負荷大小調節運行容量，適用于季節性負荷變化幅度比較大的農村電網，以及一些晝夜負荷變化顯著的城市商業區、開發區、工業區等配電臺區，負荷較輕或接近空載時由大容量調為小容量運行可大幅度降低空載損耗。

【關鍵詞】調容變壓器;大馬拉小車

引言

在農網中普遍存在一個村莊使用一臺配電變壓器的現象，每到農副產品加工季節，農戶會集中用電，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、農業生產用電、農副產品加工為主，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象嚴重，而在用電淡季時出現了“大馬拉小車”現象，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，出現設備燒毀的現象，很不安全。為改善上述用電不合理現象，提升10kV配電變壓器供電能力，本文考慮引入調容變壓器和子母變壓器新型供電模式，以解決因負荷季節性變化導致的問題。

圖1 調容變壓器實景圖

1.調容變壓器的工作原理

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

高壓繞組：采用了兩種聯結組別，大容量時為Dyn11，而小容量時為Yyn0。如果將變壓器由大容量調為小容量，高壓繞組聯結方式由D結改變為Y結，高壓繞組在大小容量時匝數保持不變，僅改變其聯結方式。

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

2.調容變壓器的結構特點

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

（2）繞組采用圓筒式結構，沖擊電壓分布均勻，油道散熱效率高。采用卷鐵心結構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措施。

（3）適當調整器身主絕緣距離。沿線圈圓周的周向支撐，均用層壓紙板或層壓木做成的絕緣塊，保證受熱時不收縮。

（4）調容開關為臥式籠形結構，外部手柄、限位在裝配時經調整定位，其轉動機構為一對精加工的齒輪，確保動作可靠。在操作機構頂部有防水罩，保證操作機構安全，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。調容變壓器的油箱可選用傳統的管狀散熱器油箱，也可用波紋油箱。

3.調容變壓器的優勢比較

（1）調容變壓器小容量性能指標優于普通同容量產品性能，空載損耗低、空載電流小，在配電網低負載率下使用，節能效果好，較適合在農網中使用，詳細參數對比見表1。

表1 調容變壓器與普通變壓器技術參數對比

額定容量（kVA） 技術指標 S11調容變壓器（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，運行穩定，操作簡單。調容變壓器大小2個容量可根據負荷情況進行調整，檔位分為6檔，運行單位可根據負荷及電網電壓狀況方便地進行調節。

4.建議

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

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