调容调压变压器现状及发展趋势分析

调容调压变压器现状及发展趋势分析
摘要：随着社会经济的快速发展，人们对电能的需求也在日益增加。

在这样的
背景下，针对电网的要求也就越来越高。

目前，我国城市还有乡镇普遍铺设10kV
配电网，其中城市小区出现白天用电少，晚上用电负荷迅速增加，入睡后负荷降
低的一个用电的明显变化；而工厂出现白天用电负荷大，晚上及节假日期间用电
负荷小的用电明显变化；而农村用电一般在灌溉时节和春节期间用户会集中用电，而平时绝大多数时间处于低负荷状态的季节性用电明显变化；而公共路灯存在白
天几乎不用电，晚上需要集中照明的用电变化。

以上存在负荷差异较大的场合，
如果选择大容量变压器运行，则变压器大部分时间处在“大马拉小车”的状态下，
空载损耗很高，但选择小容量变压器运行又会烧毁变压器，从而更多选择了可自
动控制的调容调压变压器。

在这样的背景下，针对调容调压变压器现状及发展趋
势展开全面分析，就有着十分重要的意义。

本文主要对调容调压变压器现状及发
展趋势进行深入研究，以期能够保证我国电力系统实现稳定可持续发展。

关键词：变压器；自动调容调压；现状；发展趋势
现阶段，在我国电网建设过程中，10kV变压器的应用较为普遍，但是由于其
在使用过程中经常出现较大损耗，就引发了社会的广泛关注。

在这种情况下，新
研发和应用的自动调容调压变压器，就能够科学合理来规划变压器容量，在一定
程度上有效解决了存在的诸多问题。

1、调容调压变压器的现状
1．1调压技术
10kV自动调容调压变压器技术中，还是应用高速电阻分接开关式调压开关，
这也是实现自动调压的关键手段之一，在一般情况下电机驱动过程中，长时间使
用就可能导致触点接触不良这一问题，其中冷却油杂质会发生明显上涨和绝缘能
力下降这些情况。

尽管在变压器在较长的发展历程中，通过真空开关来当成分解
开关的调压变压器，但是在使用过程中还依旧需要和电阻式结构配合使用，并且
还需要通过高速电阻分接开关式调节开关结构，没有比较客观的经济性。

现阶段，也有很多地区选择可控硅来开展调压工作，但其只能应用为切换开关，在使用过
程中会出现一定范围上的电源变化，在10kV变压器中的应用较为少见。

1．2调容技术
调容调压变压器在调容方面存在一定问题。

其一，因为变压器内部电机在使
用时电机转动频率较低，调容所需时间就较长，在这样的情况下，就一定要在主
副动触头之间布置过度电阻，而这个电阻在使用中就经常损坏。

其二，在投入和
切除过渡电阻过程中会产生电压电流的波动，甚至会产生失压。

其三，低压虽然
电压低，但转换电流大，在触头断开瞬间会有放电现象，放电点一旦影响低压触
头的接触，就会造成接触不良以至于触头烧毁。

其四，现有调容开关价格偏高，
整体的节能经济效果不明显。

2、调容调压变压器的制造原理及发展过程
2．1调容的基本原理及发展
调容变压器的基本原理一：变压器内部低压绕组的构成中包含了少数线匝与
多数线匝的Ⅰ段、Ⅱ段和Ⅲ段。

变压器内部拥有的三相高压绕组在容量偏大时就
会自动形成三角形，而当容量降低到一定标准的情况下，调节为星状形态。

同时
低压线圈当容量逐渐变大时，Ⅱ段和Ⅲ段形成并联以后再和Ⅰ段串联，当容量极
小时Ⅰ段、Ⅱ段和Ⅲ段就会一同形成串联。

二是高压绕组和低压绕组都分为Ⅰ段、
Ⅱ段和Ⅲ段，在容量偏大时高低压绕组同时Ⅱ段和Ⅲ段形成并联以后再和Ⅰ段串联，当容量小时高低压绕组同时Ⅰ段、Ⅱ段和Ⅲ段串联运行。

调容变压器的发展
历程中，能够分成几代，第一代类型是无励磁调容，需要停电进行人工手动调容，影响了供电的可靠性；第二代类型是有载调容无励磁调压，在调压过程中仍需要
停电工人进行操作，只适合季节性调整，不能满足电压波动较为频繁的场地；第
三代类型是自动调容，可以自动跟踪负荷大小，自行开展调容工作，但存在短时
失压现象，容易对敏感负荷造成影响；第四代类型是自适应负荷型，可以按照电
压偏移情况改变绕组分接自行调压，可以跟踪负荷变化情况改变绕组接法自行调容，并且拥有负荷换相与分相无功补偿功能。

