發電廠照明系統有載調壓方案研究

宋蘭蘭+薛炳磊+李紹生

摘 要：本文介紹了目前發電廠照明系統采用自動調壓的必要性，分別介紹了有載調壓變壓器調壓和照明穩壓器調壓兩種可行方案，通過分析比較，得出發電廠照明系統采用調壓穩壓器更經濟可靠的結論。

關鍵詞：照明；有載調壓；變壓器；分接開關；穩壓器

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.14.144

0 引言

照明是發電廠安全生產的重要組成部分，高效的照明系統對發電廠提高生產效率，改善工作環境，降低照明成本，提高經濟效益有著重大意義。目前發電廠照明大都采用高壓鈉燈、金鹵燈等高效長壽命光源，在實際使用中，運行維護費用很高。其原因是，發電廠照明普遍存在電壓過高的問題，尤其在用電低谷時，電壓會顯著上升，過高的電壓不僅產生了不必要的電費開支，還會使光源損壞加速，壽命大大縮短。如，高壓鈉燈的平均使用壽命一般在10000小時以上，而部分電廠照明由于長期電壓過高，其高壓鈉燈的平均使用壽命連6000小時都達不到，造成更換燈泡等維護費用居高不下。為此，有必要對照明電壓進行及時調整，目前對電壓進行帶負荷調整的方式有兩種：有載自動調壓變壓器和照明穩壓器。本文將對這兩種方式進行比較說明，選出適用于發電廠照明的方案。

1 有載調壓變壓器調壓

變壓器有載調壓技術廣泛用于發電廠的升壓變壓器中。其基本原理是從變壓器某一側的線圈中引出若干分接頭，通過有載分接開關，在不切斷負荷電流的情況下，由一分接頭切換到另一分接頭，以變換有效匝數，達到調節電壓的目的。

有載調壓變壓器調壓的主要設備是有載分接開關，有載分接開關是能在變壓器勵磁或負載狀態下進行操作，用于調換繞組分解連接位置的一種裝置[1]。調整時，有載分接開關先與需要的分接頭連接，然后斷開原來接通的分接頭，因為有電壓和運行電流的存在，所以跳開的有載分接開關與我們使用的其他電源開關一樣，要滅弧后斷開。有載分接開關是有載調壓變壓器中唯一的可動部件，也是關鍵部件之一。有載分接開關的制造質量和運行、檢修技術水平直接關系到有載調壓變壓器的運行安全。

我國目前有關新型變壓器有載調壓技術的研究不多，產品還不夠成熟，因此目前重要變壓器或者對調壓靈活性要求高的變壓器一般采用進口有載調壓開關，用在發電廠大型升壓變壓器時，因為變壓器本身價格較高，且運行方式變化不大，因此可以采用有載調壓變壓器來實現電壓調整，加裝有載調壓開關不會引起價格大幅增加，但用于低壓干式照明變壓器時，因為國產有載調壓開關很難適應照明電壓頻繁調整的需求，而一臺500kVA左右的干式變壓器進口有載調壓開關價格高達20萬左右，遠超出了干式變8萬元左右的價格，因此國內目前尚沒有變壓器廠家生產小容量有載調壓干式變壓器的。

2 照明穩壓器調壓

照明調壓穩壓器一般為帶補償的交流穩壓器，主要由調壓變壓器和補償變壓器組成，補償變壓器的低壓側線圈串聯在穩壓器的主回路中，調壓變壓器主要擔任提供補償電壓，補償電壓的大小和方向根據調壓變壓器的滑臂的移動都是可以改變的，這就可以在補償變壓器的低壓側得到大小和方向都可以改變的補償電壓，這個電壓會和輸入端提供的電壓進行矢量疊加，使輸出電壓穩定在所需要的設置點上。

之前發電廠照明大多選用以接觸器切換的電壓自動分級補償裝置，由于接觸器切換機械壽命短，響應速度極慢，切換時會產生瞬間跳動，使燈具產生閃變，且分級切換檔位間隔大，輸出電壓精度差，因此會大大縮短燈具的使用壽命，增加維護費用。而且長期帶載頻繁換擋，接觸器易勞損，容易產生電弧燒損觸頭，造成故障停機。但現在大力推廣的無觸點照明穩壓器就不存在上述問題。無觸點調壓是利用晶閘管作為電壓調節換檔開關，晶閘管模塊不是工作在移相調壓狀態，而是工作在開關狀態，因而不會產生任何諧波。

無觸點照明穩壓器主要由補償電路、調壓電路、控制電路、輸入采樣電路、輸出采樣電路、輸出控制電路、保護電路、旁路電路，以及浪涌防護器等單元組成。

工作過程為：當輸入電壓波動或負載變化時，通過各采樣電路獲取反饋電壓，經與基準電壓進行比較判斷，然后由控制電路輸出控制信號，控制調壓電路中相應的晶閘管導通，使補償電路產生極性和大小不同的補償電壓，達到穩定輸出電壓的目的。同時，控制電路還對保護電路和輸出控制電路進行控制，產生相應的動作。

3 結論

過高的電壓將會導致光源使用壽命降低和能耗過分增加，不利于節能；過低的電壓將會使照度降低，影響照明質量。因此對照明電壓

（下轉第104頁）

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進行調整對電廠的安全運行和節能減排是很有必要的。通過對比有載調壓變壓器和穩壓器兩種調壓方式的原理和使用現狀，我們可以看出，有載調壓模式在低壓干式變壓器領域的應用幾乎為零，主要原因是有載調壓開關技術受限和價格昂貴，相比之下，目前大力推廣的無觸點調壓穩壓器性能優越，使調壓過程的可靠性大大提高，故障率大大減少，經久耐用，長期免維護。同時無觸點調壓變壓器技術成熟，價格也較親民，性能和價格均具有絕對優勢，因此，發電廠照明采用照明穩壓器的調壓方式更利于照明系統的安全經濟運行。

參考文獻：

[1]姚志松，姚磊.有載分接開關實用手冊[M].北京：中國電力出版社，2002.