配电变压器有载调压技术具体内容
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35kv级sz11系列有载调压电力变压器技术参数一、引言随着我国电力行业的快速发展,对电力设备的需求不断增长,35kv级sz11系列有载调压电力变压器作为一种重要的电力设备,其技术参数和性能特点备受关注。
本文将对35kv级sz11系列有载调压电力变压器的技术参数进行全面解析,以期为用户提供实用的参考依据。
二、35kv级sz11系列有载调压电力变压器的技术特点1.基本参数35kv级sz11系列有载调压电力变压器采用铁芯结构,具有较高的磁通密度和负载能力。
在额定容量和电压等级方面,该系列变压器能够满足各类电力系统的需求。
此外,其短路阻抗和负载损耗较低,有助于提高电力系统的经济性。
2.结构特点35kv级sz11系列有载调压电力变压器采用强迫风冷式散热结构,能够在高温环境下稳定运行。
此外,该系列变压器还具有完善的保护装置,包括过载保护、短路保护和温度保护等,确保了设备的安全可靠性。
3.性能优势35kv级sz11系列有载调压电力变压器具有以下性能优势:(1)高效率:在满负载状态下,该系列变压器的效率高达98%以上,有利于降低能源消耗。
(2)低噪音:采用特殊降噪技术,使35kv级sz11系列有载调压电力变压器的噪音水平远低于国家标准。
(3)环保节能:该系列变压器选材环保,符合国家环保要求,同时具有较低的损耗,有助于减少碳排放。
三、35kv级sz11系列有载调压电力变压器的应用领域35kv级sz11系列有载调压电力变压器广泛应用于以下领域:1.电力系统:作为电力系统中的核心设备,该系列变压器可用于发电、输电和配电等环节。
2.工业领域:在各类工业生产中,35kv级sz11系列有载调压电力变压器为生产线、设备驱动等提供稳定的电力供应。
3.基础设施建设:在公路、铁路、机场等基础设施建设中,35kv级sz11系列有载调压电力变压器为保障工程用电提供支持。
四、35kv级sz11系列有载调压电力变压器的市场前景1.政策驱动:在我国政府大力支持下,电力行业迎来新一轮投资热潮,为35kv级sz11系列有载调压电力变压器市场提供了广阔空间。
电力变压器有载调压技术分析摘要: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。
变压器有载调压原理变压器是电力系统中常用的电气设备,它能够将交流电能从一种电压等级转换到另一种电压等级。
在实际应用中,变压器需要根据电网负荷的变化来调节输出电压,以保证电网的稳定运行。
有载调压是指在变压器负载运行过程中,通过调节变压器的参数或结构来实现输出电压的调节。
本文将介绍变压器有载调压的原理及实现方法。
首先,变压器有载调压的原理是基于变压器的磁通调节特性。
在变压器中,磁通的大小与输入电压和输出电压成正比,通过调节磁通的大小可以实现输出电压的调节。
当变压器负载发生变化时,为了保持输出电压稳定,可以通过调节变压器的励磁电流或变压器的匝数来实现磁通的调节,从而实现输出电压的调节。
其次,实现变压器有载调压的方法有多种,其中一种常用的方法是通过调节变压器的励磁电流来实现输出电压的调节。
在变压器的励磁系统中,可以通过调节励磁电流的大小来改变变压器的磁通,从而实现输出电压的调节。
另一种方法是通过调节变压器的匝数来实现输出电压的调节。
通过改变变压器的匝数比,可以改变变压器的变比,从而实现输出电压的调节。
此外,还可以通过在变压器的输入端或输出端加装调压装置,如调压变压器或调压开关来实现输出电压的调节。
在实际应用中,变压器有载调压需要考虑多种因素,如调压装置的稳定性、可靠性、成本等。
为了保证变压器有载调压的稳定性,需要考虑调压装置的动作速度、动作精度、动作次数等因素,以满足电网对输出电压的稳定要求。
同时,为了保证变压器有载调压的可靠性,需要考虑调压装置的工作环境、工作寿命、维护保养等因素,以确保调压装置能够长期稳定地工作。
此外,为了降低变压器有载调压的成本,需要考虑调压装置的制造成本、安装成本、运行成本等因素,以确保调压装置能够以最低的成本实现输出电压的调节。
