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

熊丽婷,季宣宣

河南机电职业学院 ； 邮编：450000 

摘要：现阶段，在我国社会经济的不断发展过程中，对电力的需要量开始逐渐扩大，电力建设项目愈来愈多。对供电系统而言，在运转过程中保证电力的安全和稳定是检验电力运行状况的重要指标，而电力变压器乃是保证电力安全与平稳的至关重要的技术，有载调压技术能够很好地调整电压系统，保证供电系统正常高效运行。基于此，本文从传统和新型两个维度，对电力变压器的调压技术展开具体的分析。

关键词：电力变压器；有载；调压技术

电压质量是测评电力企业供电服务水平的重要指标之一。中国农村电网线路小而且疏散，分支线多，供电面积大，用电负载点多面广，季候性负荷特征显著，年均负载率偏低，峰谷差值较大。低谷负荷期，变压器处于轻载状态运行，对用户的供电电压偏高，就会使用电设备加快老化，加速损耗，危及设备及电网的安全。高峰负荷期，变压器处于超载状态运行，对用户的供电电压偏低，降低用电设备效率，影响电网安全运行。有载调压技术的基本原理主要是从变压器某一边的电磁线圈中导出多个有载分接开关，在有载分接开关的影响下与不断开负荷电流的状况下，由一个有载分接开关转换到另一个有载分接开关，来改变有效的线圈匝数，从而达到调整电压的效果。传统的机械式调压变压器存在较多缺陷，例如运行缓慢、有可能产生电弧等。随着技术的逐渐进步，机械式调压有载分接开关已经成为我国广泛使用的设备，它不仅可以改善调压开关的性能，而且能够有效提升变压器的安全性和可靠性。有载调压技术的应用促进了节能型配电变压器技术性能的升级换代，有助于配电台区的经济高效运行和配电自动化功能的延伸与拓展。配电变压器有载调压与并联电容器投切相结合已成为中国目前实现配电网电压无功综合自动控制、限定电压波动在合格范围内的重要手段，对保障用户优质电力服务和提升配电网安全、可靠、经济运行水平具有重要的现实意义。

一、电力变压器有载调压技术介绍

电力变压器有载调压技术是电力网络中把控电压稳定的重要途径，可以减少电力设备的运行损耗率。变压器有载调压技术一般通过有载分接开关的把控去实现，有载分接开关是调节环节里的一个关键媒介，此过程里尤为重要的关键环节。可是，有载分接开关达到更改调压环节时长较久，无法对调压行为实现的时间做精确化处置，从而就会造成调压的时候出现安全性问题的现象。特别是在电力网负荷和规模扩大的情形下，传统式的电力变压器有载调压技术已不能适应时下电力网络对调压的需求，必须对电力变压器有载调压技术展开发展和优化，无弧有载调压技术就是一个非常重要的发展趋向，非常值得更进一步讨论。就我国情况来看，应加强对新式的有载调压技术的研究，切实加强技术的运用推广。

二、传统的电力变压器有载调压技术

传统的电力变压器通常采用机械式分接开关来实现调压功能。例如，使用双过渡式电阻来说明，当分接头被确定后，可以依照从右向左或从左向右先后次序来转换开关。操控机械型开关的转动齿轮也许会造成比较严重的事故，这将严重影响变压器的稳定性，并给工作带来极大的安全风险。此外，当机械开关发挥功能，会产生电弧，这类电弧会引起机械开关的触点形成慢性的烧蚀。因此，在使用过程中，应该经常检查和维护，以避免触点的过早磨损。这里要特别注意的一个问题是，当电弧形成时，会造成变压器内部的油脂的含量减少，进而减少变压器内部的线圈绝缘，导致相间和匝间的短路现象。结合一些实验数据，在以传统的有载调压方式为核心的年代，分接开关意外与系统故障每年都会占变压器总事故的10%至20%间，而500KV变压器有接开关故障发生率更加是曾一度达到25%，意外和系统故障次数很高。由于机械型开关动作响应时间通常是5秒上下，耗时较长，因此传统地采用了有载调压技术的变压器只可以广泛运用于稳定状态中的电压控制。

