配電變壓器三相負荷自動調平技術方案探究

張 博（國網黑龍江省電力有限公司綏化供電公司，152000）

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配電變壓器三相負荷自動調平技術方案探究

張 博
（國網黑龍江省電力有限公司綏化供電公司，152000）

摘要：本文闡述配電變壓器負荷三相不平衡帶來的問題和隱患，并對常規的解決方法進行技術比較，在現有自動控制的基礎上進行適當改良以達到有載調整三相負荷平衡的目的，有效的解決三相負荷不平衡給供電企業帶來的困擾。

關鍵詞：配電變壓器；三相不平衡；負荷平衡

1　概述

通過估算統計，我國在運的變壓器的總容量約為3.5×105kVA，由于總臺數多，容量又大，所以控制變壓器損耗對于節能降損來說非常可觀。初步統計，僅在配電變壓器的電能損耗每年就約為30～50太千瓦時，約占總發電量的2%左右。在運的配電變壓器的材質老化、參數退減、損耗高、缺陷多，運行可靠性差等等嚴重影響節能降損并威脅配電網的安全運行。這當中變壓器低壓側的負載不平衡造成的損耗及危害也極為突出。

2　負荷三相不平衡對配網系統的危害

1）配變利用率降低，不利于經濟運行。配電變壓器的額定容量是按每相繞組設計的，當配電變壓器在三相負荷不平衡狀態下運行時，就會出現按照負荷大的那項為功率上限，這樣負荷高一相往往就發生故障，如接點過熱、缺相、絕緣密封劣化等情況。最重要是變壓器的有功出力降低，當大負荷的情況下，負荷大的一相達到滿載，但是其他相沒有滿載，此時的有功出力僅僅為70-80%。

2）增大系統末端損耗。當配電變壓器三相負荷不平衡時，中性線會有零序電流通過，并在鐵芯中產生零序磁通，增大變壓器內部損耗的同時也增加了線路損耗。

3）給電力設備安全運行帶來隱患。配變在負荷不平衡狀態下運行，低壓側會生產零序電流。對于Y，yn0接線的配變高壓側無中性線，不會有零序電流的產生，這時低壓側的零序電流所產生的零序磁通無法抵消。所以，零序磁通只能在變壓器內部鐵芯中通過，磁滯和渦流在鐵芯內發熱，這樣會大大提高設備的溫度，損壞變壓器絕緣，嚴重時可能會燒損變壓器。

4）易造成用電設備損壞或不能正常工作。當配變負荷不平衡運行時，中性點會出現位移，偏移嚴重時相電壓會升高到線電壓，若此時恰好線路接地保護不良，中性線電流所產生的電壓嚴重會危及人身安全，同時電流不平衡會造成設備不能正常工作或過電壓燒損電器設備。

5）負荷不平衡對系統電壓的影響。由于負載的不平衡，運行時變壓器繞組壓降也就不同造成低壓側出口電壓不同，造成三相所帶用戶端電壓出現偏差，確保其中一相下面用戶電壓在允許范圍內，但其他兩相后端的用戶電壓可能就會偏高或偏低，電壓質量不能得到有效保障。

3　常規的解決措施方法

3.1人工調整

供電企業通過強化基礎管理，強化日常監測和巡視、消缺工作。主要方法就是定期對每個臺區進行負荷測試，根據測試結果判斷是否進行調整。這樣的工作幾乎每個季度都要進行1-2次，季節性負荷高峰期測量調負荷的頻率會更多。這樣的形式人員工

作量增大，負荷調整及時性無法得到保障，而且會造成用戶的短時間停電，無論從人財物的哪個方面出發都沒有讓效率最大化。

3.2自動控制調整

目前配網大多數應用的自動控制裝置，基本原理就是在配變低壓側出口安裝一種負荷自動平衡調節器，它主要由電壓、電流傳感器（互感器原理）、邏輯判斷模塊及控制單元等組成，通過電壓、電流傳感器實時監測出口側的三相相電壓及相電流，監視負荷側運行工況，再根據提前在模塊中設置好的判定切換條件（過壓、低壓等），當滿足條件后通過控制單元，將負荷切換至其他相。這種方式的切換會有大約200ms-250ms的瞬間失電，切換的過程會影響用戶的正常用電，對于對可靠性要求較高的用戶極為不適用，甚至會因為瞬間的開合造成用電設備的損壞，切換為手動方式后，又不允許帶負荷操作，應用起來的效果并不是很好。

4　技術改良提高自動化水平及連續供電可靠性

4.1自動調壓換相終端

自動調壓換相終端通過電壓、電流傳感器將采集到的實時功率、電壓、電流等數據通過載波方式發送至數據匯總終端。裝置與傳統自動調平的主要區別在于加裝一套保持系統，依靠可帶負荷的中間繼電器及接觸器實現，即在切換指令下達后，裝置可以依靠保持系統帶負荷運行2～5ms的時長，這期間負荷開關就會在小于2ms的時間完成切換，用戶不會有瞬間停電的情況發生。

4.2數據匯總終端

數據匯總終端安裝在配變臺區，負責將變壓器所有分支的采集數據收集匯總，并通過通道傳送到系統主站。同時根據預先下達在系統內的定值切換條件進行判定，滿足動作條件的再將主站下達的切換命令分派到個分支開關，起到數據匯總和命令分發的作用。

5　總結

綜上所述，可以看出電力系統具備一套負荷自動調平系統對其有效的控制電能傳輸過程中的損耗及提高供電電壓水平是極為重要的，依靠上述方法可以最大化的提高配變的經濟利用率，同時在確保供電可靠性的前提下又提高電壓質量。

參考文獻

[1] 方恒福、盛萬興、王金麗、梁英、王金宇、王思源，配電臺區三相負荷不平衡實時在線治理方法研究，中國電機工程學報2015

[2] 呂忠民、郭占杰，三相負荷不平衡對線損的影響，科技創新導報，2015

Research on automatic leveling technology scheme of power distribution transformer

Zhang Bo
（State Grid Heilongjiang Electric Power Co.， Ltd. Suihua power supply company，152000）

Abstract：In this paper，as a result of distribution transformer three-phase load imbalance problems and hidden dangers，and compared the conventional solution to technology， on the basis of the existing automatic control are modified to achieve load adjustment of three-phase load balance， effectively solve the threephase unbalanced load to the power supply enterprise to bring the distress.

Keywords：distribution transformer;unbalanced three-phase;load balance