综上所述,变压器有载调压是通过调节变压器的参数或结构来实现输出电压的调节。
在实际应用中,需要考虑调压装置的稳定性、可靠性、成本等因素,以满足电网对输出电压的稳定要求。
变压器调压的原理和方式变压器是一种利用电磁感应原理来实现电能转换和电压调整的装置。
它由两个或多个密封的线圈(即主线圈和副线圈)组成,通过磁铁芯将它们连接到一起。
变压器的主要功能是将电压从一个电路传递到另一个电路,通常用于将高电压转换为低电压或低电压转换为高电压。
变压器的调压原理是基于互感现象和电磁感应定律。
当主线圈通电时,会在铁芯中产生磁场,同时副线圈也被该磁场所影响。
因为主副线圈之间存在互感作用,所以当主线圈中的电流变化时,副线圈中也会产生相应的电压变化。
通过合适选择主副线圈的匝数比例,可以实现输出电压的调整。
变压器的调压方式主要有以下几种:1.变压器的线圈匝数比例调节:通过增加或减少主线圈和副线圈的匝数比例来调整输出电压。
当副线圈的匝数比主线圈多时,输出电压将降低;反之,副线圈的匝数比主线圈少时,输出电压将增加。
2.变压器的输入电压调节:通过调整输入电压的大小来实现输出电压的调整。
在变压器的输入端加入可调节的电阻或自耦变压器,通过改变输入电压的大小来实现输出电压的调整。
3.变压器的绕组连接调节:将主副线圈以不同的方式连接起来,可以实现不同的输出电压。
常见的绕组连接方式有星形连接和三角形连接。
当主副线圈以星形连接时,输出电压将较低;当主副线圈以三角形连接时,输出电压将较高。
4.变压器副辅助调压设备:可以通过外部的调压设备来改变变压器的输出电压。
例如,在变压器的副线圈上串联一个稳压器或调压器,来调整输出电压的稳定性和精度。
总的来说,变压器的调压原理和方式通过改变主副线圈的匝数比例、输入电压、绕组连接方式以及外部调压设备等来调整输出电压。
变压器作为一种重要的电能转换装置,在电力系统中起到了关键的作用。
电力变压器有载调压实验电力变压器有载调压技术的分析【摘要】随着电力技术的发展,电力变压器有载调压器现在已经广泛应用配电系统,新增的大型电力变压器当中也普遍采用有载调压器。
本文简要分析了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,根据分析,得出了几点对工作有借鉴意义的结论。
【关键词】电力变压器;有载调压;技术分析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。
应用有载调压手段的变压器都属于静止电气设备的一种类型,它是把某一值域的交流电压转换为另一种或者是几种不同数值电压的设备。
1 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,用双过渡式电阻来举例子,当分接头选择好之后,按照从右到左或者从左到右的顺序切换转换开关。
机械型开关的驱动齿轮等动作很容易造成操作事故,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,能形成电弧,一定的电弧让机械开关触点发生慢性烧蚀,所以当操作达到一定的次数以后,就一定要对触头进行更换,而我们不能忽略的另一个问题是,产生的电弧会让变压器发生油质下降的问题,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。
根据一些研究数据,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至百分之二十之间,而500千伏变压器有接开关故障率更是一度高达百分之二十五,事故和故障频率非常高。
因为机械型开关动作反应时间一般是5秒左右,用时较久,所以传统意义上的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。
2 新型的有载调压方法正因为传统机械型开关存在着如上几种不足,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,可以区分为机械改进型、电子开关型和辅助线圈型三种。
