【摘 要】对于配电变压器来说，其损耗在整个总配电网损耗中占据很大的一部分。因此，降低配电变压器损耗具有很大的节能潜力。这里详细介绍了具有负载调节能力的变压器的结构组成，技术原理和核心技术，并设计了通信解决方案。 与S11型通用配电变压器相比，有载调容变压器应用所带来的经济效益和社会效益显著。通过对实际运行效果的分析，得到负载电容调节变压器的适用面积范围。

【关键词】有载调容；配电变压器；节能

一、引言

近几年来，我国居民的生活水平在中国社会经济发展十分迅速的时代背景下也获得了很明显的提高，特别是在我国政府相关措施的施行，例如：城乡經济社会发展一体化新模式以及“家电下乡”政策等等。除此之外，我国的农民工人数也变得越来越多，这种情况很明显会对用电负荷提出更高的要求，主要体现为其在以下两个特殊时期的用电负荷变化比较大：一是特殊的季节，通常情况下电力使用时间以及电力负荷更多的季节多是在农业耕种时期；二是在一些特殊的时间点，如大型集会以及春节等节日，而在其他的时间则消耗的电力相对比较少。为了适应这种需求，供电企业需要及时开发新技术，使得电网既能承受短期高负荷供电，又能满足长期低负荷供电的需要。作为电力系统末端的主要电力设备，配电变压器具有大量的用途和复杂的模型。对配电变压机的需求不断增加，而且速率逐渐加大。配电变压器的空载损耗极大，大约有一半的总配电损耗是空载造成的。因此，对于相关供电企业来说，其现阶段需要面临的挑战就会保证居民用电的稳定性以及安全性，避免配电变压器出现空载损耗现象。

二、有载调容变压器

对于有载电容变压器来说，是一种能够节约能源的新型配电变压器，具有创新的负载能力技术。它可以克服空载可调变压器容量小，实时可控容量低，无负载可调容量，短暂停电和季节调节等缺点，这些缺点的存在会在很大程度上对电源稳定性产生负面影响。通过有载容量控制器可以实现对于变压器电压以及电流等相关数据信息的了解，并根据容量的设定值确定相关约束，在满足以前的设定容量条件的同时，控制器通过控制并调节负载，将控制器所发出的相关指令信息传送给有载调容变压器的开关，这样开关就能够以指令为依据达到具体位置，实现配电变压器内部的高低压绕组的星形，角度变换和串联，并联变换。有效且顺利的对配电变压器容量进行调整可以避免下列现象的发生：一是“大马车”现象；二是配电网严重过载现象，从而在最大限度上保证供电过程的稳定性，综合损耗和总体成本。配电变压器有效减少。当总是满足负载需求时，使配电变压器经济地运行。

三、有载调容变压器的技术原理

1.有载调容变压器的结构组成

对于有载调压变压器来说，其组成结构主要有以下几部分：一是S11型电容调节变压器体；二是有载电容调节开关；三是有载调压控制器及附件。而可调容量变压器的主体则主要有以下几点：一是核心；二是高低压绕组；三是车身；四是油箱。

（1）变压器。具有负载调节能力的变压器铁氧体磁芯使用的是硅钢片，它由于具有极高的磁导率、晶粒取向十分规整而具有极佳的性能，使得有调载容变压器的空载损耗有效减少。与此同时噪声也相应降低。有调载容变压器的绕组和绝缘结构是根据使用情况特制的，它使用的环形绝缘方式，能大大提高串联和并联的绝缘性能。油箱采用波纹油箱，瓦楞板采用优质冷轧钢板制造。它是由一次性弯曲自动生产线和采用先进的焊接技术形成的。

（2）有载调容开关。有载电容调节开关由开关油室，操作机构，电机装置，开关体等组成。该开关采用先进的灭弧原理，将创新的串联多次断开技术应用于高压接触开关，以确保高压侧开关的安全性和可靠性。同时具有完善的限流措施，动态触点支架和辅助触点之间的有源触点，在开关限流功能过程中通过过渡电阻制作，使过程中的负载电容变压器有2种容量激励状态下的开关，保证在电源电压的连续性和可靠性过程中有可调节的开关。

（3）带负载能力控制。数据采集单元、负载生成单元、负载比较单元、容量控制单元共同维持了负载能力控制系统的高效运行。系统使用集合了自动负载容量、故障诊断和报警、通信、参数设置、数据下载、远程控制、节能分析、实时监控网络的负载容量综合控制策略，精确调控有载调容变压器运行状态，通过计算最佳切割能力范围，设置合理的容量阈值法和延迟时间等参数，确保负载可调容量变压器运行在最佳经济运行范围内。

