分析配網(wǎng)智能設(shè)備中電力電子智能變壓器

馬發(fā)生

摘要：近年來(lái)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度較快，各行業(yè)都已經(jīng)進(jìn)入到穩(wěn)步發(fā)育階段，對(duì)電能的需求量也明顯增加。傳統(tǒng)配網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行效率較低，與當(dāng)前時(shí)代發(fā)展情況不符，所以要做好配網(wǎng)智能設(shè)備建設(shè)工作。二次電力電子變壓器是配網(wǎng)智能設(shè)備中十分關(guān)鍵的一個(gè)組成部分，對(duì)維護(hù)電力電子正常運(yùn)行具有十分重要的意義。以當(dāng)前配網(wǎng)智能設(shè)備中電力電子智能變壓器的運(yùn)行情況為基礎(chǔ)，結(jié)合近年來(lái)的工作經(jīng)驗(yàn)，提出二次電力電子變壓器運(yùn)行中的細(xì)節(jié)，為后續(xù)工作的開(kāi)展提供參考。

關(guān)鍵詞：配網(wǎng)；智能設(shè)備；電力電子；智能變壓器

引言：

變電二次設(shè)備是電網(wǎng)的重要組成部分，保障二次設(shè)備的正常運(yùn)行，是電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。近年來(lái)交流輸電系統(tǒng)的發(fā)展速度較快，而且設(shè)備開(kāi)發(fā)效率也要明顯超過(guò)傳統(tǒng)高壓以及傳統(tǒng)的超高壓輸電系統(tǒng)。電力電子元件以及與其相關(guān)的各種材料成本明顯下降，相關(guān)工作人員為了滿(mǎn)足當(dāng)下社會(huì)發(fā)展的需求，開(kāi)始研發(fā)電力電子智能變壓器以及故障電流限制器等設(shè)備，以此來(lái)滿(mǎn)足當(dāng)下我國(guó)電力行業(yè)發(fā)展要求。二次輸變電智能配電網(wǎng)設(shè)備應(yīng)用越來(lái)越廣泛，而且可以為配電系統(tǒng)自動(dòng)化以及配電系統(tǒng)智能化提供必要條件，所以下文將對(duì)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行研究。

1.電力電子智能變壓器技術(shù)功能闡述

電力電子智能變壓器技術(shù)功能比較全面，可以提升二次變電設(shè)備的運(yùn)行效率以及運(yùn)行安全性。包含了一些舊式變壓器所不具備的功能，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)電壓之間的轉(zhuǎn)換，同時(shí)還可以從根本控制變壓器的尺寸，系統(tǒng)運(yùn)行具有無(wú)油的特點(diǎn)，全方位提升了電能質(zhì)量性能，還具備了一些傳統(tǒng)變壓器沒(méi)有的功能，可靠性良好。電力電子智能變壓器自身帶有一定的電力電子柔性特點(diǎn)，也具有一定的靈活性特點(diǎn)，真正的實(shí)現(xiàn)了多功能于一體，也保證了供電質(zhì)量與供電可靠性。

利用電力電子智能變壓器技術(shù)來(lái)為用戶(hù)提供綜合性服務(wù)，服務(wù)的內(nèi)容比較完善。首先是雙向的直流輸出，利用轉(zhuǎn)換器直流點(diǎn)幫助電池在最短的時(shí)間內(nèi)完成充電與放電，屬于一種強(qiáng)有力的儲(chǔ)能元件。系統(tǒng)還具有高頻率交流輸出的功能，使用高頻變壓器作為系統(tǒng)運(yùn)行的支撐性部分，并且高頻變壓器低壓側(cè)位置可以按照用戶(hù)自身的實(shí)際需求，將其當(dāng)成高頻的交流輸出。關(guān)注電壓下垂和短時(shí)間停電保護(hù)方面的工作，如果變壓器高壓位置電壓出現(xiàn)短時(shí)間性的降低，則智能變壓器可補(bǔ)償電壓也會(huì)明顯降低，整個(gè)過(guò)程雖然可以保持低壓位置電壓輸出恒定不變，但是依然會(huì)影響到系統(tǒng)后續(xù)運(yùn)行狀態(tài)。通過(guò)對(duì)電力電子智能變電器的使用情況進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)二次設(shè)備缺陷很大一部分是由于其插件損壞造成的，系統(tǒng)補(bǔ)償時(shí)間長(zhǎng)短和系統(tǒng)自身儲(chǔ)能情況息息相關(guān)。對(duì)電壓進(jìn)行暫態(tài)調(diào)節(jié)，如果電力系統(tǒng)出現(xiàn)暫態(tài)或者出現(xiàn)其余各種形式的負(fù)載波動(dòng)，電壓高壓側(cè)位置的輸入電壓會(huì)隨之發(fā)生波動(dòng)。做好電容器的暫態(tài)保護(hù)工作，因?yàn)槿绻肚幸驍?shù)校正電容器很容易在附近的線(xiàn)路上產(chǎn)生一些電壓暫態(tài)，這種電壓暫態(tài)形式在短時(shí)間內(nèi)不會(huì)通過(guò)智能變壓器傳遞到低壓的負(fù)荷位置。非線(xiàn)性負(fù)荷運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)了諧波電流會(huì)直接通過(guò)傳統(tǒng)的變壓器直接傳輸?shù)诫娏ο到y(tǒng)當(dāng)中，但是這種情況不會(huì)在智能變壓器中出現(xiàn)。在不平衡供電保護(hù)方面，如果輸入電源因?yàn)楦鞣N問(wèn)題導(dǎo)致其出現(xiàn)不平衡運(yùn)行狀態(tài)，則相對(duì)應(yīng)的智能變壓器也會(huì)切斷輸出，避免系統(tǒng)出現(xiàn)不正常運(yùn)行的情況，提升系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性以及系統(tǒng)運(yùn)行的平衡性。

