分析配網智能設備中電力電子智能變壓器

馬發生

摘要：近年來我國的經濟發展速度較快，各行業都已經進入到穩步發育階段，對電能的需求量也明顯增加。傳統配網設備運行效率較低，與當前時代發展情況不符，所以要做好配網智能設備建設工作。二次電力電子變壓器是配網智能設備中十分關鍵的一個組成部分，對維護電力電子正常運行具有十分重要的意義。以當前配網智能設備中電力電子智能變壓器的運行情況為基礎，結合近年來的工作經驗，提出二次電力電子變壓器運行中的細節，為后續工作的開展提供參考。

關鍵詞：配網；智能設備；電力電子；智能變壓器

引言：

變電二次設備是電網的重要組成部分，保障二次設備的正常運行，是電網穩定運行的基礎。近年來交流輸電系統的發展速度較快，而且設備開發效率也要明顯超過傳統高壓以及傳統的超高壓輸電系統。電力電子元件以及與其相關的各種材料成本明顯下降，相關工作人員為了滿足當下社會發展的需求，開始研發電力電子智能變壓器以及故障電流限制器等設備，以此來滿足當下我國電力行業發展要求。二次輸變電智能配電網設備應用越來越廣泛，而且可以為配電系統自動化以及配電系統智能化提供必要條件，所以下文將對相關問題進行研究。

1.電力電子智能變壓器技術功能闡述

電力電子智能變壓器技術功能比較全面，可以提升二次變電設備的運行效率以及運行安全性。包含了一些舊式變壓器所不具備的功能，不僅能夠實現電壓之間的轉換，同時還可以從根本控制變壓器的尺寸，系統運行具有無油的特點，全方位提升了電能質量性能，還具備了一些傳統變壓器沒有的功能，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，也具有一定的靈活性特點，真正的實現了多功能于一體，也保證了供電質量與供電可靠性。

利用電力電子智能變壓器技術來為用戶提供綜合性服務，服務的內容比較完善。首先是雙向的直流輸出，利用轉換器直流點幫助電池在最短的時間內完成充電與放電，屬于一種強有力的儲能元件。系統還具有高頻率交流輸出的功能，使用高頻變壓器作為系統運行的支撐性部分，并且高頻變壓器低壓側位置可以按照用戶自身的實際需求，將其當成高頻的交流輸出。關注電壓下垂和短時間停電保護方面的工作，如果變壓器高壓位置電壓出現短時間性的降低，則智能變壓器可補償電壓也會明顯降低，整個過程雖然可以保持低壓位置電壓輸出恒定不變，但是依然會影響到系統后續運行狀態。通過對電力電子智能變電器的使用情況進行觀察，發現二次設備缺陷很大一部分是由于其插件損壞造成的，系統補償時間長短和系統自身儲能情況息息相關。對電壓進行暫態調節，如果電力系統出現暫態或者出現其余各種形式的負載波動，電壓高壓側位置的輸入電壓會隨之發生波動。做好電容器的暫態保護工作，因為如果投切因數校正電容器很容易在附近的線路上產生一些電壓暫態，這種電壓暫態形式在短時間內不會通過智能變壓器傳遞到低壓的負荷位置。非線性負荷運行過程中出現了諧波電流會直接通過傳統的變壓器直接傳輸到電力系統當中，但是這種情況不會在智能變壓器中出現。在不平衡供電保護方面，如果輸入電源因為各種問題導致其出現不平衡運行狀態，則相對應的智能變壓器也會切斷輸出，避免系統出現不正常運行的情況，提升系統運行穩定性以及系統運行的平衡性。

2.保證設備運行的經濟效益

2.1利用標準化設計的方式提升經濟效益

前些年常見的變壓器必須要有較大數量庫存來當成基本的備件使用，電力電子智能變壓器也可以分別實現產品類別以及產品規格等方面的優化目標，保證這些位置模塊設計質量。將該理念融入到智能變壓器日常設計過程中，從根本上減少不必要的庫存，優化庫存成本，以此來提升設備的運行效益。

2.2鐵磁位置體積與鐵磁位置重量問題

和前些年常見的配電變壓器相比較來看，智能化的變壓器一般只是用高頻的變壓器當成系統變壓器的首選種類，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損耗問題

前些年常用的傳統變壓器主要損耗，是輕負荷狀態下的鐵芯損耗，這種損耗如果遇到重負荷環境，主要損耗材料會轉移到線圈上。智能變壓器如果遇到負荷高峰期，其損耗會直線上升，明顯超過傳統的變壓器，大約比傳統變壓器多損耗5%。但是如果運行環境屬于輕負荷狀態，則智能變壓器損耗要明顯的比傳統變壓器少。使用只能變電器時，可以將儲能與分布式發電一體化機械設備聯合使用，這種使用環境一般負荷都比較小，所以適合智能配網設備使用。在環境保護方面，電力電子智能變壓器可以從根本上減少設備運行對油的需求，避免對環境造成污染，相關企業也不需要付出高昂的變壓器油處理費，即可完成日常工作。

2.4無功補償問題

電力電子智能變壓器內部有交流電與直流電相互轉換器，工作人員可以將其設計成具有一定靜態同步補功能的補償器，并利用補償器來對電力系統以及電壓瞬變特性等進行無功補償。除了無功補償方面，智能電網也是比較關鍵的一個環節，變壓器可以操控通信、檢測以及電流功率等多方面因數，并利用這些因素來對智能電網內部的智能節電提供電壓調節功能。智能變壓器還可以對太陽能發電、對風力發電以及其余各種的清潔能源發電進行一體化處理，真正實現全方位智能控制，分別滿足電網方面與用戶方面的需求。

結束語：

上文將近年來二次變電設備的發展作為研究基礎，首先對電力電子智能變壓器技術功能進行了闡述，之后分別從利用標準化設計的方式提升經濟效益、鐵磁位置體積與鐵磁位置重量問題、損耗問題、無功補償問題等方面，提出了具體化的配電網智能設備系統中電力電子智能變壓器的情況，為二次變電的發展提供了參考，同時也為后續工作的開展奠定理論與實踐基礎，促進行業更好更快的發展。

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