电力变压器有载调压技术分析

电力变压器有载调压技术分析

薛瑞

（卧龙电气银川变压器有限公司宁夏银川750200）

摘要：在电力技术发展的过程中，电力变压器有载调压器现在已经广泛应用配电系统，近年来，有载调压电力变压器越来越多地应用于电力系统，新增的大型电力变压器当中也普遍采用有载调压器，为改善系统的电压质量和提高供电可靠性起到了重要作用。本文简要分析了一些电力变压器的有载调压方法，着重探讨了几种新型的有载调压式变压器，得出了几点结论。但令人无奈的是，还有许多无载调压变压器在电网中运行，这些无载调压变压器亟需进行有载调压改造。为此，本文介绍了一些传统的有载调压方法、一些新型的有载调压方法、其他创新方法及两种现场有载调压改造的常用方法，对这些主要方案的特点进行分析比较，并指出改造工作中应注意的问题。

关键词：电力变压器；技术分析；有载调压；硬件电路；设计

最近有载调压有逐渐增多的趋势，这也是供电质量要求越来越高的最终结局。虽然电力系统中安装和使用了很多的有载调压变压器，但却并没有百分之百地发挥它的作用，在此介绍一下有载调压的作用。电力变压器有载调压技术的定义是能够在带负荷的条件下调节变比的变压器。在电力系统中，随着用户对电网电压质量要求的提高，在变压器中采用有载调压技术是对用户要求的反馈，也是一个新的趋势。有载调压装置上最重要的两个因素：有载分接开关、电动机构及控制。最容易发生故障的就是电动机构，常见故障是开关连动。所有的故障和电动机构部件繁多，接线复杂调试具有难度都有着密不可分的关系。因此，改良变压系统的设计思路，化繁为简是我们的首要任务。但是按照以前的经验，电网内还有大量无载调压变压器仍在运行。将这部分变压器改造为有载调压变压器，对提高系统的电压质量有着积极的作用。

一、传统的有载调压方法

传统意义上的变压器，其有载调压装置应用的是机械型分接开关。机械型开关的驱动齿轮等动作很容易造成操作事故，这些操作事故的引发会让变压器可靠程度减弱，对工作带来一定安全隐患。另外，当机械开关产生动作时，会形成电弧，一定的电弧让机械开关触点发生慢性烧蚀，而另一个不能忽略的问题是，产生的电弧会让变压器发生油质下降，继而让变压器中的绕组绝缘能力减弱，导致相间短路或者是匝间短路的发生。因为机械型开关动作反应时间一般是５秒左右，用时较久，所以传统意义上应用了有载调压技术的变压器只能应用在稳定状态中的电压调节。一些研究数据表明，在以传统有载调压方法为主的时期，分接开关事故与故障每年都占变压器总事故的百分之十甚至可以达到百分之二十，而５００千伏变压器有载开关故障率更是高达百分之二十以上，事故和故障频率非常高。

二、新型的有载调压方法

由于传统机械型开关存在着各种各样的不足与缺陷，所以各国都积极研究出了新型的有载调压装置，其按组成分接头的种类，可以分为机械改进型、辅助线圈型和电子开关型三种。

（1）机械改进型有载调压技术

这类变压器是由传统型变压器加上开关电子电路而成，它的分接开关只用到少量晶

闸管和一个过渡电阻，由机械开关和电子开关相互配合，限制操作中电弧产生。这种类型装置的优势在不用时间控制回路，对晶闸管的容量要求低，晶闸管失控不会损坏变压器的分接头，只是运行速度不快。

（2）辅助线圈式有载调压技术

控制晶闸管导通角叠加可调电压于变压器上，让三相变压器和升压变压器相互连接，用反接晶闸管当作连接媒介，如果晶闸管的触发发生延时，则预告设置的短路开关可以防止升压变压器开路，如果晶闸管的触发没有延时，那么当过零时触发，而电压会相位加载到负荷之上。除此之外，以辅助线圈为基础的有载调压方式，用来实现无弧化操作，具体方法是用一个可以调节额定电压的线圈，耦合接入到变压器中。另外，在变压器上增加了一定的辅助电压，可以保障所叠加的电压与原有电压相位相同。

