在我國的工業開發區、居民小區以及廣大農村,峰谷負荷變化很大,負荷低谷時變壓器接近空載運行,導致變壓器損耗的很大一部分為空載損耗,據統計,全國變壓器總損耗約占系統發電量的10%,其中配電變壓器損耗占比約為總損耗的70%“。所以,降低配電變壓器的損耗特別是空載損耗具有十分重要的意義。但普通配電變壓器的容量選擇是個難題,容量若選擇過大,則大馬拉小車,經濟效益下降;容量選擇過小,則小馬拉大車,供電可靠性下降。
調容變壓器具有大、小兩個容量,可根據用電負荷及時改變容量,可在提高供電可靠性的同時有效降低空載損耗,是解決上述問題的有效設備1-71。根據統計數據,一臺S11型大、小容量分別為200kVA與63kV A 的調容變壓器較同型號普通變壓器每年可節約電能4725kWh;-臺S11型大、小容量分別為315kV A 與100kV A 的有載調容變壓器年節省費用5756.9元;在抽油機井供電的應用場合,采用調容變壓器可降低空載損耗和負載損耗,提高配電網的功率因數“,據統計,30kVA 調容變壓器給抽油機供電每年可節省運行費用991元10.1”。
近年來,S13-MZT型調容變壓器較同容量S11型普通配電變壓器損耗更小,根據容量不同,與S11型調容變壓器相比,回收期約為4.2 年~5.3 年; 與S13型普通配電變壓器相比,不同容量的回收年限為5.88年~7.26年12.13 調容變壓器的發展歷程如表1所示,大致可以分為四代產品。第四代自適應負荷型調容變壓器構成如圖1所示,由配電變壓器本體單元、有載調容與有載調壓開關單元、負荷換相和無功補償等配套單元以及綜合控制單元等4部分組成。
2、調容調壓原理
2.1、調容原理
調容變壓器的原理為: 變壓器低壓繞組由少數線匝I段、多數線匝線1III段組成。變壓器三相高壓繞組在大容量時接成三角形,小容量時接成星形。大容量時II、III段并聯再與I段串聯,小容量時I段全部串聯。由大容量調為小容量時,低壓繞組匝數增加,高壓繞組變為Y接法,如圖2所示。
2.2、調壓原理
調容變壓器的調壓原理如圖3 所示,根據實際電壓情況,當需要調節電壓時,通過改變高壓繞組的分接頭位置,使得高壓側接入電路的繞組匝數發生改變實現調壓
2.3、控制器
2.4 調壓開關發展歷史
國際與國內對變壓器調壓開關的研究歷史如表2所示,從表2中可見, 調壓開關經歷了機械式調壓、真空熄弧調壓、電力電子開關調壓和混合調壓等技術發展過程,從表2可見,國內的研究依然落后于國外,但由于配電網發展的差異性,國外還沒有對有載調容變壓器開展研究。
本文中筆者主要對調容變壓器調壓調容開關的歷史現狀與趨勢進行綜述分析,包括機械式調容調壓開關、電力電子式調容調壓開關以及混合式調容調壓開關的原理、拓撲以及優缺點等。