(一)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变换所成,它的分接开关只要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,起到限制操作中电弧产生的作用。
有载调压变压器一、简介有载调压变压器(On-Load Tap Changer,简称OLTC)是一种用于电力系统的关键设备。
它可以在运行中根据负载需求对输入电压进行调节,以保持输出电压稳定。
有载调压变压器是电力系统中的重要组成部分,被广泛应用于配电系统、输电系统以及工业领域。
二、工作原理有载调压变压器的工作原理基于变压器的自感作用和电感的磁耦合特性。
当输入电压改变时,变压器的一次侧感应到的磁感应强度也会发生变化,通过可调的分接头,可以调整变压器的一次侧和二次侧的匝数比例,从而实现输出电压的调节。
调压过程中,变压器的二次侧负载电流不会中断,因此被称为有载调压。
三、特点与优势1. 精确的电压调整:有载调压变压器能够快速而准确地对输出电压进行调整,从而满足不同负载需求,并保持电力系统的稳定性。
2. 高可靠性和稳定性:有载调压变压器使用优质的材料和技术制造而成,具有高可靠性和稳定性,能够长期稳定运行。
3. 高效节能:由于输出电压可以根据实际负载需求进行调整,有载调压变压器可以实现节能效果,减少电能损耗。
4. 使用方便:有载调压变压器配备了人性化的控制和监测装置,操作简单易懂,用户可以轻松调整和监测输出电压。
5. 抗过载能力强:有载调压变压器具有良好的过载容忍能力,可以在短时间内承受较大的过载电流。
6. 对负载波动响应迅速:有载调压变压器能够快速响应负载波动,确保输出电压稳定。
四、应用领域1. 配电系统:有载调压变压器在配电系统中广泛应用,保证用户在不同电压需求下能够正常供电。
2. 输电系统:有载调压变压器可以用于输电系统的自动电压调节,确保输电线路的电压稳定和传输效率。
3. 工业领域:在许多工业领域,如钢铁、石化、冶金等,电力负载需求经常发生变化,有载调压变压器可以满足这些需求,保持稳定的电压供应。
4. 新能源领域:有载调压变压器可以广泛应用于新能源发电领域,如太阳能发电、风能发电等,确保电能输出的稳定性和可靠性。
变压器无励磁调压和有载调压的区别大家都知道,变压器的调压装置分为变压器“无励磁”调压装置和变压器“有载”调压装置。
两者都是指的变压器分接开关调压方式,那两者之间又有什么区别呢?让我们首先了解两种之间的定义:①”无励磁“调压,是在变压器一、二次侧都脱离电源的情况下,变换变压器的高压侧分接头来改变绕组的匝数比进行调压的。
②有载调压:利用有载分解开关,在保证不切断负载电流的情况下,变换变压器绕组的分接头,来改变高压匝数进行调压的。
从上面可以看出,两者区别在于无励磁调压开关不具备带负载转换档位的能力,因为这种分接开关在转换档位过程中,有短时断开过程,断开负荷电流会造成触头间拉弧,损坏分接开关,而有载调压装置因为在调档过程中经过一个过度电阻过渡,不存在短时断开过程,从一个档转换至另一个档位,从而也就不存在负荷电流断开的拉弧过程。
一般用于对电压要求严格需经常调档的变压器。
有小伙伴会问了,既然变压器”有载“调压装置能够实现变压器的运行状态下的调压功能,那还选什么”无载“调压装置啊?大家又不会脑子挖塌了当然首先是因为价格啦!一般情况下,无载调压变压器的价格是有载调压变压器的价格2/3;同时,无载调压变压器的体积也由于不具备有载调压部分而小很多。
所以,在规程没有规定或者其他情况下会选择用无励磁调压变压器。
说到变压器的调压装置,有小伙伴会问了,为什么要选择变压器有载调压呢?有什么作用呢?1、提高电压合格率电力系统配电网络中的电能传输,产生的损耗,只有在额定电压附近其损耗值为最小。
进行有载调压,经常保持变电所母线电压的合格,使电气设备运行在额定电压状态,将降低损耗,是最为经济合理的。
电压合格率是供电质量重要指标之一,及时进行有载调压,可确保电压合格率,从而满足人民的生活及工农业生产的需要。
2、提高无功补偿能力,提高电容器投入率电力电容器作为无功补偿装置,其无功出力与运行电压平方成正比。
当电力系统运行电压降低,补偿效果降低,而运行电压升高时,对用电设备过补偿,使其端电压升高,甚至超出标准规定,容易损坏设备绝缘,造成设备事故。