（3）电子开关式有载调压技术

因为电子电力技术的发展进步，用适当选择触发时间的办法来尽量降低晶闸管耗费功率。

（4）以上三种新型调压技术的比较分析

机械改进式有载调压特点是经济性高，谐波含量少，但是速度慢，电弧受限制，晶闸管失控时对于变压器的工作不发生影响；电子电力开关式有载调压特点是速度快，晶闸管失控的影响大，谐波含量少，但是价格高；辅助线圈式有载调压特点是谐波多，电弧不被限制。

三、其他改造方法

（1）穿鞋式改进方案

穿靴这种改进方法主要是是把主变压器高压强的三相线圈的中性点开放，分别依次串联上补偿器的调压线圈，然后把主变压器低压侧和补偿变压器的励磁线圈并联起来，成功实现有载调压。

（2）背包式改进方案

背包是在变压器无励磁调压范围能够满足本地区供电电压波动需要的情况下，更经济适用的一种改造方法。即解除原无励磁分接开关上的分接引线，拆除开关，加装一台跨接式的或线性的有载调压开关，将原分接引线引至有载调压开关上。

四、现场进行有载调压改造的常用方法

（1）直接代换法

利用变压器原有的引线加装有载调压开关，直接用5档三相复合式有载分接开关代替原无载三相或3只无载单相分接开关来实现有载调压。可以选择复合式分接开关，其体积小，便于安装。对于原为中性点调压的无载分接开关，可直接选用相同调压级数中性点调压的有载分接开关进行直接代换。这个方法使得级电压高，在分接变换中，其循环电流较大，触头间恢复电压较高，有载分接开关寿命相对较短。

（2）间接补偿法

思路来源于特高压、大容量单台主变，为解决三相联络调压，降低调压装置的绝缘水平，减小运输重量而配套设计生产的独立式联络三相高压中性点的调压装置，把主变压器和有载调压部分在结构上一分为二，在电气上相互串联使用。在主变压器附近选择合适的位置将调压变压器的基础做好，安装好调压器，做好三相中性点引出线支架。其优点是改造不用厂，从而工期大大缩短；二是调压级数和范围比改造前扩大了很多，在运行电压偏高，调压变压器在正分接时，可以补偿变压器所通过的容量；在电压偏低，负分接运行时要抵消主变部分容量；一旦有载分接开关或补偿变压器内发生故障，就可以将整套有载调压补偿变压器引线解开退出运行，恢复主变压器三相中性点连线和接地保护装置，继续以无载调压的方式投入运行，向系统供电。

结束语：通过上文的介绍与分析对比，我们认为在电力网中应大量使用有载其次，可以提高无功补调压，并及时调节主变有载偿能力，可以提高电容器投人率。有载调压变压器开关的主回路设计，要尽量照顾到散热、保护、触发等几方面的问题，确保装置的可靠性。调压分接开关，确保供电质量，真正做到电网的安全、电力电容器作为无功补偿装置，其无功出力与运经济、优质运行。此外，采用此项技术时应当注意到对于成本的要求。当前我们国家对于新型电力变压器的有载调压技术还没有系统的研究，如果可以借鉴国外的一些先进研究成果，再根据当地科技、经济等实际情况，把现在的有载调压技术进行改进，那么电力变压器的工作性能必将得到大幅度地提升。对此，以上多种改造方法都有其独到之处，同时也适合各类变压器的改造，对保证电网运行质量、提高电压合格率是行之有效的电力变压器的有载调压改造。

参考文献：

[1]吕永喜，崔雅平，刘伟.电力变压器有载调压分接开关运行检修技术探讨

[2]陈辰.浅析电力变压器主要技术参数

[3]刘子林：论电机和电气控制，北京电子工业出版社

[4]张品秀，梁春英，赵斌．基于晶闸管反并联的有载分接开关的设计