董海波 王庆斌

【摘要】 电网电压的稳定性是衡量电网质量的重要标准之一，电力系统正常运行过程中电压偏差过大会直接影响电力系统的稳定性和经济性，不仅会造成用电设备的效率降低，还有可能导致用电设备由于过压或过流而损坏。电力系统通常采用有载调压的方法来调节系统电压，从而保证电力系统电压的稳定。本文主要对电力变压器有载调压技术进行了介绍和分析，对电力系统的电压调节有一定的参考价值。

【关键词】 电力变压器 有载调压 电力电子技术 晶闸管

一、概述

变压器的有载调压技术是确保电力系统电压稳定的有效措施，在配电网和发电厂中得到广泛应用。变压器的有载调压通常采用在变压器线圈设置一定数量的分接头，在不断开负载的情况下，通过切换分接头，实现改变电压的目的。应用机械式调压分接开关转换分接头进行电压调节是最常规的方法，但这种方式故障率高，使电力系统的可靠性降低。随着电力电子技术的不断进步，多种晶闸管无弧调压技术被相继提出，对改善变压器无弧调压的稳定性有重要意义。

二、常规的有载调压变压器

通常应用机械式有载分接开关是有载调压变压器有载调压的主要方式。机械调压变压器的机械结构往往比较复杂，同时，由于在分接开关带载切换过程中很容易产生电弧，使触头的损耗加快，严重影响触头的使用寿命，而且电弧还会降低变压器绕组的绝缘水平，甚至造成变压器短路故障的发生，此外，电弧还会引起变压器油品质的降低。在电力系统的实际运行过程中，有载调压分接开关的故障在变压器故障中所占比重是比较大的。而且机械开关的动作时间一般为5秒，大都用于稳态电压调整。由于机械式有载调压变压器的种种弊端，新型的有载调压方案的提出是十分必要的。[1]

三、基于电力电子技术的新型有载调压方案

1、新型机械式改进型调压变压器。在常规的机械式有载分接开关的基础上增加电子开关电路，则形成了改进型的机械式调压变压器，此种方式只需增加一个过渡电阻和一些晶闸管，采用电子开关和机械开关相配合的方式，抑制电弧在分接头转换过程中的产生。该方法的原理是在机械转换开关的两端并接一对反接的晶闸管，当需要断开某支路时，晶闸管被触发，回路电流从晶闸管回路流过，当回路电流过零时，晶闸管自动关断，电流的持续时间少于半个周期，由于电流被晶闸管回路分得部分电流，机械触头流过的电流大大减小，从而有效的抑制了电弧的产生。该调压方案的优势在于可以省去时间控制回路，晶闸管的触发信号可以由机械开关发出，且对晶闸管的负荷能力要求比较低，即使晶闸管失控也不会对变压器分接头和变压器本身造成危害，但其转换速度较慢，不适合要求电压调节速度较快的场合。[2]

2、串接辅助线圈型调压变压器。最早的串接辅助线圈调压，采用调节晶闸管导通角的方式将可调电压叠加到变压器线圈上。其具体方法为，将三相变压器和另外一个升压变压器串联，升压变压器的另一绕组经过一对反接的晶闸管和变压器的第三绕组串接，当晶闸管过零触发时，则将有一个同相位的电压叠加到负荷上，为确保叠加电压和原电压相位相同，可在此基础上增加一个辅助电压。西门子公司提出了另外一种辅助线圈有载无弧调压变压器，其主要通过接入一个可调0.625%额定电压的辅助线完成。控制电路中，开关和一对反接的晶闸管串联后和另外一组串接的开关和反接晶闸管并联。该方法操作过程比较复杂，故障率比较高，由于操作开关通常按照无弧标准选取，当晶闸管触发出现误动作时，很容易造成开关烧毁。

3、晶闸管开关型调压变压器。随着晶闸管制造工艺的不断进步，晶闸管的容量和性能有了很大的改善，使抛开机械开关的辅助，完全应用高速微处理器控制晶闸管开关切换调压成为可能。该方法通过在负载回路安装检测模块，获得电压电流数据，并反馈到微处理器，形成闭环回路，控制晶闸管的触发角，达到调节回路电压的目的。该调压方式的相应速度快，且可以实现无极连续调压，由于智能控制器的引入，可以对动作过程进行更好的监控，且具有故障报警功能，符合电力系统智能化的要求。但其对晶闸管的要求较高，雷电冲击或晶闸管本身的故障都有可能造成晶闸管的损坏，对系统可靠性造成影响，相对而言其投资也比较大，运行维护成本也较高。但随着电力电子技术的不断进步，该调压方式必将成为有载无弧调压的主流。[3]

四、结论

无弧有载调压变压器技术是电力系统的重要研究对象，对维持电力系统电压稳定有着重要作用，是确保电力系统电能质量的重要保障。各种先进的无弧有载调压变压器被应用于电力系统调压工作中，为电力系统的正常运行保驾护航。由于晶闸管调压的优越性，随着电力电子技术的不断进步，该调压方式必定成为电力系统电压调整的主流。因此，要加大晶闸管调压技术研发工作的人力和物力投入，尽可能快的提高无弧有载调压技术的发展。

参 考 文 献

[1]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.

[2]吴畏.晶闸管有载分接开关[J].高压电器.40（1）：48-49，52

[3]王金丽.配电变压器无弧有载调压技术研究[D].中国电力科学研究院，2006.