变压器有载调压定义和术语变压器是电力系统中常见的重要设备,用于改变交流电压的大小。
在实际运行中,变压器往往需要根据负载情况调整输出电压,以保证电力系统的正常运行。
有载调压就是指在变压器输出端有负载情况下,通过控制变压器的调压装置,调整输出电压的操作。
有载调压的目的是为了适应电力系统负载变化,保证电压稳定,提高电能质量。
在电力系统中,由于负载的变化,需要根据实时负载情况对变压器进行调压,以保证电压在正常范围内波动。
有载调压主要通过调节变压器的分接开关来实现,以改变变压器的变比,从而达到调压的目的。
在有载调压过程中,需要考虑的关键参数包括调压范围、调压步长、调压速度等。
调压范围是指变压器在负载变化时可以调整的电压范围,通常为正负5%左右。
调压步长是指每次调压的电压变化量,通常为1%左右。
调压速度是指变压器进行调压操作的时间,要求调压速度快,以适应电网负载变化的需要。
有载调压的术语比较繁多,需要了解各种术语才能正确操作变压器进行调压。
常见的术语包括调压范围、调压步长、调压速度、调压方式、调压控制、调压方式等。
调压范围是指变压器在负载变化时可以调整的电压范围。
调压步长是指每次调压的电压变化量。
调压速度是指变压器进行调压操作的时间。
调压方式有手动、自动两种方式。
调压控制是指通过控制器对变压器进行调压操作。
在实际运行中,变压器的有载调压是一个比较复杂的过程,需要综合考虑负载情况、电压波动、调压范围等因素,才能实现稳定、可靠的电力供应。
有载调压的正确操作可以提高电网的供电可靠性,减少电力系统的故障率,保证电力设备的安全运行。
总的来说,有载调压是变压器在负载情况下调整输出电压的重要操作,可以提高电力系统的运行效率和稳定性。
了解有载调压的定义和术语,对于正确操作变压器进行调压具有重要意义,有助于提高电力系统的运行质量。
希望各电力工作者能够加强对有载调压的了解,提高电力系统的运行水平,确保电力供应的稳定和可靠。
引言电压质量是考核电力企业供电服务水平的重要指标之一。
中国农村电网线路供电半径大,分支线多,用电负荷点多面广,且小而分散,季节性负荷特征显著,用电时段过于集中,年均负载率偏低,峰谷差较大。
低谷负荷期配电变压器处于轻载运行状态,对用户的供电电压偏高;高峰负荷期配电变压器处于重载或超载运行状态,对用户的供电电压偏低(简称为“低电压”)。
供电电压偏高将使供用电设备绝缘老化加速、损耗增加,甚至危及电网和设备的安全。
供电电压偏低,即“低电压”问题将造成供用电设备效率降低,危及电网安全经济运行,导致部分家用电器无法正常使用,严重影响居民的生产生活。
随着智能电网建设深入推进,清洁能源利用比例逐年增加,分布式电源接入、电动汽车充电桩批量建设导致配电网电压波动问题更加突出[1]。
目前针对高、中压配电网的电压控制技术,如有载调压主变压器、线路调压器、变电站自动无功补偿、线路自动无功补偿等方面,已有文献研究并提出了免维护或无弧、无冲击切换的有载调压方案,但是没有系统性地分析其优缺点,低压配电网的有载调压技术却较少涉及。
因此本文将重点阐述国内外配电变压器有载调压技术。
1 配电变压器调压技术研究现状低压配电网中占据主流的配电变压器无载调压方式已无法满足配电台区层级的调压需求。
有载调压型配电变压器可在负载条件下改变高低压侧变比,把电压波动限定在合格范围内,保障供电的连续性,改善供电质量,并可大幅度降低电能损耗,国内外早已开始研究与探讨中低压配电变压器的有载调压技术与应用[1-17]。
文献[3]按照变压器调压分接头的组成,将有载调压变压器分为机械式改进型、辅助线圈型和电力电子开关型三类,并对典型调压技术的动作原理和发展过程进行了分析和比较。
文献[4]研究了一种基于GPS的配电变压器带在线滤油功能的有载调压系统,介绍了系统的组成及特点,以提高配电变压器有载调压装置的免维护性能,提高电压合格率和供电可靠性。
文献[5]提出了一种电力电子式有载调压方案,主要思路是取消传统的机械和电动操作机构,采用二进制编码调节的方法实现配电变压器无燃弧式的有载调压。
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。