2.保證設(shè)備運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益

2.1利用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的方式提升經(jīng)濟(jì)效益

前些年常見(jiàn)的變壓器必須要有較大數(shù)量庫(kù)存來(lái)當(dāng)成基本的備件使用，電力電子智能變壓器也可以分別實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品類(lèi)別以及產(chǎn)品規(guī)格等方面的優(yōu)化目標(biāo)，保證這些位置模塊設(shè)計(jì)質(zhì)量。將該理念融入到智能變壓器日常設(shè)計(jì)過(guò)程中，從根本上減少不必要的庫(kù)存，優(yōu)化庫(kù)存成本，以此來(lái)提升設(shè)備的運(yùn)行效益。

2.2鐵磁位置體積與鐵磁位置重量問(wèn)題

和前些年常見(jiàn)的配電變壓器相比較來(lái)看，智能化的變壓器一般只是用高頻的變壓器當(dāng)成系統(tǒng)變壓器的首選種類(lèi)，這種高頻變壓器不論是體積還是重量，都要比工頻變壓器更小，且小出數(shù)百倍，不但可以減少磁鐵重量，還可以控制磁鐵位置體積，減少不必要的占地。

2.3損耗問(wèn)題

前些年常用的傳統(tǒng)變壓器主要損耗，是輕負(fù)荷狀態(tài)下的鐵芯損耗，這種損耗如果遇到重負(fù)荷環(huán)境，主要損耗材料會(huì)轉(zhuǎn)移到線(xiàn)圈上。智能變壓器如果遇到負(fù)荷高峰期，其損耗會(huì)直線(xiàn)上升，明顯超過(guò)傳統(tǒng)的變壓器，大約比傳統(tǒng)變壓器多損耗5%。但是如果運(yùn)行環(huán)境屬于輕負(fù)荷狀態(tài)，則智能變壓器損耗要明顯的比傳統(tǒng)變壓器少。使用只能變電器時(shí)，可以將儲(chǔ)能與分布式發(fā)電一體化機(jī)械設(shè)備聯(lián)合使用，這種使用環(huán)境一般負(fù)荷都比較小，所以適合智能配網(wǎng)設(shè)備使用。在環(huán)境保護(hù)方面，電力電子智能變壓器可以從根本上減少設(shè)備運(yùn)行對(duì)油的需求，避免對(duì)環(huán)境造成污染，相關(guān)企業(yè)也不需要付出高昂的變壓器油處理費(fèi)，即可完成日常工作。

2.4無(wú)功補(bǔ)償問(wèn)題

電力電子智能變壓器內(nèi)部有交流電與直流電相互轉(zhuǎn)換器，工作人員可以將其設(shè)計(jì)成具有一定靜態(tài)同步補(bǔ)功能的補(bǔ)償器，并利用補(bǔ)償器來(lái)對(duì)電力系統(tǒng)以及電壓瞬變特性等進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。除了無(wú)功補(bǔ)償方面，智能電網(wǎng)也是比較關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，變壓器可以操控通信、檢測(cè)以及電流功率等多方面因數(shù)，并利用這些因素來(lái)對(duì)智能電網(wǎng)內(nèi)部的智能節(jié)電提供電壓調(diào)節(jié)功能。智能變壓器還可以對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電、對(duì)風(fēng)力發(fā)電以及其余各種的清潔能源發(fā)電進(jìn)行一體化處理，真正實(shí)現(xiàn)全方位智能控制，分別滿(mǎn)足電網(wǎng)方面與用戶(hù)方面的需求。

結(jié)束語(yǔ)：

上文將近年來(lái)二次變電設(shè)備的發(fā)展作為研究基礎(chǔ)，首先對(duì)電力電子智能變壓器技術(shù)功能進(jìn)行了闡述，之后分別從利用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的方式提升經(jīng)濟(jì)效益、鐵磁位置體積與鐵磁位置重量問(wèn)題、損耗問(wèn)題、無(wú)功補(bǔ)償問(wèn)題等方面，提出了具體化的配電網(wǎng)智能設(shè)備系統(tǒng)中電力電子智能變壓器的情況，為二次變電的發(fā)展提供了參考，同時(shí)也為后續(xù)工作的開(kāi)展奠定理論與實(shí)踐基礎(chǔ)，促進(jìn)行業(yè)更好更快的發(fā)展。

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