调容变压器技术介绍 201204

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1、调容配电变压器的技术特性1引言我国农网用电具有季节性强，用电集中的特点，农村用电主要集中在夏、秋两季，主要是电灌、农业生产用电、农副产品加工等，大约占全年用电量的80%，其余季节主要是照明用电。在农忙用电集中季节，变压器过载运行现象严重，有时甚至出现200%过负载运行现象；而另一方面在用电淡季，负载率又低于30%，出现了“大马拉小车”的现象。针对这种情况，研制开发了调容配电变压器。调容配电变压器是一种具有大小两个容量，并可根据负荷大小，利用特制的调容开关来变换绕组的联结方式，进行无励磁调整运行容

2、量的配电变压器。2调容配电变压器的基本原理Y-D变换调容配电变压器在大容量时，三相高压绕组接成角形（D），小容量时三相高压绕组接成星形（Y）。每相低压绕组由三部分组成：一是27%匝数的线段（Ⅰ段），另外的73%匝数的线段由2（或其倍数）根导线并绕而成两组（Ⅱ，Ⅲ段），每组导线的截面约为Ⅰ段导线截面的一半。大容量时Ⅱ、Ⅲ段并联后再与Ⅰ段串联，小容量时Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三段全部串联。若由大容量调为小容量，低压绕组匝数增加，同时高压绕组处于Y接法而每相电压降低，且其匝数增加与电压降低的倍数相当，可保证电压比不

3、变。这样，大容量调为小容量时，高压侧D→Y联结，低压侧并→串联，联结组别则Dyn11→Yyn0，示意如图1。图1调容配电变压器联结示意图高压绕组D-Y联结的转换、各分接的调整以及低压绕组并、串联的转换均由调容开关完成。开关上面标有“1、2、3、4、5、6”六个档位数字，分别表示调容变压器的“大容量时+5%分接、额定分接、-5%分接、小容量时+5%分接、额定分接、-5%分接”六种运行状态。在开关体上，有高压和低压两段，开关与绕组的接线如图2所示。图2调容开关与绕组的接线示意图3调容配电变压器的技术

4、标准调容配电变压器的技术标准将参照中国机械部行业标准JB/T10778-2007《三项油浸式调容配电变压器》3.1调容配电变压器的空载损耗对于电力变压器，当额定频率为50HZ时，有(1)式中ez─每匝电势，V/匝AC─铁心有效截面，cm2BC─铁心磁通密度，T对已定的铁心，AC是定值，在变压器由大容量调为小容量时，由于低压匝数的增加，使其ez减小，由式（1）知BC随之降低。工程上，变压器(铁心柱与铁轭截面相同时)空载损耗的计算式为：P0＝KP0·PC·GFe(2)式中P0─空载损耗，WKP0─空

5、载损耗工艺系数PC─硅钢片单位损耗，W/KgGFe─铁心的总重量，Kg对于KP0及GFe，在大小容量时是不变的，而PC∝BC2（3）所以，PC大幅度降低，式（2）知，空载损耗P0降低。类似地，可以分析出空载电流也降低的原因。3.2调容配电变压器的负载损耗对于调容配电变压器这样的小型变压器，其负载损耗主要是绕组导线的电阻损耗，其附加损耗一般只占基本电阻损耗的10%左右，为分析方便，这里仅考虑电阻损耗。产品绕组导线的截面是按大容量运行状态选取的，在调为小容量后，由于相电流大为降低，使导线的电流密度变

6、小。对已定三相铜线绕组，有PR=7.2·J2·GCu(4)式中PR─绕组电阻损耗，WJ─导线的电流密度，A/mm2GCu─导线的重量，KgGCu是不变的，由式（4）可知，电阻损耗大幅度降低，而使负载损耗降低下来。3.3大小容量的组合从表1还可以看出，在大小容量时的短路阻抗基本上是接近于标准值的，从这个角度出发，在选择大小容量组合时，小容量应选为大容量的三分之一左右，这也正适应了小容量用在负载率低的状况下。这是调容配电变压器的一大特点。3.4技术经济分析变压器运行一年的电费按下式计算：（5）式中C

7、y——变压器运行中一年耗电费用，元Po——空载损耗，kWPk——负载损耗，kWSN——额定容量，kVAUk%——短路阻抗百分数，%Io%——空载电流百分数，%8600、2200——变压器全年空载、等效满载小时数，h0.5——电价，元/kW·h根据式（5）及表1的性能指标分别对新型S9与S9-T调容型产品的年运行成本进行了计算（其中调容变压器每年按三个月使用大容量，九个月使用小容量），计算结果列于表2。表2新型S9与S9-T调容型产品的年运行成本比较表年运行成本/元下降百分数/%新型S9配电变压器

8、S9-T型调容变压器下降数169190378846.6从表2可以看出，S9-T调容型与新型S9产品相比，年运行成本降低了46.6%。按照年使用量200万kVA考虑，则每年节约的费用至少为3100万元。相应其节约的电能相当于一台30万kW火电机组200多个小时的发电量，为国家节约大量的发电燃料，避免了核废料，同时也因而避免了发电过程中，向大气中排放CO2、SO2、氮氧化合物等有害气体，减少了对大气的污染，保护了环境。因而调容变压器具有较好的经济效益和社会效益。4调容变压器适应农网的要求4.1我国农