2 配电变压器新型调压技术与实现配电变压器有载调压技术对稳定电压、提高电压合格率意义重大,是智能配电台区实现电压无功综合协调控制的基础条件。
配电变压器新型有载调压技术大体可分为机械式、电力电子式、复合式三大类。
机械式又可分为改进型、带在线滤油装置型和真空灭弧型3种。
2.1机械式有载调压技术(1)机械式改进型。
机械式改进型有载调压开关是在传统机械式有载分接开关的基础上,附加一电子开关电路,其分接开关由1个过渡电阻和少量晶闸管组成,限制分接头切换过程的电弧是通过电子开关电路和机械开关的配合实现,分接开关原理和电子开关电路情况具体如图1所示[3]。
机械式改进型有载调压开关的技术优势是无需配置时间控制回路,通过操作机械开关实现对晶闸管的触发;缺点是结构复杂,操作速度慢。
图1 机械式改进型分接开关原理及其电子开关电路(2)带在线滤油装置型。
带在线滤油装置型有载调压开关是在传统有载调压开关基础上附加1台在线滤油装置。
在线滤油装置由控制系统、动力系统、滤芯、压力表、操作面板等组成,其中动力系统由电动机、油泵构成,滤芯分为除水滤芯和除杂滤芯,用来净化变压器油,压力表用来监视滤罐内的压力,滤芯更换提示。
有载调压装置在线滤油装置工作原理如图2所示[2]。
图2 有载调压开关在线滤油装置工作原理控制系统依据有载调压开关动作次数记录,控制启动电动机带动油泵工作,利用压力将分接开关中的变压器油通过连管吸入到滤罐进行过滤,再将过滤后的油注入到有载分接开关油室中。
该有载调压技术的优点是能够实现在线自动滤油,降低分接切换电弧的影响,减少了维护成本,适用于传统配电变压器的有载调压改造;缺点是额外增加一套在线滤油装置,增加了投资成本和装置本身的维护工作量(如更换滤芯等)。
(3)真空灭弧型。
机械式真空灭弧型有载调压开关不同于传统的绝缘油灭弧,分接头切换在真空管中完成,不存在切换电弧造成油劣化和污染问题。
机械式真空灭弧型有载调压开关功能实现的关键是真空切换开关的选择与过渡电路的设计,性能水平主要取决于真空触点的切换参数,包括额定电流、额定电压与额定容量。
机械式真空有载调压开关切换电路具体如图3所示[16],R为过渡电阻,V1、V2为真空管。
图3 机械式真空有载调压开关切换原理机械式真空灭弧型有载调压开关结构形式简单,动作可靠。
但真空管如发生真空泄漏,则可能发生电弧不熄灭或在过电压作用下发生真空电击穿情况,导致级间短路事故。
如果增加安全防护后备措施,则需要增加过渡电阻和真空管的数量,成本提高[18-20]。
2.2电力电子式有载调压技术近年来,电力电子技术得到快速发展,晶闸管系列产品的性能有了较大提高。
无冲击无弧的纯电力电子式有载调压开关也一度成为研究重点,主要是采用微处理器直接控制晶闸管电力电子开关实现分接头的切换。
电力电子式有载调压开关技术原理具体如图4所示[1]。
图4 电力电子式有载调压开关技术原理电力电子式有载调压开关装置通过测量模块得到变压器二次侧电压和电流,由微处理器完成功角计算、故障识别和形成控制指令,适时切换晶闸管开断,完成电压调节功能。
微处理器可根据系统电压的实际情况进行故障识别,选择性限制晶闸管动作或将其闭锁。
电力电子式有载调压开关主要优点是分接头切换时无电弧无冲击,无机械和电动部件,故障率低,维护工作量小。
缺点是对晶闸管自身性能水平及计算、判断和控制的精确性要求极高,易受雷电冲击的影响;晶闸管功率消耗高于机械式开关,需要采取措施散热和降低自身损耗。
2.3复合式有载调压技术复合式有载调压开关是综合利用机械开关损耗小和电力电子开关切换无弧无冲击的技术优势,形成的一种机械和电力电子混合式调压技术。
文献[10]介绍了一种可控硅辅助换流式有载调压开关,可控硅辅助换流式无弧调压开关原理具体如图5所示。
图5 可控硅辅助换流式无弧调压开关原理可控硅辅助换流式有载调压开关技术为防止电弧产生,采用可控硅取代了传统有载调压开关的过渡电阻,总体结构未有大的变化。
可控硅辅助换流式有载调压开关设计有2组可控硅,对这2组可控硅在电流过零点时关断的同步性要求很高,不允许出现任一可控硅管提前导通情况,否则就会导致变压器的部分线圈短路,同样如其中一个可控硅管出现延时导通的情况,则会造成负载电流中断,因此所产生的高恢复电压将会损坏可控硅。