三、新型的电力变压器有载调压方法

1、机械改进型有载调压技术

在传统的机械有载分接开关的前提下添加电子开关电源电路，则构成了改进版的机械调压变压器，这种方法仅需设置一个过渡电阻以及一些晶闸管模块，通过将电子开关与机械开关结合使用的方式，控制电弧在分接开关变换环节的形成。需要注意的是，通过在机械切换开关的两边并接一对反接的晶闸管模块，当需要切断某环路时，晶闸管模块会自动开启，从而使回路电流穿过，当电流流过零点时，晶闸管模块会自动关闭，这样可以有效地减少电弧的形成，而且延续时间也会大大缩短，不会超过半个周期。这种调压方法的优势在于可以避免使用时间控制回路，而且晶闸管模块的控制信号可以通过机械开关来发送，因此它的负载能力要求比较低，即使晶闸管模块失去控制，也不会给变压器的连接开关和整个系统带来任何损坏。然而，它的转换速率比较缓慢，因此不太适合需要高转速的场合。

2、辅助线圈式有载调压技术

自上个世纪的80年代开始，电力系统的相关科研人员就提出了一种新的方式方法，即通过调整晶闸管模块的导通角，将可调节电压施加到三相变压器和升压变压器两者之间，通过使用反接晶闸管模块当作衔接载体。假如晶闸管模块的触发未出现延时，则当电压超出零时，将会把电压相位载入到负荷上面。假如晶闸管模块触发延时，提前设置的短路开关能够有效地抑制升压变压器产生断路状况。伴随着理论基础研究的不断深入，部分专家学者对电力变压器开展了更新改造，在其上增添了附加的补充电压，以保证累加的电压与固有电压的相位保持不变。而几乎就是在同一时间，德国西门子公司提出了一种新的有载调压技术，其运用辅助线圈来达到无弧化操控，它的特点是把一个可以调整额定电流的线圈耦合到电力变压器中，促使调压范围达到0.63%，进而有效改善了传统式的调压方法。

3、晶闸管开关型调压变压器

近年来，由于晶闸管制造技术的飞速发展，其容量和性能都取得了显著提高，从而使用高速微处理器来实现对晶闸管开关切换调压变得可行。这种技术通过在负荷回路中安装检测模块，收集电压电流信号，然后将其传输至微处理器，以达到对晶闸管触发角度的调节，进而完成调节回路电压的工作目标。这种调压技术的优势在于，它的运行速度非常快，而且还能完成不限次数地调压，并且随着智能控制器的出现，它的运行状态得到了更加精确的监测，与此同时还具备故障预警的功用，切实满足了电力系统智能化技术需要。然而，晶闸管开关切换调压技术的要求非常严格，任何外部因素，如雷电过电压或晶闸管自身的故障问题，都有可能导致晶闸管的严重损坏，对系统的稳定性形成明显的不良影响，因此，这一技术的成本相对较高，运营和维护的费用也不菲。但是随着电力能源和人工智能技术的迅猛发展，相信该技术终将成为调压领域的主要选择。

四、有载调压技术的应用

有载调压变压器技术的应用不仅可以帮助维护电压的稳定性，而且还可以为提供优质的电能提供坚实的基础。无弧有载调压技术有着明显的优越性，远远超过传统的有载调压技术，其可以有效提升工作效率，并且大大提升有载调压系统的安全性和可靠性。然而，目前的情况表明，这种方法的成本较为昂贵，没有明显的经济优势。随着时间的推移，无弧有载调压技术将变得越来越完善，并且越来越适合在实际中使用。无弧有载调压技术已经成为现如今新式有载调压技术的一个关键发展趋向，不过，鉴于我国目前的实际应用情况，仍然有必要强化对无弧有载调压技术上的宣传和深入分析，相信在未来的不久，随着无弧有载调压技术的普及，它必将成为替代传统有载调压方法的重要手段。

结语：随着分布式电源大量接入、电动汽车和储能等多元化负荷的增加，将对配电网电压控制与管理带来更加严峻的挑战。免维护、无冲击、性价比高的配电变压器有载调压技术及其产品研制将成为该技术领域的发展方向和需要深入研究与关注的重点，以支撑智能配电网建设及其电压无功综合控制功能的实现，满足现代配电网经济运行和供电电压质量新需求。

电力变压器有载调压技术，对于确保电力系统的安全性、可靠性、经济性、高效性等都存在着至关重要的作用，传统的有载调压技术虽然有其独特的优点，但仍有待于更新迭代，而无弧有载调压技术则更加适合当前的环境，因此，它已经成为当今电力系统的核心技术，也是未来发展的必然趋势。为了提高无弧有载调压技术的效率，我们必须大力推广和宣传此项技术，并将其有效应用于电力系统中，从而切实保证电力的稳定性与安全性。

参考文献：

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