有载自动调容配电变压器的降损节能效益分析

有载自动调容配电变压器的降损节能效益分析

作者：黄成秋 王忠杰 张永江 刘小桥 来源：《中国科技博览》2013年第24期

摘要：本文分析了调容变压器降损节能原理，对有载自动调容变压器的组成和工作原理进行介绍，根据典型日、月实际运行负荷数据，绘制了日、月负荷曲线；对SZ11- M-T型有载自动调容型变压器与S11普通型配电变压器的在农村电网中的动态功率损耗进行经济效益分析，在我国农村电网中，有载调容配电变压器的应用范围非常广泛。 关键词：配电变压器；降损节能；SZ11- M-T；S11 中图分类号：TM421 0 引 言

变压器损耗在电网损耗中占有较大的比重，据相关统计资料表明，在我国，变压器损耗占电力系统总发电量的3%～4%。在中低压配电网的电力损耗中，其中约70%是由配电变压器产生的。我国在一、二期农网改造中，将很多老式变压器更换成了S9、S11系列节能型变压器，使农村电网损耗得到有效降低，但是由于农村电网季节性强，峰谷差异大，我国农村电网配电变压器的损耗仍然很大，造成很多的电力浪费。

无励磁（无载）调容变压器可以根据实际运行的负荷大小进行容量调节，使变压器在最佳经济容量状态下运行，在电力系统中得到了一定程度的应用。不过由于无励磁调容变压器在进行容量调节时需停电操作，对供电可靠性和运行管理产生很大影响，导致进行大范围推广时受到了限制[1]。有载自动调容配电变压器有大小两个额定容量，可以根据实际运行负荷大小自动调节容量，近年来在配电系统逐步获得应用[2]。有载自动调容变压器可以带电自动调容，保证对用户不间断供电，而且可以实时监测和控制，对于负荷峰谷差异大，季节性强的农村配电网，其降损节能效果更加明显，应用范围更加广泛。 1 调容变压器的降损节能原理 1.1 调容方式及其调容原理

调容变压器是一种具有两种额定容量的变压器，可以根据负荷大小，利用专门的调容开关来变换绕组的连接方式，实现变压器两种不同容量之间的切换。调容变压器主要有变压器本体、调容开关、调容控制系统、以及配套设备（计量和测量）等几部分组成。现有的调容变压

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器主要是通过变压器绕组的变化来实现容量的调节，具体有以下两种绕组变化方式：串并联换接调容和D/Y换接调容。下面以D/Y换接调容变压器为例对调容方式和原理进行介绍。 1.2 调容变压器的节能原理

配电变压器大容量档位运行时，D/Y调容变压器的高压侧三角形联接，低压侧并联联接（串并联调容变压器高压侧并联，低压侧亦并联联接）；小容量运行时，D/Y调容变压器的高压侧星形联接，低压侧串联联接（串并联调容变压器高压侧串联低压侧亦串联）。下面对两种调容变压器的降损节能原理进行分析。

由于Am是定值，当绕组匝数变为原来的N倍后，磁通密度Bm降为原来的 。从分析中知道，变压器的空载损耗中，涡流损耗、磁滞损耗都与铁芯磁通密度的平方成正比。因此，在大容量调为小容量的时候，由于低压绕组匝数增加而使其匝电势降低，导致铁芯磁通密度的大幅度降低，使得变压的磁滞损耗和涡流损耗都大幅度变小，则空载损耗相应减小，从而达到了降损节能的目的。

2 有载自动调容变压器的基本构成

有载自动调容变压器系统的总体结构主要有自动控制部分、变压器本体和有载自动调容开关三部分组成[3]，如图2所示。自动控制部分通过采集变压器低压侧的电压、电流，然后通过运算判断当前负荷的大小，根据容量整定值及相关条件，满足设定条件则对有载调容开关发出信号，由有载调容开关根据控制指令完成容量切换，整个变压器容量的调节过程在不停电的状态下完成。

3 有载自动调容配电变压器的动态损耗分析

下面选取河南某农村用电负荷作为典型波动负荷对有载自动调容变压器的动态损耗及经济性进行计算分析。

表1给出了有载自动调容变压器和单一容量调容变压器S11的工作日和公休日日有功与无功损耗电量，同时计算了月损耗电量和年损耗量。有表1可以看出，使用有载自动调容变压器节电效果非常明显；尤其是公休日低谷负荷时，有功电能损耗节电达45.9%，无功电能损耗节电达74.7%。年综合电量下降3388kWh，节电百分数达24.6%。

图3给出了典型日负荷曲线下使用有载自动调容变压器和普通型变压器的工作日和公休日的日有功动态功率损耗和日无功动态功率损耗（由于时间间隔为一个小时也为有功电能损耗和无功引起的有功电能损耗）。有图中可以看出无论是工作日还是公休日，有载自动调容变压器的动态功率损耗均小于单一容量的普通型变压器；尤其是在工作日的谷负荷和公休日时，其动态功率损耗差异更加明显。 4. 结论

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有载自动调容变压器有效解决了农村电网季节性强，日负荷峰谷差异大的问题，有力的改善了农村地区电网长期存在的“大马拉小车”的现象，使用SZ11-M-T型有载自动调容变压器与使用单一容量的S11普通变压器相比，有功损耗下降明显，无功损耗引起的电能损耗下降更加明显。因此，在农村电网建设和改造中，有载自动调容变压器应该大力推广。 参考文献

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