文献[12]介绍了一种组合式分接开关,主要由TADS型切换开关和选择器组成,切换开关的触头系统由晶闸管和机械触头组成,晶闸管作为切换开关的开关元件承担电弧触头功能,负责开断切换过程中的电流。
TADS型切换开关原理如图6所示,其中ST为变压器高压绕组线圈,CR1为过渡电阻回路选择器,R为过渡电阻,CT1为晶闸管回路选择器,TH为晶闸管,SR为固态继电器,M1与M2为机械触点。
图6 TADS切换开关原理组合式分接开关的每一相切换开关采用一个晶闸管,机械触点M1与M2为主通触头,在非切换状态下电流流通M1或M2。
在开关切换的整个过程中,由于机械触头都是在不带电流情况下分开,因此不会造成触头烧损和油污染问题,相对传统的机械式有载分接开关,寿命期内无需更换触头,维护检修的工作量将大大减少。
该组合式分接开关是一种典型的机械电子混合式结构,由机械触头与晶闸管结合而成,可实现无电弧切换,但该类型组合式开关的操作与控制较为复杂。
文献[17]介绍了一种电力电子开关双向晶闸管与大功率固态继电器相结合的复合式有载调压技术,主要以大功率固态继电器组代替传统的分接选择器。
该复合式有载调压开关无弧切换原理如图7所示。
图7 复合式有载调压开关无弧切换原理图7中的X1和X2为有载调压型配电变压器的高压绕组的2个抽头;SCR1和SCR2为无触点电力电子开关双向晶闸管,SSR1和SSR2R为固态继电器,R是起限流作用的过渡电阻。
假定最初有载调压型配电变压器运行在绕组分接头X2位置,双向晶闸管SCR2则处于全导通状态,电流通路为X2-SCR2,SSR1、SSR2、SCR1均处于断开状态。
当需要将分接头由X2调整到X1时,调整过程具体包括:先触发导通固态继电器SSR1,然后关断SCR2,电流通路变为X1-SSR1-R,再触发导通SCR1,电流通路变为X1-SCR1,这样就完成了一次分接的转换。
与传统机械式有载调压开关相比,不存在任何的运动部件和电动操作机构,真正消除了原有的故障隐患,完全由软件控制实现分接的选择和快速切换。
该方案还处于研究与完善阶段。
3 结语本文分析了国内外配电变压器有载调压技术研究现状,对已有配电变压器调压技术进行了归纳和总结。
现有的机械式有载调压技术包含机械改进型、带在线滤油装置型、真空灭弧型3类,机械改进型结构较为复杂,控制速度慢;带在线滤油装置型需要额外一套滤油装置,不定期更换滤芯,成本和维护工作量增加;真空灭弧型实现了免维护,但切换时有冲击,价格高;电力电子式和复合式有载调压技术具有无弧、无冲击切换优势,目前还处于研究与探索阶段,主要受限于电力电子开关技术性能水平,调压装置体积偏大,其实用性还需要进一步实践验证。
分布式电源接入低压配电网比例增长快速,光伏发电、风力发电等分布式电源具有突出的随机性、波动性和间歇性特点,与实际低压配电网日负荷曲线难以吻合。
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。
(王金丽,马钊, 潘旭中国电力科学研究院,北京100192;王利配电变压器节能技术北京市重点试验室,北京)参考文献[1]BANGASH K N, FARRAG M E A, OSMAN A H. Smart control of on load tap changer deployed in low voltage distributionnetwork[C]//International Conference on Electric Power and Energy Conversion Systems, IEEE, 2016: 1-6. (3)[2]ZECCHINO A, MARINELLI M, HU J, et al. Voltage control for unbalanced low voltage grids using a decoupled-phase on-loadtap-changer transformer and photovoltaic inverters[C]//Power Engineering Conference, IEEE, 2015: 1-6. (1)[3]陈敬佳, 李晓明. 电力变压器有载调压技术的新进展[J]. 