2.调整原理

有载调容高压变压器的高压绕组K.所有触点闭合形成三角形（D）连接。当容量很小时，K和所有触点闭合以形成星形（Y）连接。

当负载电容调节变压器的操作模式从高电容调节到低电容时，高压绕组从D形连接自动切换到Y形连接，电压也随之相应降低。为了确保输出电压恒定，低压绕组的匝数增加，也就是说，低压绕组的并联部分切换为串联，因此在加大低压绕组的匝数的同时，减小了高压绕组的电压。此时磁芯磁通密度减小，硅钢片损耗单位较小，变压器空载损耗和空载电流急剧下降，从而大大降低了无功功率变压器空载损耗（无负载功率损耗小容量小于1/10的高容量损耗）和有功损耗（空载有源损耗低容量状态小于1/3高容量损失状态），达到节能减损的目的。

3. 通讯解决方案

对于有载电容变压器来说，其通信主要是由有载电容控制器来决定的。数据采集芯片（A/D）的主要作用有：一是对数据进行转换和存储；二是将状态输入到电路；三是对输出电路实现合理控制；四是实现对于数据的远程通信接口等等。只有电路在经过以下两部分处理之后微处理器才能够计算并分析交流相应的采样模拟信号：一是ct信号；二是其他信号处理电路的信号。并最终将得到的结果存储到数据存储器以便于能够将相关信息数据提供给外部相关接口。对于有载可调容量控制器来说，其一般会配有相应USB接口，除此之外，还会设置微功率无线收发器，该收发器的存在能够更好的满足无线下载方面的有关需求，实现数据之间的传送以及查询。同时，还更有利于数据信息传送到远程中心，这样的话，监控中心主站系统就可以实现对于控制负荷容量变压器相关数据信息的远程的控制，从而在很大程度上提高了供电企业管理配电过程的工作水平。

四、有载调容变压器的节能效益分析

1.现场操作

（1）安装在配电平台区域I中的SLL-M-ZT-315（100）/ 10负载电容调节变压器。以往常用的配电变压器类型是S11-M-250/10共用型号，在具体应用的过程中，可以发现有很大一部分时间是处于轻载状态，并且在耗电的高峰期还会出现过载使用的情况，这些状况严重影响到了居民的正常用电。从供电的角度来看，电力负荷主要集中在家用电器（冰箱，洗衣机，感应炉，空调等）上。根据数据分析，配电平台的日均大容量运行时间约为5小时，低容量运行时间约为19小时。从曲线图可以看出，配电平台区域的最大和小负载电流完全能保障用户对电能质量的要求。

（2）安装在配电区的有载电容变压器上，用S11型配电变压器代替原有工作区。该地区辖区内的居民广泛开展了种植业，种植了大量的枣树，蔬菜和养牛。这个地区的季节性负荷是显而易见的。根据运行数据分析，该区域是季节性负荷变化较大的典型平台。电力消費旺季主要是7月至9月。在淡季期间，最大负载功率集中在17：00—21：00。

经过分析繁忙季节和淡季的每日当前曲线图自安装应用后均为可调容量变压器，有效解决了因负载或季节性负载不平衡而造成的昼夜配电区域严重超载和大马拉车现象，实现了高可靠性电源电压和电费电压。

2.社会福利分析

变压器是一种消耗能量，污染大气的动力设备，它占发电总量的2%左右，占电力系统总损耗的30%左右。当有载电容调节变压器以小容量模式运行时，空载损耗相当于相同容量s11公共变压器的约45%。分析I，Ⅱ2分布区可调容量变压器负荷节能环保，如下表所示。这里，根据有关部门的统计，煤的使用大大减少，一氧化碳、一氧化硫、氮氧化物的排放也就相应减少。

从上表中不难看出，负载可调容量变压器的安装不仅可以通过减少损耗实现良好的经济效益，而且还可以实现良好的社会效益。

它节省了大量的煤，减少了有害气体如一氧化碳、一氧化硫、一氧化氮、二氧化氮的排放，有利于节能减排和环保的大潮流，对减缓变暖速度、有效利用资源有较大的促进作用，符合当前国家建设节能型社会的需求。

五、结论

通过计算两个配电站的运行数据，相对于普通变压器，有载调容变压器的节能效果是十分明显的，它可以有效降低当前季节或昼夜负荷变化而造成的不良影响，降低配电站的压力。通过联网通信，监控中心能及时收到有载调容变压器的现实数据，并方便查阅它的历史参数配置，监控中心再对数据进行处理，从而使配电管理系统获得大量数据，使其高效配置运行，大大提高了管理层的配电效率。根据变压器技术的特点，该技术适用于季节性负荷变化或昼夜负荷变化的配电站。通过数据收集和事件记录分析，为负荷转移技术的推广和应用积累了宝贵的经验。

参考文献：

侯思祖，王亚微，陈超，等.基于GPRS通信技术的配变监控系统设计[J].电力科学与工程，2008，24（10）：45-49.

作者简介：

张运军（1978—），男，工程师，本科，从事配电网建设管理工作。