曲维 周兴明
（特变电工沈阳变压器集团有限公司 辽宁沈阳 110144）
摘要：民用有载调压调容变压器是一种新型节能变压器，能够改变变压器运行的效率偏低、电能浪费偏大的状况，并且经投资的济效益非常可观。
关键词：有载调容变压器；经济指标；对比
1.前言
有载调压调容变压器在我国的经济技术开发区、居民小区和广大的农村，用电负荷的变化是非常的大，负荷大时变压器可能是过负荷运行，负荷低时可能是接近空载运行，据统计：我国变压器的总损耗约占系统发电量的10%，其中配电变压器的损耗约占总损耗的70%。因此降低配电变压器的损耗是具有十分重要的意义。但是普通的配电变的容量的选择就是个难题，容量如果过大，就会出现大马拉小车的情况，经济效益降低，如果容量过小，就会出现小马拉大车，供电的可靠性就会降低。调容变压器具有两个容量，根据用量负荷大小及时改变容量，从而达到节能降耗，节能降耗是我国宏观经济面临的一个问题，提高能源利用率，节约能源，是中国现阶段电力发展的主题。由于配电变的用量大，随着新结构应用，节能潜力很大。经济技术开发区、居民小区和广大的农村季节性强，节用电量约为全年的80%，用电淡季，变压器的负载率又低于30%，这样出现了“大马拉小车”的现象，因此出现了一种新型节能变压器---有载调容变压器。
2.变压器工作原理
调容变压器具有两个容量，即大容量和小容量，这两个容量可以根据用电的负荷大小自动更改容量，可以在提高供电的可靠性能的前提下同时有效降低损耗。有载调容变压器的调容实现是通过高压Y-D变换，低压串、并联来实现的，高压Y-D变换，低压串、并联都是由有载分接开关同时实现。有载自动调容变压器可根据用户负荷大小由自动调容控制器自动检测来判断，并通过特制的有载调容调压开关，在变压器不停电状态的下，对变压器两种容量可以进行自动切换，实现对运行过程中的变压器容量的大小自动调整，从而实现两种不同额定容量在运行方式自动转换。合理配置变压器容量，使之与用电负荷相适应，能有效解决当前环县农村配网亟待解决的问题。同时，能够有效节能即降耗、降低网损，减少不必要的电能浪费。高压绕组与普通变压器的绕组相同，而低压绕组则分成三段，变压器三相高压绕组在容量大时接成三角形（d），在容量小时接成星形（y）。每相低压绕组分成三部分：一部分是少数线匝部分（1段），此外的多数线匝的线段由两组导线并联绕制而成（2，3段）。容量大时2、3段并联再与1段串联，容量小时1、2、3段全部串联。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由容量大调为容量小时，低压绕组的匝数增加，同时高压绕组由D接变为Y接法同时相电压降低，并且匝数增加与电压降低的倍数相当，因此保证输出电压不变。变压器的高压绕组联结方式的改变，低压绕组并、串联的转换以及各分接部分的调整均由特制的有励磁调压调容开关完成。同时，大容量调整为小容量时，低压的匝数增加，铁心的磁通密度大幅度降低，而使硅钢片的单位损耗减小，空载损耗和空载电流都降低了，达到降低损耗、节能的目的。调压调容变压器节能效果非常显著，技术经济性也非常好，对于民用电网的用电情况有非常好地适用性。
3.有载调压调容变压器的结构
（1）变压器的铁心：为满足用户的要求，铁心结构可以分为两种：一是卷铁心结构，是将硅钢片带料，加工卷制成封闭形的铁心结构；二是叠积式铁心，采用优质取向冷轧的硅钢片，阶梯形全斜带尖角接缝，不需要冲孔，从而改善了磁路结构。这两种结构都能保证产品产品性能，空载损耗可以降低，空载电流下降。
（2）变压器的绕组：高低压线圈的绕组都采用圆筒式结构，这种结构冲击电压分布较好，油道散热效率非常高。采用卷铁心的结构时高低压绕组直接绕制在铁心柱上，在线圈绕制方法上，需要采取一些特殊技术措施。
（3）变压器的器身：调整器身有关主绝缘距离，沿着线圈圆周的轴向支撑，可以用层压纸板或层压木做成的绝缘块，既能保证受热不收缩，又能实现有效压紧。
（4）有载调压调容开关：有载调压调容开关，电动的，其传动机构为一对精加工的齿轮，确保动作可靠。在操作机构顶部有防水罩，保证操作机构安全，延长了使用寿命。一、二段绕组完成的是串并联，而后与第三段绕组串联，保证输出电压是额定电压，并且是自动调整的。
在二次控制箱内有电流互感器，捕捉电流信号后，传到控制器（控制器根据不同用户设置的参数不同），控制器根据信号进行比较、计算，然后将比较计算的结果信号传给有载开关，有载开关动作，改变输出容量。当信号是需要变压器的负载率提高时，有载开关高压部分变成D接，低压部分一、二段绕组完成的是并联与第三段绕组串联，这时输出的是高容量；当信号是需要变压器的负载率降低时，有载开关高压部分变成Y接，低压部分一、二段绕组完成的是串联与第三段绕组串联，这时输出的是低容量。控制器除了有对信号处理功能外，控制器还可以提供远程控制接口，可以在变电所控制室内监控和控制现场的变压器，为实现自动化提供条件。
4.经济性能分析
农用有载调容变压器节能效果显著，因此有广阔的发展前景，具体的经济指标对比如下：（以315kVA（100kVA））为例与11型315kVA变压器性能指标对比
经济指标对比如下：
由上可以看出，变压器的铜、硅钢片、油箱、油重上看，铜、硅钢片两台产品相当，唯一不同的是油箱、油重的重量有差距，原因是一个是有载开关，一个是无载开关，导致油箱大小不一。
理论经济指标计算对比如下：
1）调容变压器（11型，按在小容量下运行时间为1/2）
80000+[（4300×235+1100×1150）×0.5+100×144] ×1=123.215 万元
80000+[（4300×600+1100×4450）×0.5+100×144] ×1=383.19 万元
两个相加等于506.405万元
其中80000为变压器价格；4300（h）为年挂网运行时间；1100（h）为年满载运行折算时间；1为年；0.5为电电费单价；100为变压器的容量；144为年增容费用；235（600）为空载损耗；1150（4450）为负载损耗。
2）普通11型节能变压器
50000+[（8600×480+2200×3650）×0.5+100×144] ×1=614.34 万元
其中50000为变压器价格；8600（h）为年挂网运行时间；2200（h）为年满载运行折算时间；1为年；0.5为电电费单价；100为变压器的容量；144为年增容费用；480为空载损耗；3650为负载损耗。
普通11型节能变压器一年费用（614.34万元）-调容变压器（11型）一年的费用（506.405万元）=107.935万元，由此可以看出，农用有载调容变压器与同型号普通11型节能变压器相比，产品的价格可能是普通11型的1.6倍，如果有2/3的时间在小容量下运行，则很快能够回收多投入的成本；一年节约费用百万元（理论计算，可能与实际有偏差）。
5.结论
因此，有载调容变压器有助于提高配电网自动化管理水平，采用农用有载调容变压器能够有效降低空载损耗和年运行费用，在季节性强的农村电网具有较为广阔的应用前景。
论文作者:曲维,周兴明
论文发表刊物:《河南电力》2018年19期
论文发表时间:2019/4/15
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