华北电力技术, 2001(10): 52-54.CHEN Jingjia, LI Xiaoming. Recent development of OLTC of transformer[J]. North China Elctric Power, 2001(10): 52-54.DOI:10.3969/j.issn.1003-9171.2001.10.018 (2)[4]周仁才, 钱素静, 姜春莹. 配变带在线滤油功能的有载调压系统的应用[J]. 浙江电力, 2013(5): 72-74.ZHOU Rencai, QIAN Sujing, JIANG Chunying. Application of on-load voltage regulation system with online oil filtering function for distribution transformer[J]. Zhejiang Electric Power, 2013(5): 72-74. (1) [5]肖遥, 陈球武, 慕娇娇, 等. 变压器无弧有载调压的研究[J]. 电气开关, 2014(5): 52-54.XIAO Yao, CHEN Qiuwu, MU Jiaojiao, et al. Research on non-arcingon-load voltage regulation of transformers[J]. Electric Switch, 2014(5): 52-54. (1)[6]ABE K, MATSUURA Y, KANJA S. Evaluation of voltage control system for a distribution network with dle-class PV systemsconnection[C]//CIGRE, 2014: 1-6. (0)[7]丁勇, 李再华. 德国配电网运行管理经验及其启示[J]. 南方电网技术, 2008, 2(5): 47-50.DING Yong, LI Zaihua. The operation management experience of distribution networks in germany and its revelation to us[J]. Southern Power System Technology, 2008, 2(5): 47-50. (0)[8]赵刚, 施围. 无弧有载分接开关的研究[J]. 高电压技术, 2004, 30(4): 49-51. ZHAO Gang, SHI Wei. Study on arcless on-load tap changer[J]. High Voltage Engineering, 2004, 30(4): 49-51. (0)[9]骆平, 刘清澄. 无弧切换的有载调压变压器[J]. 中国电力, 2003, 36(S1):21-23.LUO Ping, LIU Qingcheng. A new type of on-load tap changer without arcing[J]. Electric Power, 2003, 36(S1): 21-23. (0)[10]李晓明, 黄俊杰, 尹项根, 等. 平滑无冲击电力电子有载调压装置[J]. 电力系统自动化, 2003, 27(20): 45-48.LI Xiaoming, HUANG Junjie, YIN Xianggen, et al. Research of smooth and non impact power electronics OLTC[J]. Autornation of Electric Power Systems, 2003, 27(20): 45-48. DOI:10.3321/j.issn:1000-1026.2003.20.010 (1)[11]张德明. 有载分接开关国内现状及发展动向[J]. 变压器, 2000, 37(1):36-39.ZHANG Deming. Domestic status and development of on-load tap changer[J]. Transformer, 2000, 37(1): 36-39. (0)[12]AINETTER J., BRAUNER G, HAUER H, 等. 