2．2调压的基本原理及发展
调压变压器的基本原理，就是按照变压器内部的实际电压情况，通过改变变
压器高压线圈的分接头位置调整高压线圈数量来调节电压。

调压变压器的发展也
可分为几代，第一代是无励磁调压，需要停电进行人工手动调压；第二代是自动
调压，根据线路电压情况自主调节，但仍存在停电现象；利用低压负荷与调压组
合这两种开关来进行切换使用，其能够在配点管理终端来立刻切断和导通低压侧
负荷，动作所需要的时间大约20ms左右。

调压组合开关在低压控制开关断开以后，主要对高压绕组的分接头位置进行更改，改变便电压高压侧在接入电路时所
需要的绕组匝数来得以完成电压的调节工作。

第三代是自动有载调压，通过真空
灭弧和过渡电阻投入切除保证有载调压时线路电压的稳定。

第四代将是电力电子
和机械结构混合投切的复合式调压变压器。

2．3控制器
自动调容调压变压器在开展工作时，其开关控制就完全由控制器负责，控制
器作为重要的处理器，其内部包含了处理、采集与通信等诸多单元，能够在使用
过程中完成数据信息采集、分析、判断和储存等诸多功能。

控制器能够和USB端口、手持设备等相连接。

其内部结构的主控芯片中拥有PLC、单片机等。

在实际
应用过程中，调容调压工作开展就可以按照控制其发出的指令来切换工作内容，
完成自动调容调压工作。

3、调容调压变压器的发展趋势
通过让永磁驱动提高调容调压开关的反应速度，引入真空灭弧使得触头无弧
无烧蚀，变压器油无碳化、免维护，控制器通过WIFI热点与手机连接可近可远查看变压器运行状况及无线操作，融合调容调压、低压刀熔（甚至低压配电）、补偿、计量等功能实现集成并柱上安装的一体化台变将是调容调压变的发展方向。

3．1低成本高性能方向发展
自动调容调压变压器的发展方向，为了满足新时代的需求，其在设计方面就
要更加经济化，并且选择体积偏小的调容调压组合开关来取代传统成本高、体积
大的开关，同时这些调容调压开关在使用过程中，不需要在拥有一定动作数量以
后来进行滤油，更加适合应用在电网建构中，能够给电网系统的构建带了一定的
经济性和效益。

另外，新型10kV自动调容调压变压器在负荷断开的情况下，开
断时间较短，所以对使用者就不会造成较大的影响。

3．2全电力电子方向发展
目前，在科学技术技术的不断进步下，自动调容调压变电器所拥有的调压开
关也就从传统的机械结构转变成了电力电子元件，其中包含了可控硅调压、晶闸
管继电器组合等诸多了类型的开关。

通过SSR来研发的电力电子调压开关，主要
就让电阻回路形成串联，能够起到限制环流的重要作用。

自动调容调压变压器内
部的电力电子式分接开关，能够有效实现切换时间短、可以控制通电时间、调压时无弧等优势。

但是也存在一定的缺点，例如电子元件较多、对相关技术要求较高、通态损耗高等缺点，其在可靠性方面还有待进一步的研究与完善。

3．3可靠性方向发展
在自动调容调压变压器中，混合式开关有着非常显著的优点。

通过电力电子元件机械触头之间的切换，这一过程中不存在电弧，不会让变压器绝缘油出现变质，有效提高了控制开关的使用年限，切换结束以后电力电子元件就会恢复原始状态，因为机械触头载流，减小了电力电子元件存在的耗损，所以就在很大程度上提高了电力电子元件自身的可靠性。

但是，对混合式开关与传统电力电子式开关比较可以发现，其切换效率较低，结构具有一定的复杂性，所以其在自动调容调压变电器中的应用还有待更加深入的研究。

结束语
随着社会经济的快速发展，电力跟人们的日常生活已经息息相关。

在城市规划中，10kV配电网的建设较为普遍，而为了让其在日后运行中更加稳定、安全和高效，针对10kV自动调容调压配电器应用现状、技术原理、发展趋势等方面进行深入分析，其不但对整个电力行业有着至关重要的意义，还能更好地为人们生活提供优质的服务。

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