可控硅辅助的分接开关" TADS”—延长变压器有载调压分接头切换装置免维护周期的新方法[C]//奥地利: 1999年第15届国际供电会议论文集, 第一分册, 电网部件. (1)[13]吴畏. 晶闸管有载分接开关[J]. 高压电器, 2004, 40(1): 48-49, 52.WU Wei. Thyristor on-load tap changer[J]. High Voltage Apparatus, 2004, 40(1): 48-49, 52. (0)[14]HARLOW J H, SWITCH F A. An arcless approach to step-voltage regulation[J]. IEEE Power Engineering Review, 1982, PER-2(7): 47-48. (0) [15]SHUTTLEWORTH R, POWER A K, TIAN X, 等. 一种新颖的带有可控硅的分接开关方案[C]//英国: 1997年第十四届国际供电会议论文集, 上卷. (0) [16]黄俊杰, 李晓明. 电力电子有载调压装置的控制系统设计[J]. 电力自动化设备, 2003, 23(7): 54-57.HUANG Junjie, LI Xiaoming. Design of automatic system for power electronics OLTC[J]. Electric Power Automation Equipment, 2003, 23(7): 54-57. (1)[17]王金丽, 李金元, 徐腊元. 大功率电力电子开关用于配电变压器无弧有载调压方案[J]. 电力系统自动化, 2006, 30(15): 97-101.WANG Jinli, LI Jinyuan, XU Layuan. Scheme of arcless onload voltage regulation for distribution transformer using high power electronic switch[J]. Automation of Electric Power Systems, 2006, 30(15): 97-101. DOI:10.3321/j.issn:1000-1026.2006.15.023 (2)[18]张德明. 浅论真空有载分接开关研发技术的要素(上)[J]. 变压器, 2014,51(7): 35-40.ZHANG Deming. Brief discussion on key factors of development technology of vaccum on-load tap-changer[J]. Transformer, 2014, 51(7): 35-40. (1)[19]邵志伟. 电力变压器系统损耗与散热特性研究[J]. 中国电力, 2016, 49(6): 132-136.SHAO Zhiwei. Investigation on loss and heat dissipation acteristics for power transformer systems[J]. Electric Power, 2016, 49(6): 132-136. DOI:10.11930/j.issn.1004-9649.2016.06.132.05 (0)[20]李岩军, 周春霞, 肖远清, 等. 特高压有载调压变压器差动保护特性分析[J]. 中国电力, 2014, 47(9): 112-117.LI Yanjun, ZHOU Chunxia, XIAO Yuanqing, et al. Analysis of differential protection acteristic for on-load-tap-changer transformer of UHV[J]. Electric Power, 2014, 47(9): 112-117. (1)来源:《中国电力》杂志。